等離子發(fā)動機(jī)工作原理

等離子發(fā)動機(jī)工作原理

等離子發(fā)動機(jī)的能量來自電力，可以來自太陽能電池板，或者核電池，通過從發(fā)動機(jī)尾部噴射出陽離子來推動飛船前進(jìn)，所以等離子發(fā)動機(jī)的驅(qū)動方式也被叫做電力驅(qū)動方式。

提到等離子發(fā)動機(jī)，就不能不提美國的深空1號探測器。雖然離子發(fā)動機(jī)過去在衛(wèi)星上經(jīng)常使用，但都是作為輔助發(fā)動機(jī)，用于姿態(tài)調(diào)整或者軌道維持。而深空1號第一次將離子發(fā)動機(jī)作為主發(fā)動機(jī)使用，深空1號的離子發(fā)動機(jī)也是迄今為止將電能向推力轉(zhuǎn)化效率最高的，在太空中運(yùn)行壽命最長的，也是比沖量最高的，比沖量超過3，000秒。

等離子發(fā)動機(jī)是在飛行器的發(fā)動系統(tǒng)中有著核心地位的裝置，所以在這次的飛行器研究變革中，科學(xué)家將發(fā)動機(jī)用等離子來代替，主要工作原理是帶電粒子在洛倫茲力的作用下發(fā)生內(nèi)部的電場偏轉(zhuǎn)，并且在磁場的作用下進(jìn)行交互反應(yīng)，從而讓飛行器達(dá)到高度飛行的目的。

目前的等離子發(fā)動機(jī)的最大缺點(diǎn)是推重比太小，其推力只相當(dāng)于一張紙對于你的手的壓力，顯然這樣的發(fā)動機(jī)無法讓飛船和探測器脫離地球的重力場，也無法攜帶大的負(fù)載。

盡管傳統(tǒng)的火箭發(fā)動機(jī)有更高的推重比，但是卻以很低的比沖量把燃料在很短的時間內(nèi)消耗光，而現(xiàn)在的等離子發(fā)動機(jī)能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)好多月甚至數(shù)年，這樣，盡管推力小，但能通過長時間的積累達(dá)到更高的總沖量并最終達(dá)到更高的速度。

等離子發(fā)動機(jī)利用的是太陽能的驅(qū)動，這就可以避免了能源出現(xiàn)枯竭的問題，可以讓飛行器在宇宙中自由飛行，讓持續(xù)的太陽能源源不斷輸出能量，讓全新的飛行器可以在宇宙中任意飛行。

等離子發(fā)動機(jī)概述

等離子發(fā)動機(jī)是電推進(jìn)系統(tǒng)的一種，并已經(jīng)在國內(nèi)外應(yīng)用相當(dāng)成熟，其應(yīng)用的主要介質(zhì)就是等離子體。它使用洛倫茲力讓帶電原子或離子加速通過磁場，來反向驅(qū)動航天器，和粒子加速器與軌道炮都是同樣的原理。

主要工作機(jī)理是：在發(fā)動機(jī)的陽極和陰極間施加軸向的電場，由帶電線圈產(chǎn)生徑向方向的磁場，電子被磁場束縛，做周向的hall漂移，與通道內(nèi)的中性原子碰撞，產(chǎn)生離子，離子被電場加速高速噴出從而產(chǎn)生推力。由于離子的質(zhì)量與電子的質(zhì)量相比較大，離子的運(yùn)動幾乎不受磁場的影響。