霍尔推力器是一种广泛应用于空间推进任务的电推进装置,具有比冲高、寿命长以及可靠性好等优点。为了满足不同种类的空间推进任务,电推进技术一直在不断地创新与发展。霍尔推力器磁场位形和通道宽度是影响推力器性能的重要因素,其对推力器的影响机理需要进一步探究。本文采用粒子模拟方法(PIC)针对ATON型P70霍尔推力器放电通道建立二维物理模型,研究霍尔推力器零磁场区和通道宽度对等离子体放电特性影响,为推力器磁场位形设计和通道宽度选择提供参考。在建立推力器放电通道二维物理模型的基础上,通过FEMM软件设计磁场模型得到不同零磁点位置磁场位形,采用粒子模拟方法研究零磁点磁场位形对推力器离子数密度、空间电势、离子径向速度、电子温度、电离速率以及比冲等参数的影响。结果表明:当放电通道中轴线上零磁点位置由阳极向通道出口方向移动时,离子数密度增加,离子径向速度减小,比冲增大;当零磁点位置由通道内壁面向外壁面径向移动时,电离区域也随之径向移动,推力器比冲先减小后增大;当零磁点位置靠近内壁面时,离子壁面碰撞频率减小,推力器比冲最大。通过FEMM软件将推力器磁场模型的壁面内径减小,采用永磁材料代替电磁线圈,在相同磁场位形下,研究推力器不同通道宽度的电离特性。结果表明:随着工质流量增加,两种通道宽度的电子数密度、电离速率以及电势峰值均逐渐增大,电子聚集区域增大并向通道出口扩张,电势降向通道出口压缩,电离速率范围变窄,电离区域集中。当工质流量范围较高时(3.5 mg/s～4.5 mg/s),宽通道(r=18 mm)电子温度和电离速率上升明显,离子径向速度减小,壁面腐蚀减弱,推力器寿命延长。针对永磁材料放电通道,数值研究了通道宽度和工质流量对推力器放电电流、比冲、碰撞频率及推功比等性能参数的影响。结果表明:随工质流量的增加,两种通道宽度的放电电流和比冲均增大。在工质流量范围取值为2 mg/s～3.5 mg/s时,随着工质流量的增加,宽通道(r=18 mm)的离子与壁面碰撞频率呈增大趋势,电子与壁面碰撞频率和工质流量成正比关系。当工质流量为4mg/s时,宽通道推功比达到最大值,推力器性能提高。