利用导电气体中电流和磁场间的相互作用力使气体高速喷射而产生推力的一种推进方法。使用的工作介质是电离的高温气体等离子体,故又称等离子体推进。由于用电磁加速原理可以得到比用化学燃料高1~2个数量级的排气速度,所以电磁推进系统的比冲比化学燃料推进系统高得多。
简介
利用导电气体中电流和磁场间的相互作用力使气体高速喷射而产生推力的一种推进方法。使用的工作介质是电离的高温气体等离子体,故又称等离子体推进。由于用电磁加速原理可以得到比用化学燃料高1~2个数量级的排气速度,所以电磁推进系统的比冲(单位质量推进剂产生的冲量)比化学燃料推进系统高得多。因此,电磁推进是人造地球卫星和行星际飞行器中的一种比较理想的推进方法。
50年代后期以来,曾探索过多种电磁推进方法。早期制成的简单电弧加热射流和磁流体动力加速器等,有比冲较低、重量大和电极损耗较严重等缺点。70年代采用的有磁等离子体动力电弧射流推进器(简称MPD推进器)和脉冲等离子体推进器(简称PPT推进器)两类。
MPD推进器
由简单电弧加热射流发展出来的。所示,工作介质通过电弧时形成等离子体。在低气压下,电流遍及整个电极表面并在射流中形成一定分布。电流和磁场的相互作用使气体在轴向加速,产生很高的比冲。
产生推力机理
电流和其自身磁场间的相互作用;
电流和外加磁场间的相互作用;
高温气体在喷管中的膨胀。在高性能MPD推进器中,第一项起主要作用,磁场力推动等离子体,使后者高速喷射而产生推力。由于推力和电流平方成正比,而热损耗和电流成正比,故应使电流和功率尽可能大,以提高推进器的效率,并用断续工作的方式达到所要求的推进器平均功率。
此外,霍耳效应(见磁流体发电)也是产生推力的机理之一。磁场对电弧的磁约束作用使电弧离开喷管壁面,并使气体离开阴极表面。这...
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