等离子体推动器 - 图文(3)

效率低(<50%)，原因：放电电极需要冷却，损失能量。 arc放电不稳定性，电极烧蚀等

（5）目前状态

目前仅限于地面研究，未进行太空实验。

2. 脉冲等离子体推进器 (Pulsed Plasma Thruster―PPT)

（1）结构及放电过程（见下图）：

火化塞产生放电??聚四氟乙烯棒被融化产生等离子体??等离子体电流在self induced 磁场中被加速??产生推力。

（2）特点：

? 采用聚四氟乙烯固体推进剂；

? 放电功率小：(< 1 to 100 W)，冲量小(10-1,000 μNs)，可用于精确定位； ? 结构简单。

（3）目前状态：

已被用于美国NASA 地球勘测卫星的姿态调整。

3. 脉冲感性推进器（Pulsed Inductive Thruster－PIT）

脉冲 开关 电容 绝缘介质

（1）PIT的结构及工作原理（类ICP，结合上图理解）

脉冲电容放电??在放电线圈中产生快速上升电流??产生交变磁场的涡旋电场（inductive discharge）??加速电子电离产生plasma、加速plasma（磁梯度驱动力，磁喷嘴），由此产生推力。

（2）PIT的优点

? 没有电极损耗寿命问题；

? 可以使用氨气，水（飞行员小便等）等推进剂；

? 不需要变压器（不是高压放电）

附：在电推进器中，离子电推进器的电极（阴极、栅极）寿命成为问题（在下面的学习中提及），resistojet的寿命高，但比冲小，不适于星际旅行，同时解决寿命与推力问题，PIT是一种途径。

（3）PIT的缺点：

? 效率低，小于50%（离子推进器效率可达80%）；? 仍然有绝缘材料损耗； ? 大电流开关寿命（脉冲方式）；

（3）目前状态：地面研究，没有太空实验

静电型（介绍两类）

4. 离子推进器（ion engine，ion thruster）

（1）离子推进器的结构及工作原理（见图示一、二，为空心阴极电）

放

离子推进器原理示意图之一

离子推进器原理示意图之二（辅助图一）

离子推进器原理示意图之三

为射频型离子（霍夫曼离子源）推进器，主要由德国在研究

图示主要功能单元说明：

（a） 已以定量可控的方式将气体（高原子量的惰性气体）输入推进器腔室； （b） 在推进器腔室内电离放电（直流放电采用空心阴极方式，非直流方式

没有电极，如射频感性耦合放电，微波电子回旋共振放电）； （c） 离子向推进器腔室内后部运动；

（d） 离子进入正、负电极加速区（在腔室最后面），离子由正极加速至负

极；

（e） 离子离开负电极，进入外空间，产生推力，推动飞行器向前运动； （f） 置于后部的空心阴极发射电子，中和离子。惰性气体离子被中和为原

子，原子进入太空。

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