推力只推的动一张纸,空间站的霍尔推进器有何用?它代表无限可能( 二 )


很快 , 4台最初型号的SPT-50 , 1台最先进型号的SPT-100 , 就摆在NASA实验室里 , 因为知道俄罗斯研究霍尔推进器取得了不小的成功 , 美国人也觉得霍尔推力器很有发展前景 , 于是在苏联的基础上继续研究 , 他们重新开始了对霍尔推力器的研究 。
霍尔推进利用了带电粒子在磁场中受洛伦兹力偏转的效应 , 先把电子束约束在一个环形通道里 , 这可以防止其与阳极室产生的正离子发生碰撞从而中和 , 进一步约束与加速从阳极室中产生的等离子体 。
利用电场将气体电离 , 电离后的气体在磁场偏转作用下 , 带正电的粒子质量大 , 环绕半径大被甩到外圈;电子质量小 , 环绕半径小 , 在内圈 。
这样一来就完成了不同带电粒子的筛分 , 不需要用屏蔽栅 , 避免了碰撞接触造成的设备腐蚀 , 之后再用电场把区分出来的离子加速喷出 。
霍尔推力器因为有特殊的设计结构 , 所以对推进剂不挑剔 , 只要容易电离就行 , 甚至可以用液氧 , 它的构型也比较紧凑 , 并且体积较小 。
1971年12月 , 人类首款实用的霍尔推力器SPT-50 , 被苏联发射升空 , 负责给流星号气象卫星提供推力(这个编号“50” , 意思就是直径50毫米) 。
这款发动机的推力只有20毫牛 , 放在地面上甚至不到一张A4纸的重量 , 到80年代 , 这一系列发动机已经出到SPT-100 , 推力83毫牛 。
【推力只推的动一张纸,空间站的霍尔推进器有何用?它代表无限可能】
我国在电力推进领域的研究 , 起步并不比美苏落后太多 , 早在60年代中期 , 钱学森就已经推动中科院电工所启动研究 。
80年代中期到90年代中期 , 我国航天器的功率有限 , 大小也有限 , 对电推进的需求不高 , 所以相关研究进度不快 , 2012年10月 , 实践9A升空 , 上面搭载了两款电推进发动机 。
在这不到十年时间里 , 中国的霍尔推力器技术追赶得很快 。
801所已经先后推出了HET-80、HET-300两款霍尔推力器 , 这次新出的推力器 , 按照801所此前的计划 , 编号应为“HET-1500” , 也就是说最大输出推力1.5牛 。
而我国这次做出来的霍尔推力器 , 标志着中国在电推进领域一个里程碑式的进步 。
接下来还会有HET-3000 , 功率达到50KW , 进一步拉近与美国X3的差距 。
美国X3离子推进器直径80厘米 , 重230公斤 , 实现了功率从5kW到102kW的运行测试 , 运行电流250安培 , 推力5.4牛顿 。
从外观上看 , 这是采用了多环嵌套设计 , 相比传统单环构型 , 是算得上“是超级版霍尔推力器 。 ”美国的下一个目标 , 是500kW功率 , 理论推力可以达到30牛 。
结语这就是科技的力量 , 仅仅能推动一张纸的动力 , 放在太空中却拥有着无限的可能 , 它代表着“星辰大海” 。
到目前为止 , 中国推力也更上一层台阶 , 这款推力器的原理样机研制成功 , 是振奋人心的 。
中国的航天航空事业起步很晚 , 但是经过一代又一代人的努力不断完善中国的航天事业 , 相信凭借中国科研人员的不懈努力 , 也会创造出更好的推力器推 , 带着人类的梦想 , 去探索更为广阔的宇宙空间 。

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