推进器大家都见过,就是一种将任何形式的能量,转化为机械能的装置。比如航空航天中常见的火箭推进器。而说到霍尔推进器,一般人恐怕不大了解。简单来说,霍尔推进器是一种结构简单,但又具备高比冲和高效率的,对基于霍尔效应所产生的等离子实施作用的电磁式推进器。美国经过长期实践,舍弃了之前研发的磁等离子推进器,转而研发前苏联主攻的霍尔推进器。这表明,霍尔推进器具有更多更好的优势。不过受限于技术实力,目前只有俄美欧中能够自行研发。
前面说过,霍尔推进器的比冲很容易做高,达到传统火箭推进器10倍以上的比冲;因此效率自然而然得到提高。虽然它的缺点是推力不大,甚至可以用小来形容。但是它可以通过利用源源不断的太阳能,来帮助卫星和航天器进行调姿、换轨等各项任务。而且航天器采用霍尔推进器后,高比冲带来的,是燃料携带量的大幅降低。这使得载重有限的航天器,使用霍尔推进器就成为其最佳的选择,同时,它也是航天器在进行星际旅行时,所采用动力系统的不二之选。
就拿采用化学燃料推进的国际空间站来说,低效率带来的是每年4吨以上的燃料消耗。如果使用霍尔推进器的话,其消耗量将降低到不足十分之一的400公斤以下。显而易见,这将节省大量昂贵的发射费用。同样要注意的一点是,燃料消耗的减少,将使得航天器能飞得更高,哦不对,是飞得更远。采用霍尔推进器,将是人类飞出太阳系的众望所归。
说了这么多,我国的霍尔推进器研发的情况又是怎样的呢?在两年前,中国首款20千瓦大功率霍尔推力器成功完成试验,完美实现了推力从毫牛级向牛级的跨越。今年我国霍尔推进器再传捷报,在兰州空间技术物理研究所,我国制造的最大功率达到105千瓦的单通道霍尔推进器——HET-450,在8小时持续测试中,最大推力达到了4.6牛,打破此前美国的3通道x3霍尔推进器所创造的,最大功率102千瓦的纪录,从而一举跻身世界先进水平行列,实现重大突破。
虽然最大推力不敌x3的5.4牛,但是HET-450以氪为工质时的最高比冲高达5100秒,比x3以氙为工质时的最高比冲约3000秒,高出了七成。在初期测试的这几项关键参数指标的对比中,国产HET-450霍尔推进器,已经实现了对美国研制的x3霍尔推进器的超越。在接下来的一系列测试中,相信HET-450将再创佳绩,做为中国人的骄傲,为中国航天事业的未来,提供强有力的技术支撑。
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