电推进是航天领域中的一个重要组成部分。脉冲等离子体推进器(PPT)就是电推进的一种,PPT具有结构简单、体积小、重量轻、可靠性高、功耗低、比冲高等特点,在小型卫星的位置保持、姿态控制等任务中运用比较多。通过对PPT的研究,提高其性能,可以大大促进航天事业的发展,所以各国都很重视。传统的PPT都是采用平行平板电极结构,而在其基础上发展出来的三电极同轴型等离子体推进器具有结构简单,重量轻,尺寸小,所产生的脉冲元量小,比冲高,因而效率更高。本文设计了以特氟隆为推进剂的三电极结构的同轴型脉冲等离子体推进器(PPT),并设计制作了满足PPT充放电需求的脉冲触发点火电路及电容器储能的脉冲电源。建立了微型三电极同轴PPT的实验系统,包括真空系统、PPT脉冲点火充放电系统、放电参数测量系统以及高速录像系统。详细介绍了各系统的结构和原理,并对所测得的数据进行了分析。以实验为基础,构造了PPT工作过程的放电模型、推进剂烧蚀模型以及羽流的二维膨胀模型。采用龙格库塔法对放电模型和烧蚀模型进行求解,分析了回路参数对放电参量的影响及推进剂材料的烧蚀特性。在忽略电场和磁场对离子产生的作用力条件下,视等离子体为理想气体在真空环境下的膨胀,建立了等离子体羽流的二维轴对称膨胀模型,以放电模型和烧蚀模型得到的等离子体参量为入口条件,采用CE/SE时空守恒元解元法对等离子体羽流在真空条件下的膨胀进行了求解。计算结果与实验结果比较表明,本文的数学模型算法有效合理,能够用于对PPT的工作过程进行预测和分析。