01.20 再次超車,中國大功率霍爾推力器研製成功

幾乎在所有的動力領域,我們都處在落後的狀態,小到民用發動機,大到航空發動機。但還有不被大眾所關注的航天領域的動力,霍爾推力器就是這種,被廣泛的應用在航天器、衛星等方面,很長一段時間裡,只有美俄這種傳統航天強國才具備這種技術能力。

再次超車,中國大功率霍爾推力器研製成功

霍爾推力器是為航天器、衛星提供動力的,從功能上看,和發動機的作用是一樣的。但卻不借助普通燃料,而是利用氙、氡、氬、鉍、碘、鎂等元素作為推進劑,用電流、磁場的綜合作用電離這些元素產生高速離子,從而獲得推力。

這種特定的工作模式帶來的是高速度,可以做到10~80KM/秒的速度,而且結構簡單、高比衝。但最為重要的是控制精準。比如衛星調姿,並不需要大推力,但卻嚴格要求動力響應的及時和精準,稍有偏差,就會越調偏離越大,甚至使得航天器偏離預定軌道。

再次超車,中國大功率霍爾推力器研製成功

霍爾推力器最大的技術難關是如何實現大功率,相比常規的動力模式,這種推力器能夠產生的推力簡直“微乎其微”,為了能夠支持更大的航天器或更強的機動性,就需要通過大功率來實現相對更大的推力,日前,我國已經實現20KW級的霍爾推力器點火試驗,有相關信息披露100KW級的也已經通過技術驗證階段,而且相關性能超出俄美20%,一舉躍升到前沿位置,為我國衛星、探月工程等一些列航天事業提供太空動力基礎。

大功率的霍爾推力器首先能夠為航天器提供更強的機動力,按傳統認知,衛星只需要調姿維持既定軌道即可,但隨著反衛星技術的發展,讓衛星具備更強大的機動性,能夠在被翻衛星武器襲擊時,及時、快速的“閃”開,從而大大提升生存能力。在和平年代,也能夠讓航天具備更持久的動力保障,從而獲得更長的服役壽命。

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包括衛星在內的航天器可以通過太陽能獲得電力,而氙、氡、氬、鉍、碘、鎂作為推進劑不但體積小,還很“耐用”。大功率的霍爾推力器,或可讓軍用衛星全面實現戰時機動能力,使得在核心信息環節得到重要的“防護能力”。

儘管霍爾推力器的壽命問題一直是該領域研究的一大難題,但我國已經實現超過1000小時的持續工作能力,這對於航天器而言,壽命已然足夠。和離子電火箭動輒10000小時的工作壽命尚有不小差距,但更大的推力,更精準的矢量是離子電火箭無可替代的優勢。

再次超車,中國大功率霍爾推力器研製成功

當年,錢學森建議優先發展航天,一是考慮到工業基礎落後,航天比航空所需的工業配套相對要少,二是考慮到航天技術反哺航空的作用。相信隨著大推力火箭胖五的成功,已經一些列航天科技不斷衝擊世界前沿,我們的航天事業、航空工業也會獲得系統性、連貫性的長效發展。


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