文章简介

随着航天技术的发展，国内外航天活动越来越频繁，而推力器是空间飞行器不可或缺的部分，电推进具有比冲高、寿命长等优势逐渐在空间任务中取代化学推进。目前电推力器大多使用氙气作为推进剂，但氙气价格昂贵且需高压贮存，增加了空间任务成本和安全风险。本文论述了采用电离能与氙相似的固态碘作为替代工质进行霍尔推力器点火的实验研究，介绍了碘贮供系统、推力器原理样机、实验过程和结果等。研究发现，采用贮供与推进系统控温的方式可以实现碘蒸气稳定地进入放电通道，从而使推力器能够持续稳定地运行。在推力器以200W量级工作的条件下，推力靶测得其产生的推力约为8.9mN。该实验验证了碘应用于电推进领域的可行性，深入的推力器优化及设计工作将陆续开展。

团队简介

该研究团队依托上海交通大学与航天科技集团第六研究院801所共建的先进空间推进技术联合研究中心，长期致力于先进电推进系统设计、实验、数值模拟以及航天热物理问题的研究，先后参与了若干航天横向课题，包括推力器加速通道内部过程的多物理场耦合计算及寿命研究、霍尔推力器和空心阴极优化仿真分析模块研制、特种工质霍尔电推进技术机理研究与试验样机研制以及大功率多模式霍尔推力器多物理场仿真等。在霍尔电推进领域积累了丰富的仿真和实验经验，目前又紧跟技术前沿，开展碘、铋固体推进剂贮供系统和以C12A7为发射体的新型空心阴极等方面的研究，对于未来电推进发展具有重要意义。

通讯作者简介

王平阳，男，上海交通大学机械与动力工程学院，工程热物理研究所，副教授，博士生导师。曾获得“机械与动力工程学院最受学生欢迎教师”、“上海交通大学教育成果二等奖”、“上海市教学成果一等奖”等诸多奖项。作为“先进空间推进技术联合中心”负责人，长期从事空间电推进领域课题的研究，参与了多个航天横向项目。推进剂贮供方面，以碘、铋固体推进剂作为重点研究方向；推力器方面，开展了“Z-pinch”脉冲等离子体推力器、同轴型微阴极电弧推力器、碘工质霍尔推力器等实验研究；空心阴极方面，开展了以C12A7为发射体的新型空心阴极和射频耦合等离子体阴极的实验研究；等离子体诊断方面，开展了法拉第探针和E×B探针的研究。同时，具有丰富的等离子体仿真经验并擅长高真空电推进实验平台的搭建、维护和改进等。