19 扩展(2/2)
忍受的温度是有极限的。这就是限制喷气发动机提高速度的关键所在了。
所以就算采用了更高效的电加热方式,也是一样的。
这就要说明第三种方案的优越性了。尽管看不明白梦想设计的模型,但王石还是明白其中的一些道理的。
一般的离子发动机也被通俗地称为电火箭,它与普遍使用的液体火箭、固体火箭等化学火箭有所不同,是靠电能工作,而非化学能。
化学火箭发动机的推进剂把化学能转变为热能,经过喷管的气动热力加速,再转化为喷射燃气流的动能来产生推力。而电火箭发动机的工作介质则是通过电能予以加热的方式或这种电能产生的静电场、电磁场的作用获得动能来实现反作用推进的。
离子发动机的最大缺点是推重比太小,其推力只相当于一张纸对于你的手的压力,显然这样的发动机无法让飞船和探测器脱离地球的重力场,也无法携带大的负载。
但这个缺点却被这种发动机在太空中的表现弥补了,由于它优越的比冲量,它最终能把传统的化学火箭远远抛在身后。
换句话说,就是尽管传统的火箭发动机有更高的推重比,但是却以很低的比冲量把燃料在很短的时间内消耗光;而现在的离子发动机能持续运转几月甚至数年,这样,尽管推力小,但能通过长时间的积累达到更高的总冲量,并最终达到更高的速度。
而实际上,梦想为了同时提高推重比和比冲量,在构造上也完成了重新构建。
它的燃烧室不再是一个单纯的耐高温腔室,而是通过构造一个磁瓶容器来作为燃烧室。磁瓶的构造脱胎于托卡马克装置,这能让燃烧室内的温度到达上百万度。
通过外加的磁场开启或者关闭瓶口,输入原料,导通电流加热,并通过聚束效应约束这些等离子体不至于扩散,然后导出这些等离子体,通过电场和磁场的聚焦成束,直接高速喷射出去,以获得推力,或者高级一点,将这些等离子体用电场再次加速后进行喷射,以获得更高的推重比和比冲量。
在整个过程中,由于高温等离子体从头到尾都没有与现实材料进行过接触,所以它可要被加热到极高的温度。由于磁瓶的开闭是一个循环,所以实际上,梦想设计的方案是以脉冲的方式进行工作的。
梦想的方案这算是初步的,它的扩展方案对王石更有吸引力,梦想在电场加速部分中的一个,甚至设计了回旋加速的方案。尽管王石已经出来混好多年了,但是回旋加速器的大名还是不会忘记的。它可是能把物质加速到接近光速的玩意儿。
当然,回旋加速肯定是没有必要的。但是经过电场加速后,推重比超过一般化学火箭却不在话下。
王石翻转着离子发动机模型,由于磁瓶和相当多的构造要用到超导体来产生超强磁场,整个模型的最小体积也被限制死了。按照模型标注的尺寸,王石伸手比划了一下,大概有一个拳头的大小,呈扁圆状。
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