脉冲等离子体推力器放电电离特性的数值研究

作     者：杨磊 刘向阳 汤海滨 黄玉平 王宁飞 YANG Lei;LIU Xiang-yang;TANG Hai-bin;HUANG Yu-ping;WANG Ning-fei

作者机构：北京精密机电控制设备研究所北京100076 北京航空航天大学宇航学院北京100191 北京理工大学宇航学院北京100081 

出 版 物：《固体火箭技术》 (Journal of Solid Rocket Technology)

年 卷 期：2016年第39卷第2期

页      面：194-200页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：中国博士后科学基金(2015M570918) 

主　　题：电推进 脉冲等离子体推力器 烧蚀 电离 

摘      要：推进剂烧蚀产物的电离过程直接制约着等离子体的产生及其特性,是决定脉冲等离子体推力器(PPT)工作效能的关键因素。为了准确描述PPT放电电离特性,提出了基于热化反应的烧蚀边界层和等离子层耦合模型,并以LES-6 PPT为例进行数值研究,揭示了脉冲电流激励下PTFE烧蚀与离子化过程所产生的多种组分在放电室内时空分布特性。结果表明,烧蚀并电离出的等离子体主要以一阶电离形式存在,其中C、F元素的离子化区域分别集中在上、下游放电通道内;高度电离且短期存在的C、F离子(二价和三价)主要出现在放电初期;等离子体各种组分浓度的峰值时刻与羽流实验数据基本吻合。该研究为探究PPT放电能量分配及损失机理提供了理论参考。