基于正交试验法的FEEP聚焦电极阵列设计策略

为消除场致发射电推力器（Field emission electric propulsion,FEEP）羽流发散角度过大给推进器寿命和可靠性带来的不利影响，研究了聚焦电极阵列空间位置对羽流聚焦效果的影响，并通过正交试验法给出了最优电极分布。通过数值仿真对FEEP的离子运动过程建模，采用正交试验方法电极阵列进行研究，关注其在不同空间位置下的聚焦效果，得到了离子出射半角分布和推力大小。结果表明，聚焦极的位置决定了羽流的聚焦效果，其次是提取极和加速极；聚焦极径向距离发射极1600μm，且提取极径向和轴向坐标为（800μm,500μm）时能得到最优的聚焦效果。本文验证了正交试验方法在聚焦电极阵列设计上的可行性，同时还为聚焦电极阵列设计提供了有效的分析方法和设计策略。