论文部分内容阅读
霍尔推力器是广泛应用在航天领域的先进电推进装置,具有比冲高,效率高,寿命长等优点。光谱诊断方法很适合霍尔推力器放电通道内的等离子体环境,应用广泛。但是霍尔推力器放电通道内的磁场环境对光谱参数诊断存在影响,本文针对这个问题做了如下的工作:第二章针对霍尔推力器放电通道的磁场分布对特征谱线的光强度分布的影响进行分析。放电通道中电磁场的存在,使得电子在通道内主要的传导形式为霍尔漂移运动。磁场引起电子进行拉莫尔回旋运动,磁场越强则回旋半径越小,相对电子密度就会越高,这引起电子原子碰撞频率的增大,跃迁产生的光子数就会越多,光谱强度随之增大,原先由于能量太低观察不到的谱线也可以观察到。然后讨论了磁场的存在对原子能级的影响,磁场虽然会导致原子能级的分裂,从而引起谱线的分裂,但与特征谱线光强度的增大以及新谱线的出现关系并不大。第三章针对霍尔推力器放电通道内磁场的存在使得原子特征谱线出现展宽的现象进行分析。在阴极放电实验中,观察到了特征谱线线宽随着磁场强度的增加而增大的现象,展宽的数量级与塞曼效应理论值比较吻合。同时,讨论了光栅的存在也会对谱线产生展宽的影响。为了消除磁场以及光谱仪本身造成的光强度测量偏差,提高光谱诊断的精度,光谱测量中采用特征谱线光强度中心波长附近积分的方法。第四章针对霍尔推力器放电通道内磁场的存在使得氪原子能级跃迁分支系数比值变化的现象进行讨论。阴极放电实验中,对原子能级跃迁分支系数比值随磁场强度的变化进行计算。发现随着磁场强度的变化,2P4能级、2P6能级、2P8能级分支系数比值是随着磁场强度的加强而增大的,2P7能级分支系数比值是随着磁场强度的加强而降低的,2P3能级、2P10能级分支系数比值基本上不变化,说明磁场强度的变化对能级分支系数的影响程度不一样。所以在光谱诊断中,分支系数值要选择根据实际情况计算获得。同时,对于流量对分支系数的影响,将在后续工作中进一步研究。