放电室长径比与磁体间距对离子推力器原初电子约束性能的影响（英文）.pdf

《放电室长径比与磁体间距对离子推力器原初电子约束性能的影响（英文）.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第l5卷第20期2015年7月科学技术与工程Vo1．15No．20Ju1．20151671—1815(2015)20-0141—06ScienceTechnologyandEngineering@2015Sci．Tech．Engrg．放电室长径比与磁体问距对离子推力器原初电子约束性能的影响张晓光任军学汤海滨(西安航天动力研究所，西安710100；北京航空航天大学宇航学院，北京100191)摘要电子约束效率为反映环尖型离子推力器放电性能的重要参数之一，一般采用原初电子的平均约束长度来表征。对于离子推力器，放电室长径比与磁体间距会影响磁场分布，进

2、而影响电子约束效率。放电室长径比与磁体间距的最佳状况是原初电子在放电室中保持尽量长的时间。以二维轴对称的离子推力器放电室为几何模型，发展了计算原初电子运动情况的代码。通过求解Maxwell方程和电子运动方程得到磁场和电子的运动轨迹，从而得到原初电子的平均约束长度。对放电室长径比与磁体间距对原初电子约束性能的影响进行了参数化研究，总结了只考虑原初电子约束时放电室长径比与磁体间距的选取原则。关键词离子推力器放电室磁场构型原初电子约束中图法分类号v439．1；文献标志码AIonthrusteriswidelyusedinthefieldsofmat

3、erialAnodeprocessingandelectricalpropulsion．Fig．1showsthefunctiondiagramofdirectcurrentionthruster．Thehollowcathodeanddischargeanoderepresenttheplas．mageneratorinthechamber．Neutralgas，suchasxenon，isfedintothedischargechamberthroughho1．1owcathode．Thentheneutralgasatomscollid

4、ewiththeprimaryelectronsemittedfromthehollowcathode．Afterfrequentcollisionssomeatomsareionized．whiletheprimaryelectronsbecomethermalizedandarecol—lectedbytheanodeatlast．Theionizationisenhancedbythepresenceofamagneticfield．ThemagneticfieldFig．1Functionaldiagramofionthrusterp

5、rolongstheresidencetimeofprimaryelectronsandin．ringsonthedischargechamberhavealternatepolari．creasestheprobabilityofanionizationcollision．ties．Thistypeofmagneticcircuitconfigurationpro．Anumberofmagneticcircuitconfigurationshaveducescuspregionsthatencirclethedischargechamber

6、beenstudiedthroughouttheyears，includingdiver．inthecircumferentialdirection．Theringcuspconfigu—gent[1]'linecusp㈨，multicusPandringcuspmagneticfield[]rationisthetypeofmagneticcircuitstudied．．RingcuspistheprimarymagneticIngeneralthelongerprimaryelectronsarecon．circuitconfigurat

7、ionusedatthepresentday．Theringfinedtothedischargechambercusphasthemagnetsmagnetizedthroughtheirthick—。thebetterchancethevhaveofcreatingions．Ifaprimaryelectronislosttoness，whileatthesametimethemagnetsencirclethetheside-wallsofthedischargechamberbeforecreatingdischargechamber

8、formingringsofmagnets．Alternateanion，preciousenergyiswasted．Tomakesureasmanyprimar