科技推动力:霍尔推力器 航天科技集团霍尔推力器试验室投入使用
在各种令人震撼的科幻电影中,我们时常看到人们驾驶着先进的飞行器,尾部喷着蓝色的荧光,穿梭在无垠的星空之中,勇敢地探索着那浩瀚宇宙的无穷奥秘。
电影艺术家们可以凭借无限的想象力,描绘出人类征服星辰大海的壮丽画卷。然而,对于科学家们来说,他们则必须以严谨的态度和不懈的努力,小心求证每一个设想,逐步将科幻电影中的设想变为现实。
要遨游太空,动力是其中的关键。而在其中霍尔推力器扮演着重要的角色。它以独特的原理和卓越的性能,被科学家们称为“星际航行的动力”。
近日,航天科技集团六院霍尔推力器试验室顺利完成建设和调试,我国的霍尔推力器的研究开发再添利器。那么到底什么是霍尔推力器?它的原理又是什么呢?
什么是霍尔推力器?
在太空中,航天器想要移动方向或者改变速度,就需要一个推动力,这个推力就由推力器来产生。传统的推进器是使用化学燃料,通过燃烧产生高温高压的气体,向后喷出气体获得反作用力。
但这种方式的比冲比较低,对于燃料的消耗量很大。为了提高比冲和效率,科学家们发明了一种新型的推力器,叫做霍尔推力器。它是用美国物理学家霍尔命名的,利用离子加速来产生推力。
航天科技集团六院801所电推进系统部副主任产品师 张岩:工作的时候需要阴极模块首先产生一个电子,这个电子在阳极的高电压下加速,在放电室碰撞电离来产生等离子体,等离子体里面的离子受到加速效果,高速喷出去的离子束流会产生反作用力,就可以产生我们需要的推力。
电是动力 物质消耗极低
具星际航行潜力
火箭要获得推力,需要往后不断喷射气流。简单地说:单位时间内,喷射的气流越多,推力越大。喷射的气流越快,推力越大。
传统的火箭发动机带很多燃料,最后靠燃烧获得动力把燃烧后的气流喷射出去。而霍尔推力器走得却是另外一条路,它以电流为动力,把质量极低的离子,以极高的、接近光速的速度喷射出去,所以我们可以看到与现在使用的各种火箭发动机不同,霍尔推力器工作时尾部并没有火焰,而是发出蓝莹莹的光芒,极具科幻感。
在太空中,电力易得,燃料难寻。使用霍尔推力器作为航天器的发动机,太阳能帆板或者核反应堆可以产生源源不断的电力,而用于产生离子的物质消耗非常低。比冲是用于衡量火箭或飞机发动机效率的重要物理参数。在工程上,比冲的单位习惯使用秒来表示。霍尔推力器的比冲非常高,在星际航行中能大显身手。
比冲是化学推进的5到10倍
可以做到精确可调
在航天科技集团六院801所,张岩和同事们正在对霍尔推力器进行产品验证试验,他告诉记者,传统的化学