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yb体育_流浪地球里的那种推进器 中国获可载入史册的大突破

作者: yb体育   时间:2021-06-25   浏览:96676

本文摘要:“人类目前喷得最慢的燃料人组,是液氢和液氧,喷气速度可以超过每秒3500米左右。

“人类目前喷得最慢的燃料人组,是液氢和液氧,喷气速度可以超过每秒3500米左右。要突破这个无限大瓶颈,必须靠霍尔效应电推力器,这种设备的喷气速度可约每秒10000米以上,最低可以超过每秒80000米。”  《环球时报》前几天用《大突破!拜就完事了》这个标题,来报导中国航天1牛顿霍尔效应电推力器点燃顺利的消息。

  这个事儿,很多网友在评论区回应未知慧凶,我们今天就详尽解释一下,让大家能赞得做事,再行拜个通透。  霍尔效应电推力器本质上也是一种火箭发动机,归属于电火箭发动机的范畴。  流浪地球里的行星发动机  火箭机前进最重要的指标是什么?是一种叫比冲的玩意儿。我们告诉,在中学物理当中有叫作动量动量的概念,对于火箭来说,往后喷出去多少动量,自己就获得了多少动量。

这就是火箭前进的基本原理,最出色的齐奥尔科夫斯基公式就是这么来的。动量的计算方法是质量除以速度。也就是说,火箭喷出去的物质除以喷气速度就是动量。

火箭要是想要飞来得慢,有两个办法,一个是多喷点东西,二个是喷出快一点。似乎,喷出快一点的自由选择较为理想。因此,人们创建了一个叫作比冲的概念,也就是说,把一千克的推进剂变为燃气喷出去,能产生多少冲量——中学物理还说道了,冲量相等动量。青睐物理的人们平方根就不会找到,比冲的单位和速度不是一样的吗?到底,比冲除以重力加速度就相等火箭喷气的流动速度。

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  那么问题就更容易解决问题了,要想要火箭飞来得慢,就得能喷出,抓起喷出!  人类喷出了几十年,再一不得已地找到一件事,喷得最慢的燃料人组,也不过就是液氢和液氧,喷气速度可以超过每秒3500米左右。看上去这个数字很不俗,但是考虑到火箭自己还有可观的金属结构、电子系统、要装载的卫星……如果是载人飞行中,还要再加人的肉身和排便用的空气,保持生命用的饮水、食物,3500这个数字过于真是了。  如果我们要带着地球流浪到比邻星去,液氢液氧是一点可能性都没的。

大家等杀吧。  然而,电火箭发动机也许可以做。用电场和磁场把离子和电子减缓到极高的速度,从燃烧室喷气过来。虽然这些微观粒子的质量较小,但速度很慢,某种程度可以构建很高的比冲。

  美国研制的离子推力器  我们现在最经常辩论的是所谓霍尔效应电推力器和离子推力器。所谓霍尔效应,是1879年美国物理学家霍尔在研究半导体的时候找到的。闲话少说,它的喷气速度有多少呢?可以超过每秒10000米以上,最低可以超过每秒80000米!离子推力器的比冲某种程度是这个规模,而且这种技术就是齐奥尔科夫斯基本人明确提出的。

用这样几十倍于液氢液氧的喷气速度,把地球引回头,还是有期望的。  然而电火箭发动机现在的仅次于问题,就是发动机严重不足。无论霍尔推力器还是离子推力器,眼下都只有“推展一张纸”的能力。绝大多数电火箭发动机的发动机,都不能用毫牛顿来取决于。

  日本隼鸟2号小行星探测器如今正在向地球回航。它的离子推力器堪称当今世界上最先进设备的型号之一,那么发动机有多少呢?只有29.56毫牛。美国波音公司用在702卫星平台上的离子推力器更加强劲一些,发动机超过了165毫牛之多!  俄罗斯更喜欢做霍尔推力器,他们出口的SPT-100推力器是国际宇航市场上的抢手货。

它的发动机高达83毫牛,感叹真是。  SPT-100推力器  嗯!等一下,我们不是在辩论一种一牛顿的发动机吗?那不就是1000毫牛吗?  电火箭发动机和新能源汽车一样,都要面临电动力系统的普遍性问题,那就是能量密度较低。要超过某种程度的功率,化学自燃所必须的设备质量和体积,要比电力系统较少得多。

我们用一个小小的打火机就能收到火场,要是用电力构建某种程度大小的火焰,必须的发电、电缆、用电设备比打火机可观多了。电火箭发动机面对的问题也一样。

数十年来,科学家和工程师们致力于增大用电设备体积和重量,用尽可能小、尽可能重的推力器构建尽可能低的发动机。而一牛顿是个决定性的里程碑,意味著中国可以生产飞行速度更加慢、航程很远的星际飞行器。我们很难说这是万里长征的第几步,但把它写出入共和国乃至人类文明的史册里,是几乎有适当的。


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