稳态等离子推进器(Stationary Plasma Thruster简称SPT)是Hall等离子推进器的基本类型,是一种应用于卫星在轨推进的先进电推进技术。由于其高性能,可以完全取代传统的需要大量燃料的化学推进方式。由于SPT工作过程中发出大量的热能,构成了SPT的主要能量损失。所以对于SPT的各项理论实验研究中,热分析是比较重要的内容。本文的主要工作是对SPT的热源进行分析,定量计算壁面热流和内热源生热率。通过仿真计算得出不同工况下的温度和应力分布,并通过实验验证。根据计算和实验结果进行热防护设计。具体的工作如下:分析SPT能量转化过程,得出SPT能量损失主要因素。对通道内等离子体与壁面相互作用过程进行分析,得出壁面热流分布规律,并定量计算其大小。使用大型有限元分析软件ANSYS进行建模仿真计算,对不同工况(流量,点火冲击,线圈真空预热)进行模拟得出其相应的温度场,应力场和温升曲线。针对SPT热流难以测量的情况,通过APDL语言对ANSYS进行二次开发来反演壁面热流。使用红外测温仪和表面热电偶进行联合测温实验,得出通道内和SPT外部的温度值和温升过程。测量结果不仅可以验证仿真结果,还有助于分析实际SPT结构和简化模型之间的区别。此外还测量了不同磁场聚焦程度下内套筒的温度值。查阅资料提出SPT材料的耐温极限。以SPT的实际工作环境为出发点,结合目前成熟的航空热控技术提出SPT热控的整体思路和具体措施。并通过计算验证其可行性和效果。