航天科技专家澄清:“离子喷气发动机”不靠谱
航天科技专家澄清虚假谣言
“离子喷气发动机”不可靠
中国航天科技集团公司最近宣布,其第五研究院502所为卫星开发的磁聚焦霍尔电力推进系统已成功交付。新闻发布后,它受到了媒体的广泛关注,并被广泛转载。
在过去的两天里,502名专家发现这个消息越来越不可靠。“例如,一些媒体报道说,离子喷气发动机。事实上,磁聚焦霍尔推进器属于稳定等离子体电力推进,离子推进器属于电力推进技术,具有两种不同的工作原理。”502研究所高级工程师、电力推进系统总设计师高俊告诉《科技日报》记者。
空间推进系统利用反作用原理,通过加速物质的喷射为航天器提供推力。目前,有两种主要类型的推进系统使用最广泛。传统的化学推进器主要是通过推进剂的催化反应或氧化剂燃烧剂的反应产生高温,加热后喷射推进剂。新的电推进器通过电磁场电离推进剂,然后加速喷射。两者都需要消耗推进剂,但是消耗是完全不同的。
"对于同样的太空任务,电力推进消耗的推进剂大约是化学推进剂的十分之一或更少。"高俊说。
显示空间推进技术性能的主要指标称为“比冲”,即单位质量推进剂消耗产生的冲量。比冲越大,推进技术性能越高。比冲主要由推进剂的喷射速度决定。
高俊说,化学推进器受到推进剂化学焓的限制,推进剂喷射速度也受到限制,大约为每秒2到4公里。使用电力推进技术可以打破这一限制,喷射速度达到每秒15至80公里,比冲是化学推进技术的十倍以上。
自20世纪60年代以来,美国和苏联已经开始研究电力推进技术。
美国首先在离子和电弧电力推进技术上取得突破,从而最早开发相关产品并实现其应用。目前,美国应用于轨道的离子推力器比冲达到3000-4100秒,性能最好。
俄罗斯率先掌握霍尔推进器技术,比冲约为1500至1600秒。
高俊说,离子推进器具有更高的冲击力,消耗更少的推进剂,但它的技术复杂,体积和重量都很大。霍尔发动机的比冲较低,但工艺简单,可靠性较高,体积和重量较小。"两者都有各自的优势,适合不同的太空任务."他说。
20世纪90年代,美国还开始研究霍尔推进技术和产品开发,并已应用于地球静止卫星平台。俄罗斯已经开展了第二代霍尔推进技术研究,重点是磁场作为主要技术路线,它可以将比冲提高到1800秒以上。目前,原型已经在地面上开发和验证,但在轨飞行验证尚未进行。
“这次交付的502磁聚焦霍尔电力推进系统属于第二代霍尔推进技术,比冲为1850秒。与目前在轨道上广泛使用的霍尔电力推进系统相比,其性能提高了20%以上,与俄罗斯第二代样机的指标基本一致。”高俊说,该系统将首次在轨道上进行测试。
(北京,1月15日,《科技日报》)