第二十一章 霍尔推进器,超导难题,原子能难题(1 / 3)
陈诺仔细回想关于离子发动机的信息。
离子发动机,又称离子推进器。
简单理解就是先把燃料电离形成等离子体,因为离子带电荷,这就可以通过电场栅板形成电磁场进行加速,类似电磁炮喷出去。
因为是电磁加速,燃料的喷射速度会很快,轻而易举就能达到数十千米每秒,效率比化学燃料强的不是一点半点。
但离子推进器存在三个问题,一个就是静电积累,另一个就是高速离子对栅板材料的侵蚀,最后就是单位喷射质量。
静电积累形象点比喻,燃料就像是一对情侣,电离就等于把这对情侣拆分成电子和离子。
原本情侣在一起的时候,感情浓郁,电荷平衡。
现在被拆分成电子和离子,离子还用电场加速喷射出去了。
那么剩下的负电电子就会如怨女旷夫般在设备内积累,当积累到一定程度,静电效应就会影响设备的运转。
而被喷射出去的离子,这也不想跟自己的电子分开,因为电荷效应,哪怕被喷射出去,这也会想尽办法,找尽机会重新黏在飞船表面,进一步加大飞船的电场不平衡,拖慢飞船的速度。
不过这个问题解决起来并不难,只要把分开的电子收集出来,在离子被喷射出去之后,再把电子也喷出去中和,放飞这一对对的情侣就行了。
静电问题好解决,但高速离子对材料的侵蚀,这就不可避免了。
用来加速离子的栅板,形象点比喻就是一块块带孔洞的面板,通电之后,离子就会被加速通过孔洞喷射出去,但因为离子带电荷的侵蚀,再加上高速撞击的破碎,栅板往往坚持不了太长的时间就会gg。
最后的喷射质量,这又是离子推进器的另一个泪点。
如果把化学燃料推进器比作海啸漫灌,那么离子推进器就是童子撒尿。
一台液氢液氧火箭发动机,几分钟就可以烧光几千吨的燃料,而一台离子推进器工作一天,消耗的燃料也就一百来克。
虽然离子喷射速度快,但量小也不顶饱啊。
这一个弊端导致单台离子发动机的推力,往往就只有几十毫牛,换算成质量就是几克,带一张a4纸飞都勉强。
“动量守恒,在深空,推力和加速会不断积累,离子发动机第三个问题影响不大。
一台的推力不够,一万台,百万台总够了。
走生物科技路线的文明,最喜欢的就是爆量。
真正难题是第二个,使用离子发动机本质是节省燃料,让深空航行的飞船不用百分之九十九都是燃料。