據(jù)國外媒體報(bào)道,傳統(tǒng)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)以化學(xué)能燃燒為動(dòng)力,科學(xué)家預(yù)計(jì)未來行星際航行的宇宙飛船需要配備跨時(shí)代的火箭引擎,一種被稱為電火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)入了人們的視野,采用電能加速工質(zhì)產(chǎn)生高速噴射流驅(qū)動(dòng)飛船前進(jìn)。應(yīng)用這種技術(shù)打造的動(dòng)力系統(tǒng)也被稱為霍爾推進(jìn)器,其通過軸向電場產(chǎn)生噴射離子推進(jìn),與化學(xué)能火箭發(fā)動(dòng)機(jī)最大的不同之處是利用電能來形成離子化的推進(jìn)動(dòng)力,在現(xiàn)有的空間探測器中,離子驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成功用于姿態(tài)控制等操作。
電推發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)之所以沒有普及,是因?yàn)榉烹娡ǖ辣诖嬖?ldquo侵蝕&rdquo問題,位于加州理工學(xué)院的jpl實(shí)驗(yàn)室小組已經(jīng)找到了一個(gè)方法可以有效地控制通道壁被離子轟擊導(dǎo)致的&ldquo侵蝕&rdquo現(xiàn)象。當(dāng)放電室中的電子與推進(jìn)器原子發(fā)生碰撞時(shí),就會(huì)在霍爾推進(jìn)器中產(chǎn)生離子,在外加電磁場作用下形成向前的推力。磁場大多是垂直于放電通道的邊壁上,而電場則平行于邊壁,疊加之后可將離子加速至非常高的速度,即大于每小時(shí)7.2萬千米,最后由尾噴口噴射出形成推力。
然而,放電室的一些離子對(duì)通道邊壁可產(chǎn)生&ldquo侵蝕&rdquo效應(yīng),根據(jù)理論和數(shù)值模擬,研究小組設(shè)計(jì)了沿著邊壁的磁場線分布,使之對(duì)等離子體的影響降至最小,將電場方向進(jìn)行了修改,大大降低了加速離子過程對(duì)邊壁的&ldquo侵蝕&rdquo。研究人員將其稱為新的磁場屏蔽法,對(duì)真空狀態(tài)的推力驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行部分修改,綜合模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,可將加速離子的侵蝕程度減少100至1000倍,本項(xiàng)研究成果刊登在美國物理研究所《應(yīng)用物理快報(bào)》上。
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