小功率磁阳极霍尔推力器设计及特性研究

摘要

常规霍尔推力器通常采用同轴磁路或者分立磁柱结构.同轴磁路中放电室、阳极完全被磁屏罩住,热量使磁路温度攀升,导致磁性能急剧下降.分立磁柱磁场沿放电室圆周分布不均,影响推力器性能.霍尔推力器放电室陶瓷结构材料对高电压敏感,使比冲进一步提高受限.本文开展小功率磁阳极霍尔推力器设计和研究,将磁屏、阳极和放电室融合起来,以金属代替陶瓷放电室适应更高电压;通过提高面容比、辐射窗口和应用热导结构,降低核心区温度;应用宽包络外磁柱,解决磁场圆周分布不均问题.通过热、磁仿真表明:100、300 W下推力器核心区温度不高于290°C,650 W下不超过420°C,与实测温度相符合;磁导梯度达到50×10-4 T/mm,磁场均匀性为54％.对小功率磁阳极霍尔推力器开展了热稳定性和工作性能研究.