ion motor
tól Tsiklopedii
Ion motor - a gyakorlatban egyfajta elektromos meghajtási [1]. Egy hátránya Ionhajtómű kicsi tolóerő (például gyorsulás a űrhajók a jármű tömegének 0-tól 100 km / h szükséges két napos folyamatos üzemeltetés az ion motor), amely nem lehet növelni miatt tértöltés korlátozások, azonban a hosszú idejű működése az ion motor (legfeljebb folyamatos működését a legújabb minták Ionhajtómű több mint három év) lehetővé teszi, hogy hosszabb ideig, hogy eloszlassa a tömeg egy kis űrhajó tekintélyes árfolyamok [1]. Alkalmazások: az irányítást a orientációja és pozíciója a pályára a mesterséges holdak és a fő hajtómotor egy kis automatikus űrállomás [1]. Jellemzői az ion motor: 7.1 kW, kipufogógáz sebessége 20-50 km / s, 20-250mN tolóerő, hatásfoka 60-80% [1]. A munkafolyadék egy ionizált gáz (argon. Xenon és m. P.).
Ion motor most nyilván nem a nehézségi gyorsulás tulajdonú űrhajó az űrben használata nélkül - Deep Space 1 volt képes növelni a sebességet 4,3 km / s, a fel 74 kilogramm xenon (de ez a sebesség rekordot hamarosan meghaladta a 10 km / sec Tér Dawn berendezés) [1]. Az USA-ban Jet Propulsion Laboratory kifejlesztett ion motorok, amely működhet folyamatosan, több mint 3 év. Azonban az ion motor nem a legígéretesebb típusú elektromos meghajtás. Azonban ez a sebesség rekordot valószínűleg túllépik, vagy Hali magnitoplazmodinamicheskim motor [1].
Scheme akció ion motor
Ez a gyakorlatban alkalmazott
[Edit] History
ion motor elve régóta ismert és széles körben képviselt sci-fi, a videojátékok és a mozi, de hely lett csak a közelmúltban. Azonban az igazi ion tolóerő legnagyobb sokkal rosszabb volt, mint a fantasztikus modell [1].
A prototípus az ion motor jött létre 1917-ben Robert Goddard, és 1954-ben az Ernst Stühlinger javult a jellemzői az ion hajtómű [1].
Az első jól működő gerenda 1960-ban épült (széles gerenda) ion elektrosztatikus motor (épült az USA-ban a NASA Lewis Research Center). 1964-ben godu - szuborbitális első sikeres bemutató a Ionhajtómű (SERT I) [1] tesztelni lehessen az semlegesítésére ionsugaras a térben.
[Szerkesztés] A működés elve
Motor tesztek ion xenon
A működési elve a motor gáz ionizációs és gyorsuló elektrosztatikus mezőben. Ebben az esetben, mivel a magas töltés tömeg arányt, lehetővé válik, hogy eloszlassa ionok igen nagy sebességgel (akár 210 km / s [3] képest 3-4.5 km / s a kémiai rakétamotorok). Így az ion hajtómű képes elérni egy nagyon magas fajlagos impulzus. Ez jelentősen csökkenti az áramlás a reakcióelegy ionizált gáz képest az arány a reakcióelegy kémiai rakéták, de ez megköveteli a sok energiát.
A meglévő megvalósítások, napelemek támogatására használják fel a motort. De ahhoz, hogy a munka a mély űrben így elfogadhatatlan. Tehát most erre a célra néha nukleáris létesítmények.
Forrása ionok egy gáz, általában argon vagy hidrogénatom, azzal a gáz tartály elején a motor, gáz onnan vezetjük az ionizációs kamrába, a hideg plazmát kapunk, amely melegítjük a következő kamra révén ion ciklotron rezonancia fűtés. Melegítés után, a nagy energiájú plazmát betápláljuk egy mágneses fúvóka, ahol van alakítva egy patak által a mágneses mező, diszpergáljuk és a környezetbe kibocsátott. Így érhető el Rod.
Mivel a plazma motorok hosszú utat, és vannak osztva több alaptípusa, a villamos- és motorok, elektrosztatikus motor, nagy áram vagy magnetodinamikus motorok és impulzus motorok. Az viszont, fésű hajtások vannak osztva ionos és a plazma (részecskegyorsítók a kvázi-semleges plazma).
Ion motort az üzemanyag xenon vagy higany. Az első ion motor úgynevezett nettó elektrosztatikus ion motort. A ionizátor szállítjuk xenon, ami önmagában semleges, de a bombázás a nagy energiájú elektronokat ionizálja. Így egy keveréket a pozitív ionok és negatív elektronok a kamrában. A „szűrés” elektronok a kamera kimeneti csőkatód háló, amely vonzza az elektronokat.
A pozitív ionok vonzódnak az extrakciós rendszer, amely két vagy három rácsok. Hálózatok közötti tartjuk nagy elektrosztatikus potenciál különbség (1090 voltot a belső ellen - 225 a szabadban). Ennek eredményeként a belépő ionok között a rácsok, ők felgyorsult, és kiadja az űrbe, gyorsul a jármű szerint Newton harmadik. A befogott elektronok a katód cső, kibocsátásra a motort kis szögben, hogy a fúvóka és az áramlás a ionok. Ez úgy történik, két ok miatt:
- A hajótest maradt semleges töltésű;
- ionok „semlegesített” és ezáltal nem vonzódnak vissza a jármű.
Ion motor munka - igény csak 2 dolgot: a gáz és a villamos energia.
Motor hiba jelenlegi megvalósítása - nagyon gyenge tervezet (50-100 mN). Így nem lehet használni egy ion motor indítását a bolygóról. de másfelől olyan feltételek mellett, a súlytalanság. megfelelően hosszú munka a motor lehetséges, hogy gyorsítsa fel a űrhajó sebesség most nem érhető el minden más meglévő típusú motorokhoz. Azonban kifejlesztett kifinomultabb és erős típusú elektromos meghajtás (Hall és a magnitoplazmodinamichesky) nagyobb, mint legnagyobb ion tolóerő, és ennek következtében a véges űrhajó sebessége [1].
[Edit] Mission
[Edit] Aktív küldetések
NSTAR ion motor AMC American Deep Space 1
[Edit] Tervezett misszió
GSAT-4 LISA Pathfinder Nemzetközi Űrállomásra
[Edit] realizált misszió
[Edit] jövőbeli projektek
Ott projekt csillagközi szonda egy ion motor, fogadására energia keresztül lézerrel egy bázisállomástól, amely némi előnyt tisztán térben vitorlával (de jelenleg aktív projekt kivitelezhetetlen technikai korlátai miatt) [4].
[Rule] Ion motor SF
A Star Wars gazdaságos ion motor gyorsul kétharmada a fény és arra használjuk, hogy mozog a normál térben kis térben a távolság mérési (például a tartományban a bolygó rendszer) [5].