微型化阳极层推力器数值模拟与性能实验*

doi:10.13385/j.cnki.vacuum.2023.04.07

真空 ›› 2023, Vol. 60 ›› Issue (4): 36-41.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2023.04.07

微型化阳极层推力器数值模拟与性能实验^*

李平川^1,2, 许丽^1,3, 赵杰^1,3, 张帆^1,2, 熊思维¹, 简毅^1,3, 张正浩^1,2, 唐德礼^1,2

1.核工业西南物理研究院,四川成都 610200;
2.中核同创（成都）科技有限公司,四川成都 610207;
3.成都理工大学工程技术学院,四川乐山 614000

收稿日期:2023-05-22 出版日期:2023-07-25 发布日期:2023-07-26
通讯作者: 唐德礼,研究员。
作者简介:李平川（1985-）,女,四川省南充市人,博士,助研。
基金资助:
*国家自然科学基金（11775073）; 四川省科技厅基础科研项目（2019YJ0296）

Numerical Simulation and Experimental Research on Miniaturized Anode Layer Thruster

LI Ping-chuan^1,2, XU Li^1,3, ZHAO Jie^1,3, ZHANG Fan^1,2, XIONG Si-wei¹, JIAN Yi^1,3, ZHANG Zheng-hao^1,2, TANG De-li^1,2

1. Southwestern Institute of Physics, Chengdu 610200, China;
2. China Nuclear Tongchuang（Chengdu）Technology Co., Ltd., Chengdu 610207, China;
3. The Engineering & Technological College of Chengdu University of Technology, Leshan 614000, China

Received:2023-05-22 Online:2023-07-25 Published:2023-07-26

摘要/Abstract

摘要： 本文采用粒子网格结合蒙特卡罗碰撞方法对微型化阳极层霍尔推力器进行数值模拟,同时开展微型化阳极层霍尔推力器放电实验,评估了该微型化阳极层霍尔推力器的工作性能。结果表明,微型化阳极层推力器放电稳定,且离子束呈现出聚束模式,其放电电压范围为300~1100V,比冲范围为234~2047s,推力范围为0.5~5.4mN。该研究可为进一步实现高效率、轻质化、高性能微型阳极层霍尔推力器优化设计提供一定的数据支持。

关键词: 阳极层推力器, 微型化, 数值模拟, 工作性能

Abstract: In this paper, particle grid combined with Monte Carlo collision method was used to simulate the miniaturized anode layer Hall thruster. Meanwhile, the discharge experiment of the miniaturized anode layer Hall thruster was carried out to evaluate its performance. The results show that the discharge of the miniaturized anode layer thruster is stable, and the ion beam presents a bunched mode. The discharge voltage range is 300~1100V, the specific impulse range is 234~2047s, and the thrust range is 0.5~5.4mN. This study can provide certain data support for further optimization design of high efficiency, light mass and high performance micro anode layer Hall thruster.

Key words: anode layer thruster, microminiaturization, numerical simulation, work performance

中图分类号: V19;TB79

李平川, 许丽, 赵杰, 张帆, 熊思维, 简毅, 张正浩, 唐德礼. 微型化阳极层推力器数值模拟与性能实验^*[J]. 真空, 2023, 60(4): 36-41.

LI Ping-chuan, XU Li, ZHAO Jie, ZHANG Fan, XIONG Si-wei, JIAN Yi, ZHANG Zheng-hao, TANG De-li. Numerical Simulation and Experimental Research on Miniaturized Anode Layer Thruster[J]. VACUUM, 2023, 60(4): 36-41.

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