赵博强，李 永，周 成，王 戈，王宝军，丛云天

(北京控制工程研究所，北京 100094)

0 引言

磁等离子体动力推力器(Magnetoplasmadynamic thruster,MPDT)利用大电流电离推进剂并注入能量，利用磁场和电场来加速等离子体而产生推力。MPDT属于电推进家族中的电磁推进，与静电推进相比，能够更容易做到大推力和大功率，并且效率更高。由国内外已发表的研究成果可知，MPDT的功率可达2 kW～11 MW，比冲范围2000～11 000 s，效率可达30%～70%。

目前，开展MPDT研究的机构有美国普林斯顿大学、NASA格伦研究中心、苏联能源设计局、火炬设计局等。这些单位开展了最大功率达数兆瓦的大功率MPD推力器研究[1]。但迄今为止，附加场磁等离子体推力器并没有达到令人满意的效率和比冲。研究认为，这是由于两个方面的原因：附加磁场的均匀程度、形状、强度都没达到推力器最佳工作的参数；等离子体在推力器中的加速机制和损耗机制并未完全掌握。其中，加速机理是制约推力器研究最重要的一方面。

磁等离子体动理推力器的推力理论目前还不成熟，相关的推力产生机理还不明确。针对推力器的试验结果有一些经验、半经验公式。FRADKIN，MYERS等[2-3]分别提出了基于经验的推力公式。MIKELLIDES等[4-5]基于磁流体力学方程推导了推力器的仿真程序，利用MACH2代码仿真了推力器。结果表明，利用磁流体方法可较好地仿真出推力器的工作状况。虽然目前根据经验和实验总结出的公式在一定情况下能够和实验结果相吻合，但并不能完全准确地描述推力器的工作情况。同时，经验公式不能反映推力器内部的加速机制，还需要进一步利用等离子体理论推导。……