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中国离子推进器与木星 为什么离子推进器比冲量很大而加速度非常小?

2020-10-03知识12

为什么离子推进器比冲量很大而加速度非常小? 比冲:火箭发动机单位重量推进剂产生的冲量,或单位重量(力)流量的推进剂产生的推力,又称比推力。比冲…

中国离子推进器与木星 为什么离子推进器比冲量很大而加速度非常小?

离子推进器的工作原理是什么? 离子体发动机的原理经过光电转换装置将太阳能变为电能,再通过结构设计使电能产生电磁场;工作介质在高温下被电离,电子从原子或分子中跑出,丢掉电子的原子或分子带正电,逸出的电子带负电,它们在总体上是呈中性的,这就形成了等离子体;呈中性的等离子体具有导电性,与磁场能相互作用,由电磁感应可以获得产生加速度的力。概括起来说,就是利用太阳能引发的电磁场对载流等离子体产生罗伦兹力的原理,使处于中性的等离子状态的工作介质加速以产生推力。这种太阳能电火箭比通常使用的化学火箭效率要高10倍,所需推进剂即工作介质较少,可使航天器有更多的空间装载有效载荷。由于它利用的是取之不竭的太阳能,故而能在太空无重力状态下连续运转几年时间。缺点是推力和加速度都很小,要使航天器达到预定的飞行速度,用时很长。如智慧1号的太阳能等离子体发动机提供的加速度只有0.2毫米/秒2。它的重要意义在于,假若这次飞行试验成功,今后就会在更远距离航行的航天器上采用这种推进系统。

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离子推进器的技术原理 2014年7月 中国离子电推进2113发动机累计运行超3000小时传统的火5261箭是通过尾部喷出高速4102的气体实现向前推进的。1653离子推进器也是采用同样的喷气式原理,但是它并不是采用燃料燃烧而排出炽热的气体,它所喷出的是一束带电粒子或是离子。它所提供的推动力或许相对较弱,但关键的是这种离子推进器所需要的燃料要比普通火箭少得多。只要离子推进器能够长期保持性能稳定,它最终将能够把太空飞船加速到更高的速度。相关技术已经应用到一些太空飞船上,比如日本的“隼鸟”太空探测器,欧洲的“智能1号”太空船和美国的”黎明号“等,而且技术已经取得了很大的进步。未来最有希望成为更远外太空旅行飞船推进器的可能就是VASIMR等离子火箭。这种火箭与一般的离子推进器稍有不同。普通的离子推进器是利用强大的电磁场来加速离子体,而VASIMR等离子火箭则是利用射频发生器将离子加热到100万摄氏度。在强大的磁场中,离子以固定的频率旋转,将射频发生器调谐到这个频率,给离子注入特强的能量,并不断增加推进力。试验初步证明,如果一切顺利,VASIMR等离子火箭将能够推动载人飞船在39天内到达火星。

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#航空航天#发动机#离子推进器

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