微脉冲等离子体推力器放电过程和性能初探

针对平板烧蚀型微脉冲等离子体推力器（μ PPT），开展了放电过程研究和性能表征。根据放电过程的电学测量和等离子体区域的发光行为分析，研究了μ PPT的基本放电特点和放电形态演变。从空间分布看，μ PPT放电空间可分为3个区域（阴极区、弧柱区和阳极区），随着放电间隙的减少，阳极区逐渐消失。从时间分布看，μ PPT放电是由多个幅度不同的脉冲放电构成，放电回路和放电间隙的阻抗分布决定放电脉冲的数量，一定条件下可以发生单脉冲放电。根据μ PPT等离子体区的电流片模型，估算了μ PPT元冲量和推力等基本性能参数。结果表明，放电间隙和烧蚀量对μ PPT性能参数有重要的影响，相同脉冲放电能量时，放电间隙越大，元冲量越大，烧蚀量也越大，导致比冲越小。放电时空形态是影响μ PPT的元冲量和比冲的关键因素，因此，开展放电回路和放电间隙的阻抗优化研究是提高μ PPT性能的有效途径。