10kW级高比冲霍尔推进技术研究数据集

面向未来的月球探测、火星探测等深空探测任务对动力装置的提出的大推力、高比冲二者兼具的需求，开展大功率高比冲霍尔推进技术研究，突破高电压高可靠技术、高比冲稳定运行技术及高效散热技术，实现 10kW 级霍尔推力器 3000s 比冲稳定放电，建立大功率高比冲大高径比通道后加载磁场磁路设计新理念及方法。1) 低损耗高比冲放电技术研究。中性气体电离后的离子在高电压下产生能量较高，离子在加速过程中与壁面的碰撞会减少推力而造成推力和比冲的降低，因此如何降低离子与壁面的碰撞损失对于提高比冲至关重要，因此，如何控制电离分布，多价电离特性，降低等离子体与壁面的相互作用是本研究内容重点。2) 高热流密度热结构优化设计。研究大功率、高比冲霍尔推力器放电通道热功率密度高，推力器相对尺寸更小结构更加紧凑，使得总散热能力较差，存在放电热失稳的隐患。因此，研究大功率、 高比冲的霍尔推力器必须先解决发生放电热失稳的隐患以及主动热防护的问题。3) 高电压绝缘、点火可靠性设计研究。高比冲的实现依赖于高电压放电，而更高的放电电压必然带来更大的绝缘隐患，进而影响霍尔推力器的工作可靠性。推力器点火瞬间的冲击较大，对绝缘薄弱环节造成挑战，为防止高电压下的绝缘击穿等故障发生，提高高比冲霍尔推力器的可靠性及稳定性进而实现高电压点火。4) 永磁轻量化技术研究。霍尔推力器尺寸越小，重量越轻，其在大型航天器的布局会更灵活和方便，实用性更强。霍尔推力器小型化是提高大功率霍尔推力器更高功率密度和推力密度的最有效手段，永磁具有高磁能积特征，产生相同的场比电磁线圈所需的体积和空间大幅降低，采用永磁可实现推力器的轻量化。