离子推力器放电室工作性能的模型与模拟技术研究现状

2011-02-17陈娟娟张天平

真空与低温 2011年3期

陈娟娟，张天平

(兰州空间技术物理研究所，真空低温技术与物理重点实验室，甘肃兰州730000)

1 引言

离子推力器作为电推进的一种，具有高比冲、低推力、高推进剂利用率、推力可调节、工作时间长、安全性好等特点，目前被广泛用来执行卫星位置保持，在轨道转移、轨道提升等方面也有所应用［1］，美国深空一号卫星(DS1)的成功运行表明，离子推力器在深空探测领域也有很好的应用前景。

放电室作为离子推力器核心组件之一，其运行情况直接影响离子推力器的性能。放电室产生等离子体的方式有直流放电［2，3］、射频放电和微波放电。相比之下轰击放电方式目前应用更为广泛［4，5］。离子推力器放电室内等离子体离子产生成本、放电效率是影响推力器性能的重要参数。可以通过改善放电室内磁场分布提高对原初电子的约束、减小阳极吸收面积等因素来减小推力器放电损耗、增大推进剂有效利用率。由于环尖型磁场分布能有效地约束原初电子，增加带电粒子之间的碰撞概率，大大提高了离化率，因而被大量采用。

作者在调研了国外离子推力器放电室模型和模拟方法基础上，分别从每个模型的特点、应用范围和应用前景方面介绍了放电室模型的发展状况。