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题目:磁等离子体动力推力器性能分析和试验系统设计

关键词:磁等离子体动力发动机,地面试验系统,点火试验,推力测试,探针诊断

  摘要



        磁等离子体动力发动机(Magnetoplasmadynamic Thruster, MPDT)是一种利用等离子体在电磁力和气动力混合加速作用下产生推力的高比冲、大推力和高效率的加速装置,在未来大型航天器的轨道控制、深空探测和星际航行等空间任务中有广阔的应用前景。开展MPDT理论和试验方面的研究对MPDT的在航天任务中的应用有着重要意义。

        论文介绍了MPDT的结构和加速机理,分析了推进剂流量、发动机放电电流、线圈磁场强度等工作参数对发动机性能的影响,并提供了一种评估发动机性能的经验方法。论文还介绍了MPDT的设计思路,MPDT地面试验系统的设计与搭建,并针对设计的发动机进行了点火试验以及探针诊断测试。论文讨论了设计的发动机所存在的问题,提出了进一步改进的方案,并确定了今后试验研究的方向。

        点火试验研究中得到了一些结论:当真空度接近3Pa,阳极流量接近1.25SLm,阴极流量为0.25SLm左右,放电电流接近185A,发动机能正常点火,磁场强度与点火是否成功没有必然联系;从点火开始到发动机稳定工作需要2分钟左右的时间;放电电流越大,电离度越高;磁场有将等离子体聚拢的作用;磁场强度越大,放电电压越大,阴、阳极流量和放电电流的变化对放电电压大小影响不大。