霍尔推力器放电通道壁面分割及磁屏蔽效应研究的开题报告.docx

霍尔推力器放电通道壁面分割及磁屏蔽效应研究的开题报告
一、研究背景
霍尔推力器是一种利用霍尔效应产生电磁场实现交叉电流与外加磁场的耦合作用，从而产生电离气体加速的推进器。由于其简单稳定、高效节能等优点，被广泛应用于宇航器和卫星的姿态控制及轨道维持。但是，在使用中，霍尔推力器产生的等离子体效应会对装置的壁面和管道内部产生热和粒子的损伤，甚至会影响霍尔推力器的推力和寿命，因此，对于霍尔推力器的许多方面的研究（包括壁面分割和磁屏蔽效应）变得越来越重要。
二、研究意义
针对霍尔推力器制造中现有的一些问题，并利用壁面分割和磁屏蔽效应的方法，可以有效地减少等离子体效应对于壁面和管道内部的损害。同时，研究和应用壁面分割和磁屏蔽效应也可以提高霍尔推力器的效率和稳定性，延长其使用寿命，确保宇航器和卫星运行的长期稳定性和安全性。因此，本研究对于推动霍尔推力器技术的发展，提高我国空间技术与航空技术的核心竞争力，以及不断推动我国的航天事业都具有非常重要的意义。
三、研究目标
本研究的主要目的是探索规模霍尔推进器装置中的等离子体效应问题，并研究如何利用壁面分割和磁屏蔽效应来解决这些问题。具体研究方向包括：
（1）研究等离子体影响下推进管道壁面的重要参数，通过对比实验和仿真模拟，找到合适的壁面分割方法。
（2）研究等离子体影响下多种磁屏蔽材料的透明度及屏蔽效应，寻找适合制造的材料并相应优化磁屏蔽结构。
（3）通过实验观测和数值模拟方法，评估壁面分割和磁屏蔽效应对于减少等离子体效应的有效性，确定最佳参数组合。
四、研究方法
本研究将运用多种方法从实验和模拟两个角度进行研究：
（1）实验方面：通过搭建规模霍尔推进器装置，利用高速摄像机和激光诱导荧光技术等手段对等离子体处于推进管道内不同位置下的分布和漂移情况进行观察和分析。同时，还需要在不同的壁面分割和磁屏蔽材料下对推力、工作效率和等离子体密度等指标进行测试和比较。
（2）数值模拟方面：运用CFD-kinetic（包括等离子体动力学模型）方法对压缩空气和粒子碰撞的特性进行详细建模，并对等离子体的漂移和壁面损伤机制进行研究。并对壁面分割和磁屏蔽效应对等离子体效应的影响进行模拟。
五、预期成果
经过本研究，我们预期能够得到以下成果：
（1）揭示等离子体在霍尔推进器管道内的漂移和壁面损伤机制，解决推进器在使用中存在的问题。
（2）研究壁面分割和磁屏蔽等技术应用在霍尔推进器装置中对等离子体效应的影响，为霍尔推进器的优化设计提供技术支持。
（3）提出具有实用价值的实际应用方案，为我国空间技术和卫星发射技术的规模化生产提供技术保障和技术支持。