第二十一章 霍尔推进器,超导难题,原子能难题(1/2)
陈诺仔细回想关于离子发动机的信息。
离子发动机,又称离子推进器。
简单理解就是先把燃料电离形成等离子体,因为离子带电荷,可以通过电场栅板形成电磁场进行加速,类似电磁炮般喷出去。
因为是电磁加速,燃料的喷射速度会很快,轻而易举就能达到数十千米每秒,效率比化学燃料强的不是一点半点。
但离子推进器存在三个问题,一个就是静电积累,另一个就是高速离子对栅板材料的侵蚀,最后就是单位喷射质量。
静电积累形象点比喻,燃料就像是一对情侣,电离就等于把这对情侣拆分成电子和离子。
原本情侣在一起的时候,感情浓郁,电荷平衡。
现在被拆分成电子和离子,离子还用电场加速喷射出去了。
那么剩下的负电电子就会如怨女旷夫般在设备内积累,当积累到一定程度,静电效应就会影响设备的运转。
而被喷射出去的离子,这也不想跟自己的电子分开,因为电荷效应,哪怕被喷射出去,这也会想尽办法,找尽机会重新黏在飞船表面,进一步加大飞船的电场不平衡,拖慢飞船的速度。
不过这个问题解决起来并不难,只要把分开的电子收集出来,在离子被喷射出去之后,再把电子也喷出去中和,放飞这一对对的情侣就行了。
静电问题好解决,但高速离子对材料的侵蚀,这就不可避免了。
用来加速离子的栅板,形象点比喻就是一块块带孔洞的面板,通电之后,离子就会被加速通过孔洞喷射出去,但因为离子带电荷的侵蚀,再加上高速撞击的破碎,栅板往往坚持不了太长的时间就会GG。
最后的喷射质量,这又是离子推进器的另一个泪点。
如果把化学燃料推进器比作海啸漫灌,那么离子推进器就是童子撒尿。
一台液氢液氧火箭发动机,几分钟就可以烧光几千吨的燃料,而一台离子推进器工作一天,消耗的燃料也就一百来克。
虽然离子喷射速度快,但量小也不顶饱啊。
这一个弊端导致单台离子发动机的推力,往往就只有几十毫牛,换算成质量就是几克,带一张A4纸飞都勉强。
“动量守恒,在深空,推力和加速会不断积累,离子发动机第三个问题影响不大。
一台的推力不够,一万台,百万台总够了。
走生物科技路线的文明,最喜欢的就是爆量。
真正难题是第二个,使用离子发动机本质是节省燃料,让深空航行的飞船不用百分之九十九都是燃料。
但如果加速离子的栅板经常被侵蚀的话,这无疑会极大损耗飞船的资源。
看来要想使用离子推进器,只能考虑霍尔推进器的构造......”
陈诺分析着离子推进器的技术利弊,霍尔推进器,本质也是离子推进器,只不过是利用了霍尔效应。
霍尔效应:电流在磁场中通过时,电子或离子就会横向移动,导致导体间有个横向的电势差。
因为电子和离子带的电荷不同,这样当电子和离子混在一起的时候,霍尔效应就能把它们分开,磁场再直接进行加速。
这样的设计,等同于把原先电离的结构和加速结构合并到一起,舍弃了容易被侵蚀的栅板加速结构。
确定要研究的离子推进器类型,陈诺就投入到专心研究培育过程。
“推进器的前置科技都已经点亮,霍尔推进器的磁圈磁极,这按照切割磁感线小家伙的天然设计就行,给磁场通入电流,这就再接入一个发电模块。
生物进化科技的魅力就是技术兼容性MAX,细胞层面没问题,基因层面不崩溃,各种功能模块和结构设计,你想怎么组合就怎么组合......”
生物进化虽然有很多弊端,比如材料刚性、材料强度、材料极限、材料细微精密度等都比不上真正的金属材料陶瓷材料。
不过陈诺看来,生物进化的技术兼容性、制造成本、制造便利性这三点就可以掩盖所有缺点。
建造发动机,工业机械科技体系需要在计算机模拟了又模拟,最后确定了模型就开始调整生产线,制造零部件组装,实际运行时,发现有新的问题,这又要再次模拟改进。
而生物进化科技,这生物功能模块,可以直接在实际运行的过程调整结构,哪里不行调哪里,反复优化试错最终就能得到最优解。
技术兼容性,因为技术不是进化出的特殊细胞结构,就是某种生物器官功能得到结构加强。
这样只要具备基础材料,具备了基础的技术,剩下的高级应用陈诺就能跟搭积木那般搭建出来。
搭建出来的功能模块还都支持“热拔插”,哪个模块不需要,细胞就可以直接自我死亡,把营养
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