用外磁场提高微波等离子体推力器性能的数值与实验研究

等离子体推进属于先进空间推进范畴，其高比冲可提高空间飞行器的总体性能，微波等离子体推力器属于其中一种性能优良的装置。利用外磁场可以提高微波等离子体推力器腔体内热等离子体核心区的温度，从而提高推力器的比冲，国内外对此还未开展过研究。本项目从理论上分析处于外磁场中微波放电热等离子体的各种振荡特征，研究等离子体的能量吸收机理，分析气体压强对能量吸收机制的影响；采用磁流体力学和Maxwell方程，并根据SIMPLE和时域有限差分算法，建立等离子体、微波、外磁场耦合的数值计算模型，计算研究外磁场对等离子体温度的影响；实验上，发展磁增强微波等离子体推力器，利用相关的实验研究装置，通过诊断真空中等离子体喷流，研究磁增强微波等离子体推力器的外磁场和工作参数对腔体内热等离子核心区温度的影响。研究结果将给出提高微波等离子体推力器性能对外磁场及工作参数的要求。