天和号核心舱黑科技之一-国产霍尔推进器,推力小但是作用大

如题所述

第1个回答  2022-07-13
霍尔推进器,是一个跟我们常见的火箭发动机的原理完全不同的东西,我们常见的火箭发动机或是固体燃料发动机或者是液体燃料发动机,都是使用推进剂在发动机的燃烧室里燃烧,产生大量高压燃气;高压燃气从发动机喷管高速喷出,所产生的对燃烧室(也就是对火箭)的反作用力,就使火箭沿燃气喷射的反方向前进 火箭推进原理依据的是牛顿第三律:作用力和反作用力大小相等,方向相反。

而霍尔推进器完全是点的另一个 科技 树,它的原理是使用霍尔效应,使得电子在磁场中做高速机的圆周运动,然后释放氙气,使得电子高速撞击氙原子,产生氙离子和电子,然后加速氙离子喷射而出产生推力。这个整个的工作过程只有两种消耗

1.是电能,这个非常好解决航天器携带的太阳能电池板就可以解决,甚至未来的核电池或者可控核聚变都能提供稳定的电能。

2.推进剂就是氙气了,由于氙气的电离率能够做到99%以上,所以这个推进器的效率很高,而并不会想火箭发动机那样有不完全燃烧的现象。为什么选用氙气呢,其实也是由于氙的离子比较大能够带来理想的推力,并且整体特性不太活泼和比较适合存储,综合考虑的。

首先要说的是霍尔推进器也是遵循牛顿第三定律的,产生的推力还是喷射离子产生的,所以目前霍尔推进器的推力很低,有多低呢,这么说吧,老美的最最厉害的霍尔推进器推力也只有5牛,5牛是什么概念呢?就是在地球上举起10个鸡蛋的力,那这个推力跟火箭发动机动辄上百吨的力差这么多,有啥用呢,其实啊,霍尔推进器的工作方向并不是逃离地球引力,而是在保持轨道和深空 探索 上很有作用,火箭发动机往往是大推力短时间,比如长征5号的发射,172 秒助推器就分离了,475秒一级发动机就分离了,实际这两个发动机的工作非常的短。

美帝的推进器功率100kw推力已经达到了5牛,而我国的功率20kw,推力1牛,效率差别不大。

由于霍尔推进器的高比冲,高效率,未来航天俱乐部的各国都会投入相当大的财力人力物力来研究它,而大推力霍尔推进器也是加速深空 探索 的非常重要的手段,要知道人类在1G的加速度下生活是最舒适的,因为地球表面就是1G的加速度,而如果能够以1G的加速度进行星际旅行,从地球到月球也就是3个多小时,几乎相当于乘坐复兴号动车组从上海到北京了,不知道这个梦想能否在我们这代人实现。

毕竟我们的目标是星辰大海。
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