刘忠茂，王 健，管 苗，陈志东，汪友梅

(杭州电子科技大学理学院，浙江 杭州 310018)

0 引 言

同步卫星、通信卫星、遥测卫星等航天器不仅在军事上有战略性意义，而且在民用领域有不可或缺的价值。卫星在太空的运动控制依赖于推进器，推进技术主要分为电推进和化学推进。相比于化学推进器，电推进器具有体积小、比冲高、效率高、寿命长，工质消耗少等优点，更能胜任空间任务中卫星姿态调整、轨道偏移、位置保持、深空探测和星际航行等任务[1]。霍尔推进器属于电推进器的一种，应用广泛，其设计标准主要依据测试经验[2-3]。霍尔推进器的推力效率、侵蚀以及控制振荡等方面还需进一步改进。Kim等[4]将内、外励磁线圈分别通入方向相反的电流，研究霍尔推进器磁场分布对电离过程和离子输运的影响。Hofer等[5]通过实验发现磁场位形随磁屏蔽的改变而变化，说明磁屏蔽能减小通道壁面腐蚀。丁勇杰等[6]通过实验研究磁场方向的改变对电子漂移运动和推进器整体性能的影响，指出磁场方向的变化与电子霍尔漂移方向的变化相对应。这些研究大部分集中在具体的物理实验上，缺乏系统的理论模拟计算。在霍尔推进器中，磁场的分布是直接决定推进器的效率和寿命主要因素之一。由于三维模型计算量较大，边界问题的处理非常复杂，目前，绝大多数模拟计算集中在二维轴对称模型。实际上，由于阴极的存在，使电场和粒子的输运性质不具有轴对称性，建立三维模型才能使模拟更接近实际的物理问题。……