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等离子体推进器研究有助无电极推进器研发-(新闻)

2022-06-23 来源:佛山机械信息网

离子推力器,又称离子发动机,为空间电推进技术中的一种,其特点是推力小、比冲高,广泛应用于空间推进,如航天器姿态控制、位置保持、轨道机动和星际飞行等。据国外媒体报道,研究人员通过一系列新实验弄清了影响等离子体流动的因素,有助于无电极等离子体推进器的研发。

等离子体推进器研究重大突破:有助无电极推进器研发

我们知道,太空中的磁场线会在等离子体的影响下延伸,导致磁场增强;但实验室中的情况恰好相反,磁场强度不增反减。

研究人员正以此为基础研制等离子体推进器。在开放磁场中,等离子体流动速度加快、从而推动飞船前进。

科学家已经找到了等离子体在产生推力的同时、还能使磁场向太空中延伸的过渡点,这有助于攻克该技术面临的一大挑战。

等离子体是一种由带电粒子构成的极高温气体,宇宙中几乎无所不在,且会受磁场等环境力的影响。

日本东北大学的研究人员指出,等离子体在太空和实验室中的复杂表现说明,它可以产生与施加的磁场方向相反的磁场。两者的磁场线会互相排斥,就像两块同极相对的磁铁一样。

科学家希望研制出等离子体推进器,为进入太空后的宇宙飞船和卫星提供动力。该技术可提供强大推力,同时电极不至于暴露在等离子体中,大大减少了损耗。

科学家希望研制出等离子体推进器,为进入太空后的宇宙飞船和卫星提供动力。该技术可提供强大推力,同时电极不至于暴露在等离子体中,大大减少了损耗。

近年研制的等离子体推进器需要依靠磁喷管(简称MN),但该技术面临不少挑战。在实验室中,磁场为闭合状态,磁场线调头朝向宇宙飞船,导致等离子体也调转方向,使得总推力正负抵消、总和为零。

为解决这一问题,研究人员分析了磁场被延伸至无限长时的情况。凭借此做法,该团队观察到了介于两种等离子态之间、磁场线互斥并向外延伸的过渡阶段。

该团队发现,当他们在磁场下游区检测到磁场线延伸时,等离子体便处于上述过渡阶段。而如果发生在上游区,等离子体便仍会导致磁场线互斥。

研究结果不仅说明等离子体能够在产生推力的同时、使磁场向太空中延伸,而且延伸速度比此前预期的要慢。虽然相差不多,但研究人员认为,这已经是将等离子体与磁喷管分离的巨大进步。

科学家希望研制出等离子体推进器,为进入太空后的宇宙飞船和卫星提供动力。该技术可提供强大推力,同时电极不至于暴露在等离子体中,大大减少了损耗。

点评

离子推力器具有比冲高、效率高、推力小的特点。与传统的化学推进方式相比,离子推力器需要的工质质量小,是已经实用化的推进技术中最为适合长距离航行的。离子推进器是一种动力装置,可为航天器提供动力。其性能为推力、比冲和效率,通常是在保证推力和比冲的条件下,用效率来评价其性能。

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