近年来,随着对航天器推进系统性能要求的不断提高,电推进以其独有的优势引起了航天界的兴趣和重视,并越来越多的被应用到空间任务中。微波等离子推力器(MPT)是一种新型的电热型推力器,它具有效率高、比冲适中、寿命长、推力范围宽、与航天器兼容性好等优点,应用前景十分广阔。 推力器的真空羽流中存在回流、热、等离子体。等离子体是电离了的气体,它由电子、离子和中性粒子组成。等离子体中的带电粒子会对太阳能帆板、天线以及各种电子设备造成干扰,因此对航天器的适用性和可靠性有重要的影响。全面研究发动机的羽流,设计出受羽流污染影响较小或不受羽流影响的一体化星体至关重要。目前,实验对于MPT羽流的认识还远远不够,所作的理论分析工作只是限于中性气体的研究,对于电子、离子等带电粒子的研究还未起步,而事实上,用理论计算的方法对这些极为微小的粒子进行研究是相当复杂的。除了理论计算,还可用实验的手段对MPT羽流进行直接测量。 本文的研究内容主要为采用有效的实验方法对MPT羽流进行研究,得出它的一些特性,即对MPT羽流进行诊断。完成的工作主要有: 1.针对目前对MPT羽流的认识,选择了一种可行的方法对MPT羽流进行诊断。 本文采用Langmuir探针和发射探针诊断方法对MPT羽流进行诊断。 2.通过研究Langmuir探针测量技术,设计、开发了与发射探针MPT羽流诊断系统。其中包括Langmuir探针与发射探针工作电源、Langmuir探针与发射探针以及数据采集和数据处理软件。通过以锯齿波向Langmuir探针施加电压得到伏安特性曲线,并可快速处理出实验结果。 3.使用Langmuir探针与发射探针诊断系统对MPT羽流进行实验研究,进一步验证诊断系统的可行性,并对电子温度、电子数密度等参数进行初步的分析,得出的实验结果和理论计算结果比较一致,为以后的研究打下基础。