脈沖等離子體推進理論和關鍵技術

目錄
叢書序
前言
第1章 緒論
1.1 脈沖等離子體推力器的研究背景 001
1.2 脈沖等離子體推力器的基本原理 002
1.2.1 脈沖等離子體推力器的基本原理 002
1.2.2 脈沖等離子體推力器的優(yōu)缺點 004
1.3 國內外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 005
1.3.1 脈沖等離子體推力器應用及樣機研制概況 005
1.3.2 國內外實驗研究成果及分析 011
1.3.3 國內外數(shù)值仿真研究成果及分析 013
參考文獻 016
第2章 脈沖等離子體推力器的構成及實驗測試
2.1 脈沖等離子體推力器實驗樣機設計 022
2.1.1 推進劑和供給系統(tǒng) 023
2.1.2 儲能電容器 023
2.1.3 點火系統(tǒng) 023
2.1.4 放電電極 025
2.1.5 傳輸、連接和絕緣部件 025
2.2 測試系統(tǒng) 026
2.2.1 放電參數(shù)測量系統(tǒng) 026
2.2.2 推力器性能參數(shù)測試 027
2.2.3 等離子體特性參數(shù)測試 033
2.2.4 脈沖等離子體推力器典型設計及實驗測試 041
參考文獻 042
第3章 脈沖等離子體推力器的數(shù)學模型
3.1 經典彈丸模型 044
3.1.1 動力學模型的建立 044
3.1.2 模型的驗證與分析 049
3.2 改進彈丸模型 051
3.2.1 動力學模型的建立 051
3.2.2 燒蝕質量模型的建立 053
3.3 多電流片模型 056
3.3.1 多電流片模型的建立 056
3.3.2 模型的驗證與分析 062
3.4 磁流體MHD模型 063
3.4.1 PTFE推進劑MHD模型 063
3.4.2 水推進劑MHD模型 077
參考文獻 086
第4章 脈沖等離子體推力器的固體推進劑PTFE特性研究
4.1 PTFE熱化反應及其高溫等離子體系的熱物性分析 088
4.1.1 可能存在的燒蝕組分和化學反應方程 088
4.1.2 PTFE中性燒蝕組分計算 091
4.1.3 PTFE高溫等離子體組分及熱物性計算 094
4.2 PTFE的TGDSC測試 103
4.2.1 TGDSC簡介 103
4.2.2 測試結果與分析 104
4.3 脈沖等離子體推力器輻射機制及工作過程仿真研究 107
4.3.1 熱等離子體輻射機制分析 107
4.3.2 熱等離子體輻射計算 108
4.3.3 計算結果及分析 109
參考文獻 114
第5章 脈沖等離子體推力器固體推進劑PTFE燒蝕過程
5.1 PTFE燒蝕邊界層的物理模型 116
5.1.1 PTFE燒蝕邊界層概述 116
5.1.2 經典的燒蝕邊界層模型 117
5.1.3 基于雙峰速度分布函數(shù)的KB模型 118
5.2 不同模型下克努森層參數(shù)跳躍關系的對比與分析 125
5.3 燒蝕邊界層外邊界速度的理論分析及其對燒蝕特性的作用機制 129
5.3.1 不同等離子體層加速機制下燒蝕邊界層外邊界速度的數(shù)值研究 131
5.3.2 不同等離子體層加速機制下固體聚合物燒蝕蒸發(fā)速率的數(shù)值研究 134
5.4 脈沖等離子體推力器燒蝕工作過程的數(shù)值研究 138
5.4.1 物理模型 139
5.4.2 PPT燒蝕工作過程數(shù)值計算 144
5.4.3 計算結果與分析 151
參考文獻 166
第6章 脈沖等離子體推力器推進劑的研究
6.1 固體推進劑 167
6.1.1 聚四氟乙烯（PTFE）167
6.1.2 復合推進劑 169
6.1.3 熱塑性塑料 170
6.1.4 其他材料 170
6.2 脈沖等離子體推力器的氣體推進劑 171
6.3 脈沖等離子體推力器的液體推進劑 173
6.3.1 液態(tài)金屬推進劑 173
6.3.2 揮發(fā)性非金屬液體推進劑 174
6.3.3 非揮發(fā)性非金屬液體推進劑 176
6.4 未來展望 180
參考文獻 180
第7章 脈沖等離子體推力器點火過程研究
7.1 脈沖等離子體推力器點火過程研究問題 183
7.1.1 研究方案設定 183
7.1.2 點火過程實驗結果分析 184
7.2 脈沖等離子體推力器點火過程機制分析 185
7.2.1 電極擊穿過程的機制 185
7.2.2 相關參數(shù)對點火過程的影響 191
7.2.3 提高PPT放電穩(wěn)定性的思路 194
參考文獻 195
第8章 脈沖等離子體推力器能量損失體系與分布式放電實驗
8.1 脈沖等離子體推力器能量損失體系 197
8.2 分布式放電脈沖等離子體推力器實驗 203
8.2.1 分布式放電脈沖等離子體推力器研制背景 203
8.2.2 分布式放電脈沖等離子體推力器實驗的設計 204
8.2.3 分布式放電實驗脈沖等離子體推力器研究結果討論 205
參考文獻 209
第9章 非平行板構型脈沖等離子體推力器研究
9.1 不同極板構型 210
9.1.1 擴張型極板脈沖等離子體推力器 210
9.1.2 分段陽極型脈沖等離子體推力器 215
9.1.3 同軸式脈沖等離子體推力器 220
9.2 不同工作原理 224
9.2.1 Zpinch型脈沖等離子體推力器 224
9.2.2 電熱式脈沖等離子體推力器 225
9.2.3 吸氣式脈沖等離子體推力器例子 228
參考文獻 230