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1 # Firebird
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2 # shawn25
牛頓第二定律告訴我們,任何物體只有在外力的作用下才能產生加速度,不可能自己加速。
所以任何可以運動的機械,都必須藉助外力。汽車是藉助大地的摩擦力加速的。
而飛機,火箭等就必須依靠向外噴射物質來產生加速度,這就是噴氣式發動機
目前我們用的是化學燃燒產生推理,基本原理就是燃料燃燒之後,產生大量高溫高壓的氣體,然後將高壓氣體噴射出去,從而產生加速度。
火箭的噴氣發動機略微有些不同,但是原理是一樣的。
而離子推進器,原理上其實也很簡單,就是利用噴射帶電離子空氣,而不是高溫空氣來產生加速度。
簡單的說,離子推進器,就是先把氣體電離,把帶電的氣體注入噴氣室,然後再噴氣室施加一個電場。因為電場會排斥帶電粒子,透過電場力將氣體噴射出去,從而產生推力。
也就是,電場的作用力取代了燃燒產生的高壓,向外噴氣產生加速度。
不要以為這個離子推進器是最近才發現高科技,實際上美國物理學家Harold kaufman在1959年就已經制造出了離子退進器,並且成功的進行了測試。
那麼為什麼50年前就發明了,現在還沒有大面積使用呢?
主要是因為,這種發東西產生的推力實在是太微小了,根本不具備實用價值。
當然,離子發動機仍然是未來飛機技術最靠譜的候選人。
因為實現起來相對容易,並且安靜,清潔。
對於星際旅行來說,如果採用傳統噴氣發動機,將需要攜帶非常巨量的燃料,這幾乎是不可能的。但是,離子推進氣,則大大縮小了需要攜帶的燃料量。只要有電就可以產生推力,而電力可以透過各種形式來過得,比如太陽能。
不過,相比於星際旅行,需要巨大的推力,離子推進器現階段最可能的還是應用於無人機上。
真的要實現取代噴氣發動機,恐怕還有很長的路要走。
額,至少目前甚至未來二十年內,別想離子推進應用到客機上,甚至想都別想。如果可以,則這離子得形成暴風級別才可以,動量守恆嘛。離子推進目前主要還是在航天領域探索,主要是太空沒有多大阻力(和大氣層內相比),而且有太陽能電池面板提供電源,其他的,暫時不要想大氣層內應用。