1.一种降低霍尔推力器热负荷的方法,其特征在于:包括有如下步骤:
1)建立热平衡模型;霍尔推力器的能量损耗主要包括有放电室能量损耗、阴极能量损耗和励磁线圈能量损耗,其中,所述放电室能量损耗主要来源于离子能、阳极能、等离子体对壁面能量沉积、气体电离能、辐射能损耗等;
2)根据上述热平衡模型,求解霍尔推力器的放电室能量损耗,以及各项能量损耗占总能量损耗的占比,确定为放电室壁面能量损耗占比最高;
3)采用有限元分析方法建立放电室壁面热传导模型,结合傅里叶导热定律和能量守恒定律,对所述热传导模型中的各离散节点建立热流量平衡方程,其中,电子对阳极的热流密度随着阳极壁面长度的增加而逐渐增加,但在所述阳极壁面长度增加到4-6mm区间的某个值时,所述热流密度则随着阳极壁面长度的继续增加而逐渐降低;同时确定上述热传导的边界条件,并通过实验验证基于该边界条件所得到的上述热传导的误差范围;若上述误差范围在所允许的误差范围阈值区间内,则判定认为仿真模型具有描述推力器温度分布的能力,若否,则重新确定边界条件,直到上述误差范围在所允许的误差范围阈值区间内,所述误差范围阈值区间为(9%,9.5%);
4)分析散热片的内径大小对导磁组件温度分布的影响规律,确定散热片内径大小,但若考虑增强温度摊平的幅度和温降程度,在此基础上可适当增加散热片的内径尺寸,最终得到所述散热片内径大小具体为0.45r0-0.55r0,其中,r0为散热片与回转中心轴距离的最大值;
5)采用磁屏材料为纯铁,基于温度对磁场的影响,对磁场的性能进行评估;分别选取一定温度区间内各离散温度点值测量磁屏材料在同一位置处的磁场强度;其中,温度设置为200k左右对磁屏材料的磁场增强具有最大贡献。
2.根据权利要求1所述的一种降低霍尔推力器热负荷的方法,其特征在于:所述步骤1)中,离子能量损耗pb=ibvb,ib为束电流,vb一般为放电电压的90%以上;
其中,等离子体对壁面的能量沉积piw=iiwδviw,其中,壁面入射离子电流
其中,阳极能损耗为pa=iaδva,ia为阳极入射电流,δva为入射电子在阳极的平均能量损耗;
其中,气体电离能为pion=(ib+iiw)u+,u+表示离子平均电离电压。
3.根据权利要求1所述的一种降低霍尔推力器热负荷的方法,其特征在于:所述步骤5)中的一定温度区间内的各离散温度点值具体为100k、200k、300k、或800k的温度。