電子回旋共振等離子體推力器電磁仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、電子回旋共振（Electron Cyclotron Resonance，ECR）等離子體是一種密度高、溫度低、在低氣壓下形成的磁等離子體。電子在磁場(chǎng)中繞磁力線做回旋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)入射微波功率的頻率與電子回旋角頻率相等時(shí)，便產(chǎn)生電子回旋共振效應(yīng)。在低氣壓10<'-1> Pa條件下，電子回旋共振等離子體密度理想情況可達(dá)10<'17>～10<'19>m-3量級(jí)，在電子回旋共振效應(yīng)區(qū)域電離率極高，其雙極電場(chǎng)效應(yīng)和磁噴管原理可加速等離子體噴出而產(chǎn)生推力

2、。
　　電子回旋共振等離子體推力器（Electron Cyclotron Resonance Plasma Thruster，ECRPT）作為一種新型的電磁式推力器，對(duì)其工作原理的研究是必要的。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的寶貴研究經(jīng)驗(yàn)及電推進(jìn)相關(guān)理論，分析總結(jié)了電子回旋共振等離子體推力器涉及的放電、傳輸理論以及加速機(jī)制，開(kāi)展了放電腔室內(nèi)等離子體物理特性參數(shù)的模擬計(jì)算工作，設(shè)計(jì)出電子回旋共振等離子體推力器原理樣機(jī)，利用大連理工大學(xué)電推進(jìn)實(shí)驗(yàn)

3、室的高真空電推進(jìn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察其放電現(xiàn)象。本文具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　相比于傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)，先進(jìn)化學(xué)推進(jìn)和若干種先進(jìn)的空間推進(jìn)技術(shù)在性能指標(biāo)已經(jīng)遙遙領(lǐng)先，在本論文中詳細(xì)闡述了各推進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了電推進(jìn)技術(shù)相比于其他推進(jìn)技術(shù)的長(zhǎng)處和潛力，進(jìn)而引出電子回旋共振等離子體推力器的特性以及在電推進(jìn)中的廣闊應(yīng)用前景。
　　敘述了電子回旋共振等離子體推力器的工作原理，包括電子回旋共振效應(yīng)與磁噴管理論，并詳細(xì)概括了電子回旋共振等

4、離子體推力器羽流區(qū)的探針診斷理論。
　　采用COMSOL Multiphysics有限元仿真軟件，建立了放電腔室的靜磁場(chǎng)模型和微波電磁場(chǎng)模型，利用分離變量法的思想，通過(guò)改變相應(yīng)參量，模擬計(jì)算出放電腔室內(nèi)部電子數(shù)密度、電子溫度以及碰撞功率損耗不同的空間分布情況。
　　在大連理工大學(xué)電推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室高真空電推進(jìn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建實(shí)驗(yàn)。分別在改變不同實(shí)驗(yàn)條件下觀察不同的放電效果，并得出在本文設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件下隨著工質(zhì)氣體質(zhì)量流量增大和微波入射功