脈沖等離子體推進(jìn)理論和關(guān)鍵技術(shù)

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(diǎn) 004
1.3 國內(nèi)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(yīng)用及樣機(jī)研制概況 005
1.3.2 國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究成果及分析 011
1.3.3 國內(nèi)外數(shù)值仿真研究成果及分析 013
參考文獻(xiàn) 016
第2章 脈沖等離子體推力器的構(gòu)成及實(shí)驗(yàn)測試
2.1 脈沖等離子體推力器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì) 022
2.1.1 推進(jìn)劑和供給系統(tǒng) 023
2.1.2 儲(chǔ)能電容器 023
2.1.3 點(diǎn)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(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)測試 041
參考文獻(xiàn) 042
第3章 脈沖等離子體推力器的數(shù)學(xué)模型
3.1 經(jīng)典彈丸模型 044
3.1.1 動(dòng)力學(xué)模型的建立 044
3.1.2 模型的驗(yàn)證與分析 049
3.2 改進(jìn)彈丸模型 051
3.2.1 動(dòng)力學(xué)模型的建立 051
3.2.2 燒蝕質(zhì)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(yàn)證與分析 062
3.4 磁流體MHD模型 063
3.4.1 PTFE推進(jìn)劑MHD模型 063
3.4.2 水推進(jìn)劑MHD模型 077
參考文獻(xiàn) 086
第4章 脈沖等離子體推力器的固體推進(jìn)劑PTFE特性研究
4.1 PTFE熱化反應(yīng)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(xué)反應(yīng)方程 088
4.1.2 PTFE中性燒蝕組分計(jì)算 091
4.1.3 PTFE高溫等離子體組分及熱物性計(jì)算 094
4.2 PTFE的TGDSC測試 103
4.2.1 TGDSC簡介 103
4.2.2 測試結(jié)果與分析 104
4.3 脈沖等離子體推力器輻射機(jī)制及工作過程仿真研究 107
4.3.1 熱等離子體輻射機(jī)制分析 107
4.3.2 熱等離子體輻射計(jì)算 108
4.3.3 計(jì)算結(jié)果及分析 109
參考文獻(xiàn) 114
第5章 脈沖等離子體推力器固體推進(jìn)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(jīng)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(guān)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(jī)制 129
5.3.1 不同等離子體層加速機(jī)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(jī)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(jì)算 144
5.4.3 計(jì)算結(jié)果與分析 151
參考文獻(xiàn) 166
第6章 脈沖等離子體推力器推進(jìn)劑的研究
6.1 固體推進(jìn)劑 167
6.1.1 聚四氟乙烯（PTFE）167
6.1.2 復(fù)合推進(jìn)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(jìn)劑 171
6.3 脈沖等離子體推力器的液體推進(jìn)劑 173
6.3.1 液態(tài)金屬推進(jìn)劑 173
6.3.2 揮發(fā)性非金屬液體推進(jìn)劑 174
6.3.3 非揮發(fā)性非金屬液體推進(jìn)劑 176
6.4 未來展望 180
參考文獻(xiàn) 180
第7章 脈沖等離子體推力器點(diǎn)火過程研究
7.1 脈沖等離子體推力器點(diǎn)火過程研究問題 183
7.1.1 研究方案設(shè)定 183
7.1.2 點(diǎn)火過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 184
7.2 脈沖等離子體推力器點(diǎn)火過程機(jī)制分析 185
7.2.1 電極擊穿過程的機(jī)制 185
7.2.2 相關(guān)參數(shù)對點(diǎn)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(xiàn) 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(shí)驗(yàn)
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(shí)驗(yàn) 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(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì) 204
8.2.3 分布式放電實(shí)驗(yàn)脈沖等離子體推力器研究結(jié)果討論 205
參考文獻(xiàn) 209
第9章 非平行板構(gòu)型脈沖等離子體推力器研究
9.1 不同極板構(gòu)型 210
9.1.1 擴(kuò)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(xiàn) 230