面向深空任务的电磁桨推力器设计

doi:10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0073

中国空间科学技术 ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (5): 17-.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0073

面向深空任务的电磁桨推力器设计

侍行剑, 孙克新, 祝竺, 孙凯鹏, 廖鹤

海卫星工程研究所，上海201109

收稿日期:2017-05-02 修回日期:2017-08-10 出版日期:2017-10-25 发布日期:2017-09-12

Designofanelectromagneticpropellerfordeepspacemissions

SHI Xing-Jian, SUN Ke-Xin, ZHU Zhu, SUN Kai-Peng, LIAO He

ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai201109，China

Received:2017-05-02 Revised:2017-08-10 Published:2017-10-25 Online:2017-09-12

摘要/Abstract

摘要： 为解决深空任务需要大量推进工质的问题，提出了一种电磁桨推力器的概念，以恒星际等离子体为工质，利用带电粒子在正交匀强电场和磁场中的电漂移效应，产生对航天器的推力。根据带电粒子的漂移速度，分非相对论和相对论两种情况，推导了电磁桨推力器的推力公式，分析了电磁桨推力器的设计约束条件，并针对星际航行和无拖曳控制任务，结合实际工程技术水平，设计了初步电磁桨推力器方案和试验验证方案。计算结果表明，使用上述电磁桨推力器方案的航天器无需携带任何工质，在星际航行中每年可以得到1056m/s速度增量。

关键词: 电推进, 等离子体, 电漂移, 星际, 相对论效应

Abstract: Tosolvethemassivepropellantproblemfordeepspacemissions，theconceptofanelectromagneticpropellerwasproposed.Theinterstellarplasmawasusedaspropellant，andtheelectricdrifteffectwithorthogonalanduniformelectricfieldandmagneticfieldwasusedtoproducethethrust.Dependingontheplasmadriftvelocity，theformulaoftheelectromagneticpropellerwasderivedinthenonrelativisticcaseandtherelativisticcase.Therestrictionofelectromagneticpropellerdesignwasanalyzed.Theelectromagneticpropellerschemeanddemonstrationexperimentsweredesignedfordeepspaceanddragfreecontrolmissionswithpracticalengineeringlevel.Astheresultofcalculation，carryingnopropellant，theelectromagneticpropellerdesigncouldobtain1056m/sspeedincrementperyearontheinterstellartravel.

Key words: electricpropulsion, plasma, electricdrift, interstellar, relativisticeffect

侍行剑, 孙克新, 祝竺, 孙凯鹏, 廖鹤. 面向深空任务的电磁桨推力器设计[J]. 中国空间科学技术, 2017, 37(5): 17-.

SHI Xing-Jian, SUN Ke-Xin, ZHU Zhu, SUN Kai-Peng, LIAO He. Designofanelectromagneticpropellerfordeepspacemissions[J]. Chinese Space Science and Technology, 2017, 37(5): 17-.

导出引用管理器 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

链接本文: https://journal26.magtechjournal.com/kjkxjs/CN/10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0073

https://journal26.magtechjournal.com/kjkxjs/CN/Y2017/V37/I5/17

[1]	孙斌, 黄才, 龙吟, 丁凯, 刁伟鹤, 张慧雯. 返回式航天器动态等离子体低频电磁波信道特性研究[J]. 中国空间科学技术, 2024, 44(5): 155-165.
[2]	吴辰宸, 耿海, 王紫桐, 李得天. 地月及深空探测先进电推进技术的发展[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(5): 13-23.
[3]	陈泽煜, 王瑞, 崔万照. 航天器微波部件微放电诱导低气压来源分析[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(4): 35-42.
[4]	徐宗琦, 田雷超, 王平阳, 华志伟, 杭观荣. 磁屏尺寸对霍尔推力器性能影响的仿真研究[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(4): 43-51.
[5]	信志平, 谷志茹, 王超, 蒋远大, 胡久松. 离子电推进系统电源处理单元的数字化设计[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(3): 73-80.
[6]	刘祺, 毛威, 胡鹏, 魏延明, 扈延林, 李永, 边炳秀, 刘旭辉. 高精度霍尔电推进技术的应用与发展研究[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(2): 1-15.
[7]	王帅, 刘向阳, 赵子靖, 郭浩然, 耿金越, 沈岩, 王宁飞. 微阴极电弧推力器羽流探针诊断研究[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(2): 47-54.
[8]	董宜承, 王伟宗, 张金瑞, 齐岳, 闫家启. 基于等离子体磁壳的行星探测器制动机理研究[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(6): 35-45.
[9]	张元哲, 韩先伟, 杨振宇, 鲁海峰, 谭畅. 碘工质射频离子推力器栅极系统束流特性仿真[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(6): 115-124.
[10]	张潞鹏, 杨鑫, 苌磊, 徐倩, 周海山, 罗广南. 空间电推进的推力测量方法研究现状[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(3): 25-38.
[11]	喻明浩, 邱泽洋. 飞行器大气再入过程中黑障缓解方法综述[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(2): 1-12.
[12]	王珏, 王敏, 郭婷婷, 仲小清, 温正, 魏鑫. 利用并联氙气瓶温差补偿航天器质心偏移的可行性研究[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(2): 39-45.
[13]	刘辉, 王尚胜, 于达仁, 赵明煊, 郑思远, 陈野. 空间引力波探测微牛电推进寿命评估研究现状[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(5): 10-20.
[14]	陈新伟, 顾左, 高俊, 郭宁, 王尚民, 赵勇, 冯杰, 史楷, 蒲彦旭, 李贺. LHT40低功率霍尔推力器放电特性试验[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(5): 65-74.
[15]	孙江宏, 孙素蓉, 王海兴, 马弢. 微等离子体转化二氧化碳发射光谱诊断[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(4): 32-40.

面向深空任务的电磁桨推力器设计

Designofanelectromagneticpropellerfordeepspacemissions

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价