摘要：为优化离子推力器中栅极系统设计，采用三维粒子云网格（PIC）仿真方法对三栅极系统等离子体输运过程进行了仿真，并与两栅极仿真结果进行对比，分析了三栅极特有的减速栅对栅极系统内束流分布、电子返流阀值、截止电流和交叉电流阀值、离子通过率和发散角损失等参数的影响。研究结果表明减速栅的主要作用包括：对离子通过率无影响，对截止电流影响不明显，但可大幅减弱甚至消除交叉电流限制问题；对加速栅腐蚀有明显的抑制作用，工作区间内的加速栅电流降低50％；增强了下游区域的径向电场，部分离子会偏离主束流区域，导致发散角损失增大；可改善加速栅孔附近电势分布，对电子返流阀值影响明显，对于1-4A的束电流，仅需-60—50 v的负偏压便可实现对电子返流的抑制。

关键词：离子推力器 栅极系统 等离子体模拟 pic 减速栅 

单位：西北工业大学固体火箭发动机燃烧、热结构与内流场国防科技重点实验室 西安710072 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室 大连116024 中国航天科工集团第九总体设计部 武汉430040