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震惊!中国霍尔效应电火箭完成测试
送交者: 智商128 2014年05月15日18:10:16 于 [军事天地] 发送悄悄话

中国电火箭又取得了重大的进步。中国航天科技集团公司五院502所研制成功磁聚焦霍尔推力器,累计工作达1000小时。与此前曾报道持续工作达10000小时的国产离子电火箭相比,霍尔电火箭具有推力更大,理论寿命更长的特点。该型火箭将可用于我国未来大型卫星平台。目前,美国、俄罗斯、欧洲在电火箭方面也在积极开展研究,中国在这方面是后起之秀,追赶速度很快。


                                
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中国科研工作者正在测试霍尔效应电火箭

前不久,中国航天科技集团公司五院502所磁聚焦霍尔推力器圆满完成性能测试实验,累计工作达1000小时,关键性能指标达国际一流水平,其具有小羽流发散角、高比冲、高效率的特点,适用于我国后续大型卫星平台对电推进的性能需求。


                                
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2013年3月,510所霍尔效应电火箭完成联调测试,图为正在对控制装置进行测试的科研人员

在航天器推进中,霍尔推力器是离子推力器(ion thruster)的一种,霍尔推力器有时也称为霍尔效应推力器Hall effectthrusters或霍尔电流推力器Hall current thrusters。霍尔推力器一般被认为是具有中等比冲(1600s)的空间推进技术。霍尔推力器自1960年代以来在理论和试验研究上取得了很大进步。

霍尔推力器可使用多种推进剂,最常用的是氙。其他推进剂包括氡、氩、铋、碘、镁和锌。

霍尔推力器喷气速度最大可达10-80km/s(比冲1000 - 8000s),但绝大多数型号喷气速度在15-30km/s (比冲1500 - 3000s)。霍尔推力器推力与功率有关。1.35kw的推力器可产生83mN的推力。高功率型号在实验室环境中推力达到了3N。(相比之下,离子电火箭的推力目前最大不超过100mN)100kW功率量级的氙气霍尔推力器也已得到验证。


                                
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美国密歇根大学研制的X-2型霍尔推力器工作状态,功率超过10kw


                                
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苏联研制的一款霍尔效应推力器

霍尔推力器研究曾在美国和前苏联独立开展,分别起始于1950年代和1960年代。但是,只在苏联这项研究产生了高效的推进装置,而美国科学家则转为研究离子推力器。

但另一方面,美国也并未放弃这方面的研究,美国密歇根大学和普拉特·惠特尼公司为美国空军和航空航天局已研制了多种型号的霍尔推力器,功率可以超过10kw。

而美国在电火箭方面目前投入较大的仍是离子火箭,主要计划将其用于小行星探测。而中国、欧洲和俄罗斯在这方面的主要兴趣是降低卫星位置保持的成本,因卫星在运行中轨道将逐步降低,传统化学火箭消耗燃料速度较快,使卫星寿命无法进一步延长,而电火箭则可以大大延长卫星寿命。美国此前因拥有航天飞机,可为卫星在轨加注燃料,因此这方面需求较低。因此美国对推力较大,研制难度较高的霍尔电火箭兴趣不大。不过近年来美国因为航天飞机退役而加大了这方面研究的力度。

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