發(fā)念頭是產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠,也是國(guó)人心中常年的痛。以前我國(guó)因?yàn)榛A(chǔ)薄弱、資金缺乏、正視程度不夠,導(dǎo)致發(fā)念頭行業(yè)長(zhǎng)期落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。2008年后,我國(guó)發(fā)念頭開始進(jìn)入爆發(fā)期,陸、海、空三軍開始全面裝備國(guó)產(chǎn)發(fā)念頭。目前我國(guó)已在陸軍坦克用、海軍水面艦艇/常規(guī)潛艇用發(fā)念頭上超過俄羅斯,在航空發(fā)念頭上也處于緊跟的階段。而令我們驕傲的航天人,當(dāng)然也不甘落后,我國(guó)衛(wèi)星用的具有世界提高前輩水平的LIPS-200電離子推進(jìn)發(fā)念頭,跟著實(shí)踐13號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射,也取得了成功。
我國(guó)電離子推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備
我國(guó)電離子推進(jìn)系統(tǒng)采用氙離子推力器,是把衛(wèi)星太陽(yáng)帆板轉(zhuǎn)化的電流升高到上千伏,將氙氣電離,然后將這些電離子通過加速柵極噴射而獲得推力,其燃料使用效能比常規(guī)發(fā)念頭進(jìn)步10倍。以前的衛(wèi)星使用的是常規(guī)的化學(xué)燃料,燃料重量占衛(wèi)星重量比例很大,好比一顆5噸的通訊衛(wèi)星,其燃料重量就接近3噸;而假如使用電推進(jìn)技術(shù),只需300公斤就可以了。電推進(jìn)系統(tǒng)可以大大減輕衛(wèi)星重量和體積,進(jìn)步定位精度,并延長(zhǎng)工作壽命。假如以前的衛(wèi)星發(fā)射平臺(tái)只能發(fā)射一顆通訊衛(wèi)星,則現(xiàn)在可以發(fā)射兩顆,一次發(fā)射可節(jié)省用度5000萬美元左右;而同樣體積下,則可以安裝更多的轉(zhuǎn)發(fā)器,大大進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益。
歐洲采用電推技術(shù)的SMART-1航天器
可能有人要問了,既然這發(fā)念頭這么好,我國(guó)航空發(fā)念頭可不可以用呢?目前是不可以的,由于推力太小了。航空發(fā)念頭一般推力在5-25噸范圍,也就是50-250KN范圍,而電推發(fā)念頭的推力目前只有20-200mN,也就是不到1N。這種推力也就能托起幾張紙罷了。只所以能在衛(wèi)星上使用,是由于太空為真空狀態(tài),沒有阻力,可以通過不斷加速把速度進(jìn)步到一個(gè)很高的狀態(tài)。我國(guó)目前使用的電推系統(tǒng)直徑200毫米,單臺(tái)推力40 mN,比沖3000秒,壽命達(dá)10000-15000小時(shí)。
說起來,我國(guó)電推發(fā)念頭起步并不算晚。1974年,我國(guó)提出研究電推進(jìn)技術(shù)的構(gòu)想;1978年,由航天510所研制的我國(guó)第一臺(tái)新型電離子推進(jìn)發(fā)念頭試驗(yàn)機(jī),獲得國(guó)家科技提高一等獎(jiǎng)。但在隨后的20來年里,由于缺乏項(xiàng)目的支持,該技術(shù)一直處于缺乏經(jīng)費(fèi)的狀態(tài)。這屬于時(shí)代的悲劇,良多時(shí)候無可奈何。與此有相似狀況甚至更慘的還有航空發(fā)念頭、大型運(yùn)輸機(jī)、核潛艇等聞名的項(xiàng)目。但該所領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚,相信這項(xiàng)技術(shù)會(huì)有廣闊的應(yīng)用遠(yuǎn)景,所以節(jié)衣縮食擠出經(jīng)費(fèi),保證了研究步隊(duì)不散、研究項(xiàng)目不斷。時(shí)至本日,歷經(jīng)43年,整整3代人,終于迎來了春天,結(jié)出了碩果。航天人是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,與航空的太行發(fā)念頭因試驗(yàn)時(shí)間太短造成定型后泛起大量題目不同,該所以為,航天是高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè),所以他們要確保萬無一失。該所經(jīng)理先容,LIPS-200電離子推進(jìn)發(fā)念頭前后經(jīng)歷了12000小時(shí)的試驗(yàn),于2012年在“實(shí)踐9號(hào)”上的第一次試飛中就取得了成功。
電推進(jìn)技術(shù)無疑具有廣闊的遠(yuǎn)景,但因?yàn)槟壳巴屏π。瑔渭円蕾囯娡苼韺?shí)現(xiàn)軌道轉(zhuǎn)移需要時(shí)間較長(zhǎng),所以目前國(guó)際上主要采用混合動(dòng)力技術(shù),就是在進(jìn)入軌道前用常規(guī)燃料發(fā)念頭,保持軌道運(yùn)行用電推發(fā)念頭。我國(guó)實(shí)踐13號(hào)衛(wèi)星使用的也是這種方式。但使用全電推無疑是未來的大趨勢(shì),美國(guó)在2015年已經(jīng)成功使用了全電推技術(shù)。我國(guó)的全電推技術(shù)也在快速發(fā)展中,將于2020年開始使用,其推力也將變得更大。
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