航天器 它的效率是火箭的10倍,霍尔推进器将成为航天器的新型动力
现在人类发射卫星和各种航天器都采用火箭推动,通过燃料的燃烧从尾部喷出气体而产生推力,将航天器送上天,但火箭并不是一种高效率的运载工具,航天器质量越大,所需的燃料越多,这样火箭会变得更重,同时需要更多的化学燃料,通常燃料的质量要占总质量的85?所以效率非常低,现在我们来说一种新型的推进器,霍尔推进器,它的效率是火箭的10倍。
文章插图
霍尔推进器结构简单,它的原理也不复杂,不知道大家玩过喇叭没有,霍尔推进器的结构有点像喇叭的磁铁部分,中间是一个圆柱体,里面装有一个电磁线圈,外面有一个圆形的罩包裹着,圆形罩的里面也装有多个电磁线圈,圆柱体和圆形罩之间留有一个环形的槽,这个槽叫做放电槽。环形槽的底部有很多的小孔,圆形罩的内壁上嵌有两个电极,分别是正负极。
文章插图
它的工作原理是:圆柱体和环形罩里面的线圈通电之后,产生了一个径向方向的磁场;两个电极通电之后,电子从负极经放电槽流向正极,形成一个轴向的电场;此时磁场和电场相互垂直,当电子从负极经过环形放电槽流向正极时,在槽内受到径向磁场的作用而发生偏转,电子在里面作高速旋转。
文章插图
此时把疝气从底部小孔里喷射进环形槽里来,疝气原子与电子发生碰撞而使疝原子发生电离,氙气被电离的数量非常高,能达到99?疝气原子被电离后变成了带电离子,在强大的磁场作用下高速喷射出来,产生了反推力。为什么要用疝气?因为如果没有疝气,只是喷射电子,由于电子的质量很轻,所产生的反推力不大。
文章插图
使用疝气作为工质,它被电离后产生的离子质量比较大,这样它的惯性推力就相对比较大,另外,疝气是惰性气体,它的原子比较容易被电离且不容易发生反应。前几天我国某航天科技所宣布,已经掌握了牛级霍尔推进器的关键技术,最新研发点火成功的霍尔推进器功率达到20千瓦,推力达到了牛级。这个牛级的力有多大?相当于两个鸡蛋的重力,别看这个推力很小,这已经是国际先进水平了,要知道最初的霍尔推进器只能推动一张纸。
文章插图
目前霍尔推进器主要应用于太空环境中,用于航天器的变轨、加速、调姿,乃至于以后的星际旅行,霍尔推进器这么小的力会起作用吗?要知道太空环境是真空的没有阻力,也没有地球的引力,无论多大的航天器,只需要给它持续施加较小的力也能改变其飞行状态,就像悬浮于空中的物体,轻轻碰触一下也能使它运动。
文章插图
【 航天器|它的效率是火箭的10倍,霍尔推进器将成为航天器的新型动力】目前人类还不能进行远距离的星际旅行,最大的原因是传统航天器能携带的燃料有限,而霍尔推进器属于电推动器,可以在太空中通过太阳能电池板获得源源不断的能量,只要带上足够多的疝气就可以实现较快和较远的航程,只需要火箭的十分之一推进剂就可以达到相同的航程,而且霍尔推进器没有了巨大的燃料罐和燃烧室,体积非常小,一个人可以抱得动,大大减少了航天器的质量,并且它工作非常稳定。
文章插图
现在人类要进行星际旅行比较困难的,因为航天器速度有限,携带不了足够多的燃料,传统的飞船最快速度大概是7000公里每小时,如果使用霍尔推进器,理论上它可以将飞船加速到800000公里每小时,解决办法是脱离地球时用火箭,到了太空就是霍尔推进器发挥作用的时候了,它能进行稳定的长时间的加速,超强耐力就体现了出来。
文章插图
目前全世界只有美国、俄罗斯、欧盟和中国掌握霍尔推进器技术,我国的牛级推进器研发成功是一个巨大的飞跃,在世界上属于领先水平,目前美国的X3型霍尔推进器功率达到了100千瓦,推力为5.4牛,我国与其差距十分明显,但我们相信会弯道超车。
推荐阅读
- 仙女座 真正的“宇宙霸主”出现,银河系不算什么,它的直径100亿光年
- 太阳系 它的质量是地球的数倍,隐藏在太阳系边缘,至今没有露面
- 吸积盘 宇宙中最奇怪星体,至今科学家也搞不清楚它的力量来自哪里
- 专家 又有综艺搞事情?金子涵带妆亲吻海豚,被专家怒斥:会害死它的!
- 粒子加速器 宇宙间最小的长度,人类或永远无法理解它的真正含义是什么
- 天文 5年的时间里,中国天眼都有哪些发现?它的强大远超我们的想象
- 航天器 天舟二号为什么2次推迟发射?交会对接仅用8小时,是如何做到的?
- 航天器 中国航天科工助力“天舟二号”货运飞船发射任务圆满成功
- 航天器 陈蓝:中国空间站,走自己的路
- 宙斯 俄罗斯正在计划向木星发射一艘核动力航天器!