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氙氣助力霍爾發(fā)動機讓我國的太空飛行器,飛的更快更遠

文章出處:責任編輯:人氣:-發(fā)表時間:2021-10-19 15:40:00【

 10月16日凌晨,神舟十三號載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空,發(fā)射取得圓滿成功。在升空582秒后,搭載航天員的神舟十三號載人飛船順利進入預定軌道。

 
隨后,飛船進入快速交會對接模式,將在6個多小時內(nèi)進行多次機動變軌,于清晨6時許完成與空間站天和核心艙節(jié)點艙的徑向交會對接。中國空間站將迎來它的第二批造訪者。
 
神舟十三號是我國第8次載人航天飛行任務,也是中國空間站的第2次載人飛行任務,還是空間站關鍵技術驗證階段的收官之戰(zhàn)。
 
目前人類發(fā)射衛(wèi)星和各種航天器都采用火箭推動,通過燃料的燃燒從尾部噴出氣體而產(chǎn)生推力,將航天器送上天,但火箭并不是一種高效率的運載工具,航天器質量越大,所需的燃料越多,這樣火箭會變得更重,同時需要更多的化學燃料,通常燃料的質量要占總質量的85%,所以效率非常低,現(xiàn)在我們來說一種新型的推進器,霍爾推進器,它的效率是火箭的10倍。
 
就在今年年初的時候,航天科技801所,成功完成了20千瓦霍爾發(fā)動機的第一次點火實驗。總點火時間長達8小時,連續(xù)點火次數(shù)超過30次。
 
霍爾發(fā)動機也叫霍爾推力器,和等離子推力器有些相似,但是研究難度高于等離子推力器。就在世界各國都在為等離子推力器研究攻關時,我國卻在大功率霍爾發(fā)動機領域率先取得突破。從以前“毫牛級”的小功率邁進了“牛級”的大功率大門。
 
霍爾發(fā)動機是未來太空飛行器的推力器,是目前最先進的電推進發(fā)動機。主要用在長期執(zhí)行太空任務的太空飛船或是太空衛(wèi)星的推進調控。因為霍爾發(fā)動機不需要消耗任何的固體或液體燃料,主要的推進劑就是氙氣。衛(wèi)星或者太空飛船使用霍爾發(fā)動機后,可以減少對化學燃料的使用,還可以減小飛行器的體積。是未來太空飛行器的主要研發(fā)方向。
 
對于高軌通信衛(wèi)星來說,為保持固定的服務區(qū)域,一般情況下,衛(wèi)星定點的軌道位置是不變的,而要保持固定軌位,衛(wèi)星就需要定期采用推力器提供推力進行定點軌道位置保持。以往國內(nèi)通信衛(wèi)星配置的推力器都采用化學燃料作為推進劑,高軌長壽命衛(wèi)星發(fā)射時需要攜帶的化學推進劑幾乎達到了發(fā)射重量的一半。在衛(wèi)星發(fā)射重量一定的情況下,推進劑的重量越大,意味著衛(wèi)星能夠承載的有效載荷就越少,能提供的服務也將大幅減少。而電推進技術就可以有效解決這個問題。將巨量化學燃料,改為攜帶特殊的氣體——“氙氣”,通過將氙氣電離,并在電場作用下產(chǎn)生高速離子流,形成推力,其效率達到傳統(tǒng)化學推進技術的10倍左右。這就意味著只需要傳統(tǒng)化學推進劑重量的1/10,就可以實現(xiàn)衛(wèi)星的軌道位置保持,從而大幅提升衛(wèi)星有效載荷的攜帶量。
 
今后我國的目標是向著更大功率去邁進,為我國的航空航天事業(yè)不斷的添磚加瓦,相信在不久的將來,霍爾發(fā)動機一定可以讓我國的太空飛行器,飛的更快更遠。
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