X3离子发动机测试突破推力记录

谈到太空勘探的未来,正在调查许多新技术。其中最重要的是新的推进形式,能够通过电力平衡燃料效率。不仅可以使用更少的燃料实现大量推力的引擎是具有成本效益的,他们将能够在更少的时间内将宇航员与火星及以后的目的地交给目的地。

这是X3霍尔效应推进器等引擎的地方。这种推进器是由美国国家航空航天局开发的’S Glenn Research Center与美国空军和密歇根大学合作,是一个扩大模型的推进器 黎明 spacecraft。在A. 最近的测试,这种推进器破坏了以前的霍尔效应推进器的记录,实现了更高的功率和卓越的推力。

霍尔效应推进器近年来近年来追求了任务规划者,因为他们的极端效率。它们通过用电场将少量推进剂(通常是惰性气体)转换为带电等离子体的功能,然后使用磁场非常快地加速。与化学火箭相比,它们可以使用微小的燃料达到顶级速度。

艺术家’黎明使命的概念使用其蓝色离子发动机在远处达到Ceres。信用:NASA / JPL

然而,到目前为止的一项重大挑战已经建立了能够实现高水平的推力的大厅效果推进器。虽然燃料有效,常规的离子发动机通常仅产生由依赖于固体化学推进剂的火箭产生的火箭产生的箭头的一小部分。因此,为什么NA​​SA一直与合作伙伴一起开发缩放模型X3推进器。

推力的发展已经由Aerspace Engineering教授和密歇根大学工程罗伯特J.Vlasic Dean的Alec Gallimore监督。正如他在最近的密歇根州新闻中所示 新闻语句:

“火星任务只是在地平线上,我们已经知道霍尔推进者在太空中运作良好。它们可以在一年左右的过程中携带最小的能量和推进剂,或者速度更快地携带机组人员来优化。”

在最近的测试中,X3破坏了大厅推进器设定的先前推力记录,与3.3牛顿的旧记录相比,实现了5.4牛奶。 X3的运行电流(250安培与112安培)增加了一倍多,比以前的纪录架(102千瓦与98千瓦)略高的功率略高。这是令人鼓舞的新闻,因为这意味着发动机可以提供更快的加速,这意味着较短的旅行时间。

斯科特霍特在测试开始前对推进器进行了一些最终调整。信用:美国宇航局

该测试由Scott Hall和Hani Kamhawi在克利夫兰NASA Glenn Research Center携带。虽然霍尔是康马航空公司航空航天工程的博士生,是美国宇航局格伦研究科学家,X3的发展已经大量参与。此外,Kamhawi也是大厅’S NASA MENENTOR,作为其中的一部分 美国宇航局空间技术研究奖学金 (NSTRF).

该测试是五年多的研究中的高潮,并试图在当前的霍尔效应设计上提高。进行测试,团队依靠NASA Glenn’S真空室,目前是美国唯一可以处理X3推进器的唯一腔室。这是由于推进器产生的排气量的纯净量,这可能导致电离的氙漂移地漂移回等离子体羽流,从而偏斜测试结果。

美国宇航局 Glenn.’S设置是唯一一个带有足够强大的真空泵的泵,以创造保持排气干净所需的条件。大厅和Kamhawi也必须建立一个自定义推力支架来支持X3’S 227 kg(500磅)框架并承受它产生的力,因为现有立场没有达到任务。确保测试窗口后,团队花了四周准备支架,推进器和设置所有必要的连接。

虽然,美国宇航局的研究人员,工程师和技术人员都在手头提供支持。在泵送20小时后,在腔室内实现空间真空,大厅和Kamhawi进行了一系列测试,其中发动机将直线烧制12小时。在25天的过程中,该团队将X3带到其记录断电,电流和推力水平。

在50千瓦的X3射击的一侧射击。信用:美国宇航局

展望未来,该团队计划在艾米莫尔进行更多测试’使用升级的真空室U-M的实验室。这些升级将在2018年1月完成的时间表,并将使团队能够在内部进行未来的测试。这一升级是由于100万美元的拨款,部分由科学研究的空军办公室贡献,射流推进实验室和U-M提供了额外的支持。

x3’S电源也在开发 Aerojet Rocketdyne.,萨克拉门托的火箭和导弹推进制造商也是美国宇航局推进系统授权的领导。截至2018年春季,预计发动机将与这些电力系统集成;此时,一系列100小时的测试将在Glenn Research Center进行一次。

X3是NASA调查未来被营业任务到火星的三种原型之一,所有这些都是为了减少旅行时间并减少所需的燃料量。除了使这些任务更具成本效益之外,减少的途转时间也旨在减少辐射宇航员的数量将在地球和火星之间旅行。

该项目由美国国家航空航天局资助’s 勘探伙伴关系的下一个空间技术 (下一步),支持不仅仅是推进系统,还支持栖息地系统和空间内制造。

进一步阅读: 密歇根新闻

4回复“X3离子发动机测试突破推力记录”

  1. 我相信我读到某个地方,黎明航天器中的离子发动机施加到单个8.5重量的推力×11张纸在地球上的海平面。该文章表示,这种新的离子发动机达到了5.4牛奶的推力。对于美国愚蠢的人来说,什么是愚蠢的人,并且可以为火星举行的载气宇宙飞船实现哪些水平?

    1. 5.4牛顿= 1.2磅!我想如果你抛出1.2#快,你可以获得一些可用的冲动吗?似乎在408伏(102,000瓦)的250安培使用250安培可以让你以其他方式推动更多,但这’s why i’不是火箭科学家!

  2. 牛顿是基本的力量单位。它是每秒每秒100米加速1千克所需的力。一只牛顿在美国单位约为7.233英镑。

    1N大致是在地球上保持102克质量所需的力。我刚刚使用谷歌将102克转换为美国单位。显然102克是一个标准的黑麦面粉。

    希望有所帮助。

  3. 尝试将那杯黑麦面粉放到地板上,从1米(超过3英尺),了解所涉及的力量。然后想象那些力量施加24/7的力量,每一点加速度都有保存,下一个位添加(假设没有滚动阻力,因为你的空间),你可以想象甚至一个大物体可能会达到一段时间(然后保持只要你有燃料,就会获得。当然,如果您想在旅程的另一端带来停止,除非有些外星人沿途建造了燃气站,否则你必须至少保持一半的燃料,除了沿途,然后我想你必须停下来填补向上??这就是为什么火箭科学是如此复杂!

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