小功率霍尔效应推力器在面向微小卫星平台的推进技术应用方面有卓越前景,而推力器放电室的工作寿命是目前制约小功率霍尔推力器在微小卫星平台应用的主要瓶颈。随着霍尔推力器延寿技术的发展,磁屏蔽技术可以有效降低放电室壁面的削蚀速率以及提升工作寿命。然而,在小功率霍尔推力器应用磁屏蔽技术时,却出现性能严重下降的问题,因此,基于上述问题,本文将开展磁屏蔽对推力器性能与寿命的影响规律及机理研究,以获得小功率霍尔推力器磁屏蔽作用的优化设计方法。1)提出一种基于单元粒子模型（PIC）/等离子体化学动力学模型（PCD）/直接蒙特卡罗模型（DSMC）的数值方法,求解霍尔推力器内部等离子体流场的各项分布参数,模型采用电子、离子的双时间步长设定,而不使用粒子加速策略,可精确求解鞘层电势、粒子与壁面的碰撞过程以及空间电势,同时,引入电子的碰撞截面与全能量范围内电子碰撞截面几何平均值作为修正系数,来修正等离子体化学动力学模型在判断高能电子与原子碰撞过程中存在的误差;在削蚀过程模拟方面,以离子轰击壁面数据为输入条件求解壁面溅射产额分布,并引入碳沉积速率对溅射产额计算进行修正,同时,建立壁面点阵推移模型来求解放电室壁面的削蚀轮廓演化过程,预估放电室壁面的工作寿命,并引入离子对壁面流入数量的半经验公式修正壁面受到削蚀而缺失的计算域拓扑空间所产生的误差。2)利用推力器内部流动与壁面削蚀的数值模型对不同磁屏蔽作用的12个工况下的削蚀过程相关参数进行数值计算,获取不同磁屏蔽作用对壁面工作寿命影响机理,同时,还针对这12个工况的推进性能参数（推力）进行计算,获取磁屏蔽作用对推进性能的影响机理。3)为验证数值方法及机理研究的正确性,在真空舱内开展HETUS-350与HETMS-350推力器（两台350 W级霍尔原理样机）的放电试验,以法拉第探针、RPA探针、Langmiur探针、光谱仪和推力架针对推进性能方面的参数（离子电流密度、离子能量分布、电子温度、原子退激谱线以及推力）进行测量,并与计算值进行对比,在引入电子碰撞截面几何平均值的修正方法后,推力计算误差得到了较大程度的消除;此外,以高精度电子天平、光学显微镜对放电室壁面的溅射质量、削蚀轮廓进行验证,且在引入碳沉积速率以及“计算域拓扑缺失”的修正方法后,溅射产额和削蚀轮廓的计算误差也得到了一定程度的消除,由此,对数值模型的修正和验证可保证推力和壁面寿命的计算精度在可控范围以及研究机理的有效性。4)基于磁屏蔽作用对工作寿命与推进性能的双重影响规律,建立调整磁屏蔽作用的设计参数Lm(壁面磁力线在放电室内部的最远点与中线最大磁感应强度Bmax点的距离),获得Lm在不同推进任务中的优化策略,并且,利用优化设计策略针对HET-350系列推力器进行改进,新方案（HETMS-350-2）的设计推力为20.05mN、设计寿命约为6600 h,较原有HET-350两台推力器的指标更为优越。本文主要结论如下:（1）空间电势和壁面鞘层电势是磁屏蔽作用降低壁面削蚀的直接因素,进一步地,空间净剩电荷以及壁面附近的电子温度是更深入的影响因素,但两者的变化机制均取决于壁面磁力线内延以及磁镜作用的磁力线构型设计;（2）磁屏蔽作用对推进性能的影响机制在于核心电离区的外推和汇聚,令电子-原子碰撞频率下降、离子-原子电荷调换碰撞频率上升,降低了离子数量与能量,而该机制依然取决于磁屏蔽的磁力路线构型设计;（3）数值模型在经过一系列修正后,无磁屏蔽工况和最强磁屏蔽工况的推力计算精度可控制在4%以内,削蚀轮廓计算中的径向位移绝对误差控制在0.162 mm以内,为后续的中间10个计算工况的计算误差提供了误差参考范围;（4）以设计参数Lm表征壁面磁力线内延以及磁镜作用,为保证推进任务对寿命的要求能够达到,应合理增益磁屏蔽作用,一般认为Lm/Lc（Lc为放电室深度）取0.34～0.39的范围是较合理的方案,可极大程度兼顾寿命与推力。