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(資料圖片)

離子引擎(等離子體表面處理器原理)

NASA與密歇根大學合作開發了一款名為X3的離子推進器，打破了更大功率和更大推力的記錄！

NASA此次發射的X3離子推進器直徑80cm，重量230kg，設計更大功率200kW。此前，美國宇航局的工程師在測試中打破了離子推進器的多項紀錄，產生了5.4牛頓的推力，打破了此前3.3牛頓的紀錄。，運行電流為250安培，是原記錄112安培的兩倍多，以102千瓦運行，略高于之前的98千瓦。

離子推力器，又稱離子發動機，具有小推力、高效率、高比沖的特點。是空之間的一種電推進技術，廣泛應用于衛星和航天器的飛行、變軌和位置保持。原理是先將氣態介質(疝氣是最常用的一種)電離，在強電場的作用下加速離子的彈射，從而獲得反作用力作為推動航天器姿態或軌道轉移的動力。

電推進的推力雖然很小，但是目前技術最強的離子推進器還不如一個小孩子的強。所以光靠電力火箭把衛星帶離地面是遠遠不夠的，還要靠使用化學推進劑的火箭。但在Tai 空中，幾乎沒有重力和主力的時候，就大不一樣了。在Tai 空中，一個物體，你吸一口氣，就可能改變它的軌跡。所以電推進器包括離子推進器，Tai 空是他們的主場。

化學推力器的相對射流速度只有每秒幾千米，電推力器的射流速度可以達到每秒15 ~ 80千米，因此電推力器具有較高的比沖性能。所謂比沖，是指發動機單位流量的燃料所產生的推力。如果燃油流量為1kg/s，產生的推力為1000kg，那么比沖為1000kg/(1kg/s) = 1000s。因此，使用電推進器的航天器，只要攜帶十分之一重量的化學燃料，就能達到同樣的沖量，航天器就能“瘦身”。火箭的最快速度是每秒5公里，而霍爾推進器的速度可以達到每秒40公里。從時間上來說，使用電推進器的飛船也可以節省很多時間。深空空探索，登陸火星，電推進是解決燃料問題的絕佳方案。

電動推進器主要分為以下三類:

1.電加熱式:電加熱式主要是利用電弧加熱電離氣體，使其加速，比沖為700 ~ 1000秒；

2.靜電型:在靜電型中，陽離子被柵極引出，然后被加速電場加速，比沖為8500 ~ 20000秒；

3.電磁型:主要有霍爾推進器和磁等離子推進器。霍爾推力器是基于霍爾效應產生正交場放電形成等離子體，然后利用靜電場加速離子，磁場限制電子運動。磁等離子推進器通過脈沖放電將推進劑電離，然后通過洛倫茲力加速。電磁推力器的比沖為5000 ~ 25000秒。

電推進技術最早是由美國現代火箭之父羅伯特·戈達德提出的。1906年，他提出了利用電能加速帶電粒子產生推力的設想，1916年實驗成功。1960年以后，美國和蘇聯在這方面進行了大量的研究，進行了很多實驗空。但是，美蘇走了兩條不同的路。美國主攻離子推進器，蘇聯偏向霍爾推進器(又稱穩態等離子推進器。和離子推進器一樣，都是依靠電場來加速離子，只是結構不同)。世界上之一顆使用離子推力器的衛星是美國1997年發射的Deep 空1探測器，霍爾推力器于1972年被蘇聯應用于Meteor -1氣象衛星。

90年代，美國看到了霍爾傳感器的前景， *** 了一批蘇聯專家后，在這一領域超越了俄羅斯，取得了世界領先的地位。截至目前，世界上已有數百艘航天器使用了電推進技術，包括2012年中國在石堅9號衛星上使用的離子推進器。

目前比較成熟的電推進技術主要是靜電和電磁。美國波音公司和日本衛星主要采用靜電推進器中的電子轟擊離子推進器。霍爾推進器主要是勞拉、洛馬、特雷茲-倫亞、空等公司使用。

在X3推進器取得突破后，一些專家表示，通過在飛船上安裝三個X3霍爾傳感器，可以將人送往火星。X3的項目負責人亞歷克·加利莫爾(Alec Gallimore)也表示，離子推進器只需要十分之一的燃料，其射程可以相當于化學火箭，有望在20年內將人類送上火星。雖然這個速度還是很驚人，但spacex的馬斯克可能不這么認為。馬斯克甚至認為18年內把人送上火星對他來說是不可接受的。他原來的計劃是2024年把人送上火星，現在看來這個時間無法實現了。

前段時間中國霍爾推進器突破公牛級后，媒體歡呼雀躍，媒體震驚美國。國外印象深刻，彎道超車，改變Tai 空規則，甚至一騎絕塵，讓不知所措的讀者真以為我們是世界之一。實際上，美國在電推進研究領域處于領先地位，但俄羅斯、日本、德國和中國也處于世界先進行列，這是目前世界上該領域的真實情況。

不要盲目自大，不要妄自菲薄，朝著自己的目標保持低調。人生要成功，就像安裝了離子推進器的太空飛行一樣，默默孤獨地向著目標飛去，直到到達目標，它才會以驚艷的方式展現給世人！

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關鍵詞： 處理機