Page 108 - 《真空与低温》2026年第2期

张天平等：空间电推进技术概览—新型电推进（上） 227

力器（Helicon Hall Thruster，HHT） [360] ，HHT 的工作 进入下游膨胀管的加速区，螺旋管和永久磁铁在加
原理和推力器样机如图 107 所示 [360-361] 。HHT 为双 速区形成的磁场类似霍尔推力器的磁场，在空心阴
级推力器，即以螺旋波离子源为霍尔推力器的前级。 极和阳极之间加电压后，空心阴极发射的电子被磁
组合的目的是利用螺旋波的高电离率改进霍尔 场捕获，通过霍尔效应维持电场，电场加速离子，如
推力器的低电离率，提高霍尔推力器的推功比。 图 108 所示 [363-364] 。
2011 年，进行了推力器样机霍尔单级和组合双级
V d
对比试验，包括氙气、氩气和氮气推进剂试验，结
铜 ·
果未显示出双级的明显优势 [362-363] 。 黄铜 m bc
软铁 I k

螺旋波天线 永久磁铁
陶瓷
·
螺旋波 霍尔 m rf ϕ27 膨胀管 ϕ80
推进剂分配器 离子源 推力器 天线 阳极
螺旋波源管
阳极
（a）工作原理
接射频功率 螺线管线圈
z/mm
−400 −300 −200 −100 0 100 200
图 108 HEST 工作原理示意图
Fig. 108 Working principle of HEST

3.2.4 螺旋波磁等离子体动力推力器
2005 年，澳大利亚悉尼大学提出了螺旋波磁
（b）推力器样机
等离子体动力推力器（Helicon Magnetoplasma dyna-
图 107 HHT 工作原理及样机 mic Thruster，HMPDT）概念。MPDT 具有高功率、
Fig. 107 Working principle and photograph of the HHT 高比冲性能，但存在阴极腐蚀、调节范围有限等问

在密西根大学 HHT 的基础上，日本名古屋大 题，螺旋波等离子源具有密度大和效率高双重优势，
学提出了用柱形霍尔与螺旋波等离子源组合的电 两者组合的 HMPDT 如图 109（a）所示 [365] 。2015 年，
推进技术方案，称为螺旋波静电推力器（Helicon 日本东北大学研制出小型 HMPDT 样机，并进行了
Electrostatic Thruster，HEST），其工作原理为，推力 试验 [366] ，如图 109（b）所示。该样机在数千安放电电
器上游为螺旋波等离子体产生部分，等离子体飘移 流条件下，磁喷嘴内的等离子体密度达到 10 m 。
−3
20

石英管 频射天线 |B/I B |（G/A）
40
螺线管
10 扩散腔
30
5 阳极
等离子体 y/cm 0 20
阴极
−5 LP
10
−10 MP
0
螺旋波 磁等离子体动力 −15 −10 −5 0 5 10 15 20 25 30
z/cm
（a）HMDPT原理 （b） 试验样机

图 109 HMPDT 工作原理及样机
Fig. 109 Working principle and photograph of HMPDT

3.2.5 螺旋波等离子体推力器 HPT）又称为无电极螺旋波等离子体推力器、磁喷
螺旋波等离子体推力器（Helicon Plasma Thruster， 嘴射频等离子体推力器 [367] 、磁增强等离子体推力