电热推力器介绍
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霍尔电推力器是一种基于霍尔效应的推进器,其工作原理如下:
1. 工作原理:当电流通过霍尔电推力器中的霍尔片时,会在半导体片上产生一个磁场,从而在空间产生电场。
这个电场会使推力器中的离子流产生电流,从而产生反作用力,使离子流喷出。
这种推力器利用离子流产生的磁场和霍尔效应来产生推力。
2. 工作流程:离子流产生的电流通过磁场发生器,使之产生与入口方向一致的反磁场。
由于磁场作用,外空间的气体被磁化并按同一方向离开离子喷管。
这些离子在磁场作用下加速,形成一股向后的反作用力,从而使推力器产生一个与喷管轴线方向相反的推力。
3. 优点:霍尔电推力器相对于其他推进系统,如火箭发动机,具有效率高、推力可调、结构简单等优点。
4. 限制和挑战:尽管霍尔电推力器有很多优点,但它的工作需要特定的环境条件和材料,如高温、高真空、高洁净度等,这使得其应用受到一定限制。
同时,离子流的稳定性、入口导向管的加工精度和装配精度、热防护系统设计等都是霍尔电推力器面临的挑战。
总的来说,霍尔电推力器是一种高效、环保的推进系统,它的工作原理和流程使其在许多领域都有应用潜力。
然而,要实现其广泛应用,还需进一步的研究和改进其性能。
以上所述内容仅供参考,如需更多信息,可以阅读相关论文,或者联系专业人士获取更具体的指导。
空间电推进的技术发展及应用张伟文;张天平【摘要】近日,由中国空间技术研究院兰州空间技术物理研究所自主研制的中国首个卫星用离子电推进系统(LIPS-200)(其束流直径为200mm)地面寿命及可靠性试验累计工作时间达到6000h,开关机3000次,具备确保卫星在轨可靠运行15年的能力。
另外,航天推进技术研究院上海空间推进研究所的霍尔电推进技术也取得了重大突破—80mN霍尔推力器的空心阴极长寿命试验突破18000h,这标志着我国自主研制的电推进系统达到了国际先进水平,将全面迈入工程应用阶段,能够满足我国通信卫星系列平台的发展需求。
【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】8页(P1-8)【作者】张伟文;张天平【作者单位】兰州空间技术物理研究所;兰州空间技术物理研究所【正文语种】中文近日,由中国空间技术研究院兰州空间技术物理研究所自主研制的中国首个卫星用离子电推进系统(LIPS-200)(其束流直径为200mm)地面寿命及可靠性试验累计工作时间达到6000h,开关机3000次,具备确保卫星在轨可靠运行15年的能力。
另外,航天推进技术研究院上海空间推进研究所的霍尔电推进技术也取得了重大突破—80mN霍尔推力器的空心阴极长寿命试验突破18000h,这标志着我国自主研制的电推进系统达到了国际先进水平,将全面迈入工程应用阶段,能够满足我国通信卫星系列平台的发展需求。
1 引言电推进又称为电火箭,它是把外部电能转换为推进剂喷射动能的火箭类型。
根据把电能转换为推进剂动能的工作原理,电推进可分为电热型、静电型、电磁型、新型四大类,目前,同属静电类型的离子电推进和霍尔电推进的技术最成熟、应用也最广泛。
由于突破了传统化学推进喷射动能受限于推进剂化学内能的约束,电推进很容易实现比化学推进高一个量级的比冲性能。
在航天器上应用高比冲推进系统可以节省大量推进剂,从而增加航天器有效载荷、降低发射质量、延长工作寿命等。
航天推进理论基础_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.整体式固体火箭冲压发动机的关键技术之一是一次燃烧的燃气流量调节技术。
参考答案:正确2.离子推力器和霍尔推力器都需要中和器完成羽流中和功能。
参考答案:正确3.钡钨阴极和六硼化铼阴极是目前主要的电推力器中和器类型。
参考答案:正确4.在火箭发动机热力计算中,热力学数据是指比热、焓、熵等参数随温度的变化。
参考答案:正确5.常用的免费开源的热力计算软件是CHEMKIN.参考答案:错误6.在喷管流动过程中,产物热能转换为动能,转换过程中能量守恒但总焓不守恒。
参考答案:正确7.有关火箭发动机的喷气速度,下列描述正确的有:参考答案:火箭发动机的喷气速度就是喷管出口截面上燃气的流速。
8.液体火箭发动机再生冷却的特点有:参考答案:推力室结构质量大_热损失小_再生冷却推力室增加了推进剂供应系统的负担_对周围热影响小、发动机工作时间可以很长9.下列传热过程属于推力室再生冷却传热过程某环节的有:参考答案:高温燃气与推力室热壁之间的对流和辐射传热_推力室冷却通道与冷却液间的对流换热_冷却套外壁面与环境大气间的对流辐射10.燃气发生剂一般具有燃烧温度低、成气量小但燃烧残渣大的特点。
参考答案:错误11.影响火箭发动机推力的因素有:参考答案:喷管的质量流率_喷管的膨胀状态_发动机的工作高度12.推进剂燃烧产物的温度越高、平均分子量越小,则发动机的喷气速度越大。
参考答案:正确13.再生冷却是在推力室热壁的内表面采取的一种对流式冷却。
参考答案:错误14.贮箱增压系统的功能是为了保证推进剂贮箱内的压强维持在一定的水平。
参考答案:正确15.推进剂利用系统的功能是自动的进行推进剂组元混合比的调节,保证推进剂组元同时消耗完或者最小的剩余。
参考答案:正确16.根据吹除气源压力的高低,吹除系统可分为强吹和弱吹两大类。
参考答案:正确17.在热力计算中,1Kg推进剂总焓的国际制单位是:参考答案:千焦耳/公斤18.火箭发动机燃烧室热力计算遵循的基本原理有:参考答案:能量守恒原理_化学平衡原理_质量守恒原理19.对固体火箭发动机,将一维非定常内弹道计算方程组转化为一维准定常计算方程组的假设条件之一是:参考答案:燃气密度(推进剂密度)_装药通道横截面积的增量(装药通道横截面积)_装药通道内的燃气流速(当地声速)20.火箭推进剂的假定化学式:是把1kg推进剂看成是由基本元素组成的化合物的分子式。
微型电推力器的研究与发展冯永辉;毛根旺;陈茂林;夏广庆【摘要】随着微型卫星技术的迅猛发展,为了满足微型卫星各种飞行姿态变化的任务要求,兼具功能性和高可靠性的微推进技术,特别是微型电推进技术已经成为微型卫星发展的迫切需求.近年来,自由分子流微电热推力器、射频电容耦合放电徽推力器、微射频离子推力器、微腔放电推力器、场致发射电推力器、微胶体推力器和微波激励微等离子体推力器等微型电推力器研究势头良好,已完成工程样机研制,有望于若干年内实现空间应用.%With the rapid development of micro satellite technology, the micro propulsion with high performance and high reliability is needed urgently, especially micro-electric propulsion technologies. Nearly years, a number of micro-electric propulsion technologies have been developed, such as free molecular micro-resistojet(FM-MR), radio frequency capacitive coupling discharge micro-thruster, micro cavity discharge thruster (MCDT) , micro radio Frequency Ion Thruster( RIT), Field Emission Electric Thruster( FEET) , micro-colloid thruster and microwave excited micro-plasma thruster. The engineering prototypes have been developed for these micro propulsion technologies, and its will be available for space application in several years.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)016【总页数】9页(P3924-3932)【关键词】电推力器;徽推进;微型电推进;等离子体推进【作者】冯永辉;毛根旺;陈茂林;夏广庆【作者单位】西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室,西安710072;西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室,西安710072;西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室,西安710072;大连理工大学航空航天学院,大连116024【正文语种】中文【中图分类】V439由于传统卫星研制及发射的费用相当庞大,近年来,卫星技术发展形成了一个新的趋势—微型化。
电热执行器原理电热执行器是一种利用电磁效应来控制阀门、风门、风阀等执行机构的装置。
它通过电热元件的加热来产生热量,利用热膨胀原理来推动执行机构的运动,从而实现对系统的控制。
电热执行器广泛应用于采暖、通风、空调等领域,是自动化控制系统中不可或缺的重要部件。
电热执行器的工作原理主要包括电热元件、传动机构和控制电路三个部分。
首先,电热元件受到控制信号后加热,使得其温度升高,导致热膨胀,产生一定的推力。
然后,传动机构接受到这一推力,通过连杆、齿轮等装置将热膨胀的力量转化为机械运动,从而驱动执行机构实现开启或关闭。
最后,控制电路起到控制和保护的作用,它能够接收外部信号,并根据信号的大小和方向来控制电热元件的加热时间和温度,从而实现对执行机构的精准控制。
电热执行器的工作原理基于热膨胀原理,即物体在受热时会膨胀,利用这一原理可以将电能转化为机械能,实现对执行机构的控制。
在实际应用中,电热执行器通常与温度传感器、控制器等配合使用,形成一个完整的控制系统。
当温度传感器检测到环境温度变化时,控制器会发出相应的控制信号,使电热执行器工作,从而调节执行机构的位置,实现对系统的自动控制。
电热执行器具有结构简单、响应速度快、控制精度高等优点,能够适应各种恶劣环境,并且具有良好的可靠性和稳定性。
在现代自动化控制系统中,电热执行器已经成为不可或缺的重要部件,广泛应用于各种工业生产和生活领域。
总的来说,电热执行器是一种利用电磁效应和热膨胀原理来实现对执行机构控制的装置。
它通过电热元件的加热产生热膨胀力,驱动传动机构实现机械运动,从而控制执行机构的位置。
在自动化控制系统中具有重要的应用价值,为工业生产和生活提供了便利。
电弧加热推进系统原理
电弧加热推进系统(Arcjet)是一种先进的推进技术,利用电弧产生的高温来加热和加速推进剂。
其原理主要基于热力学的基本原理,涉及到物质的加热、膨胀和推进。
以下是其工作原理的简要说明:
1. 电弧的产生:当电流通过两个电极之间的气体时,会产生电弧。
在电弧的高温下,推进剂(如氢或烃)被迅速加热至极高的温度。
2. 加热推进剂:被电弧加热的推进剂会迅速膨胀,并形成高速气流。
这个过程涉及到推进剂的加热、膨胀和加速。
3. 喷管效应:在推进系统中,这种高温高速的气流会通过一个特殊的喷管。
喷管的形状设计使得高速气流在喷管内产生低压,进而加速气流的喷射速度。
4. 反作用力推进:当高温高速的气流从喷管中喷出时,会产生强大的反作用力,推动整个系统前进。
5. 电力和推进剂供应:为了维持电弧和推进剂的供应,该系统需要一个稳定的电源和合适的推进剂供应系统。
电弧加热推进系统具有较高的推进效率,能够在短时间内提供较大的推力。
这种系统的缺点是启动和关机时可能会产生较大的应力,可能导致部件的快速磨损。
但其卓越的性能和潜力使得它成为航天领域中的重要推进技术之一。
以上内容仅供参考,如需获取更多关于电弧加热推进系统的原理,建议咨询航天领域的专家或查阅相关文献资料。
电动推进器工作原理电动推进器是一种利用电能产生推力,推动物体运动的装置。
它由电源、电动机和推进器三个主要部分组成。
电动推进器的工作原理基于法拉第电磁感应和洛伦兹力的相互作用。
一、电源电动推进器所需的电能由电源提供。
电源可以是蓄电池或者外部电源,如交流或直流电源。
对于小型电动推进器,常采用锂电池或镍氢电池作为电源,而大型推进器则通常使用外部电源。
二、电动机电动机是电动推进器的核心组件,它将电能转化为机械能。
电动机的类型有直流电动机和交流电动机两种,其中最常见的是直流电动机。
电动机由定子和转子组成,其中定子是静止的部分,而转子则可以旋转。
1. 直流电动机直流电动机是最常用于电动推进器的电动机类型。
它由永磁体和电枢绕组组成。
当电流通过电枢绕组时,会在定子的磁场中产生转矩,使转子开始旋转。
这种旋转产生的力矩将通过传动装置传递给推进器,从而产生推力。
2. 交流电动机交流电动机也可以用于电动推进器,但相对较少见。
交流电动机使用交流电源供电,并通过改变电源的频率和相位来改变转子的运动状态。
交流电动机的工作原理较为复杂,需要控制系统进行匹配和调节。
三、推进器推进器是电动推进器中与工作环境直接接触的部分,它将产生的推力传递给物体。
推进器的类型多种多样,按照工作原理可分为离心式推进器和直推推进器。
1. 离心式推进器离心式推进器利用一个或多个旋转叶片来产生推力。
当电动机带动叶片旋转时,通过离心力的作用,产生的气流或液流被迅速排出,从而产生推力。
离心式推进器通常用于航空航天、水下机器人等领域。
2. 直推推进器直推推进器通过直接排放推进物质(如气体或液体)来产生推力。
它通常由喷射器和推进剂构成。
当电动机带动喷射器喷射推进剂时,根据牛顿第三定律,喷射物质向后排出的同时,推进剂推动电动推进器向前移动,产生推力。
直推推进器广泛用于火箭、船舶等领域。
结语电动推进器是一种高效、环保、可控制的动力装置,其工作原理基于电能转化为机械能的过程。
航天推进理论基础_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.航天推进系统,也称为:答案:航天发动机2.下列有关火箭发动机总冲的描述,正确的是:答案:总冲与等效喷气速度及推进剂装药量有关。
3.下列各参数中哪个参数是燃烧产物的输运参数?答案:产物的热传导系数4.固体火箭发动机燃烧室压强随时间的变化规律通常分为以下几个阶段:答案:压强上升段、稳定工作的平衡段和压强拖尾段。
5.在固体火箭发动机设计中,侵蚀燃烧常用的判断准则之一是:答案:喉通比J值准则6.液体火箭发动机再生冷却推力室的优点之一是:答案:热损失小、对其周围热影响小7.高超声速飞行器的机身与发动机高度一体化,而对高超声速飞行器进行受力计算时,算力体系划分的主要原则是:答案:算力不重不漏8.按照助推发动机与冲压发动机的集成方式,下列有关冲压发动机的分类,正确的是:答案:非整体式冲压发动机9.下列给出的各个电推力器中,属于电热式推力器的有:答案:电阻推力器10.下列给出的各个电推力器中,属于静电式推力器的有:答案:霍尔推力器11.对于液体单组元推进剂,要求具有:答案:良好的贮存性和高的稳定性良好的抗冲击、振动、摩擦能力良好的点火及分解性能成本低、与材料相容性好、毒性小等12.在下列有关对液体火箭发动机推力室工作过程主要特点的描述中,正确的有:答案:燃烧室内的推进剂流量强度高、燃烧组织困难燃烧室工作容积的热容强度大13.从气流的压缩形式上,冲压发动机超声速进气道可分为:答案:外压式进气道内压式进气道14.火箭组合冲压发动机(RBCC)的工作模态一般包括:答案:纯火箭模态超燃冲压模态亚燃冲压模态火箭引射模态15.组成霍尔推力器的主要基本部件有:放电通道外加磁场阴极中和器16.火箭飞行器的质量数的定义是火箭飞行器的消极质量与其初始质量之比。
答案:错误17.富燃料固体推进剂主要应用于固体火箭冲压发动机和固体燃料冲压发动机。
答案:正确18.临界温度是指气体能够液化的最低温度、而临界压强是指在临界温度下使气体液化的所需要的最大压强。