第135章  火箭发射计划

        姜凡的想法来自一部电影，漫威电影中就有一座空基航母。

        漫威里的空基航母非常变态，只需要几个大风扇就能让航母垂直升空，这有些不科学。

        他也不打算用这样的方式。

        他打算用离子引擎。

        离子引擎就是使用电离气体作为推进剂的飞船推进设备，与太阳帆一道，都属于电推进家族，它也是性能最好、最成熟的电推进系统。

        离子引擎最大的优点当然是高效。

        由于离子流的喷射速度比化学推进剂快很多，离子引擎每消耗单位质量的燃料，可以产生10倍于传统推进设备的推力。

        所以Deep  Space  1只携带了81.5千克的氙推进剂，就可以进行20个月的飞行，这对于化学推进剂来说简直是不可想象的。

        另外离子引擎本身较小的质量和体积也可以说是其一大优点。

        Deep  Space  1的离子引擎只有约8公斤重，直径也只有约40厘米，如此无疑节约了探测器上有限的空间。

        质量小，体积小对航天器是一个巨大的优点。

        对姜凡更是一个好消息！！！

        离子引擎未来可期啊！

        航天器上造那么小是为了节省空间，但在地面上不用如此。

        他可以将离子引擎造得大一点。

        而且只要他取得了相应的学分，就可以兑换离子引擎技术！

        离子引擎技术也是一个可以拿出去的技术！

        离子引擎的原理很简单，运转的首要条件就是制造离子气体。

        这通常需要由电子枪来完成，管状阴极发出的电子束被射入经磁化的电离室，与充在室中的气体原子碰撞，令原子电离成一价正离子。

        电离室的另一端装有一对金属网，网上加有上千伏的电压，可将离子加速到每秒30米的速度，并从尾部排出，形成离子束，由此产生推力。

        在这一点上，离子推进技术与传统的化学推进技术一致：推力都是靠喷射物质产生的，只是令物质喷出的方式不同而已。

        至于电子枪的电源，一般由飞船的太阳能电池板充当即可，这样的结构被称为太阳能——电推进系统，至今为止采用离子引擎的几项任务都使用此系统。

        现在有了百能石墨烯电池和高吸能太阳能板，这套系统更加的先进了。

        当然想让离子引擎正常工作，还有个疑难问题必须解决：引擎持续喷射出正离子束，会将带有负电的电子留在其中，这就形成了引擎中强大的负电场，严重阻碍了正离子的继续排出，电子积累足够多的话，甚至会将排出的正离子再吸引回来。

        解决此问题的方案是在喷射离子的排气网附近再安装一支电子枪作为电中和器，持续向离子束中注入电子，既可以中和离子束，又避免了引擎过度带电。

        不过离子引擎并不像化学推进引擎那样能在短时间内产生强大的推力，所以它并不适合作为运载火箭的发动机或其他需要很大加速度的场合。

        但离子引擎适合作为空基飞行器的引擎！！

        现在引擎技术发展得不错。

        最早的离子引擎于1960年左右由NASA研究中心制成，但之后一直处于试验阶段，1998年，彗星探测器“深空1号”首次将离子引擎作为主力推进系统应用在深空飞行。

        NASA的最新一代离子推进器的功率达到7KW，而华夏的电推力器的功率达到1KW至5KW量级。

        有资料表明，华夏完成了大功率推力器的关键技术攻关，空间技术研究院完成50千瓦量级的离子推进器。

        家用汽车的马力一般在100-150匹之间，一马力对应的功率是0.735KW。

        现在离子引擎的功率已经有68匹了。

        <div  class="contentadv">        所以离子引擎已经可以用在汽车上了。

        如果单单考虑单引擎的功率，或许离子引擎不怎么样！

        但离子引擎还比发动机轻，比发动机小！

        8公斤重、40厘米大小，这样的引擎完全可以多装几个。

        当然离子引擎耗的是电，装多了对电池是一个严峻的考验。

        本来离子引擎的推进器在地面上并不实用，但现在姜凡在电池技术方面取得了重大的突破，让离子推进器成为实用的技术。

        而且百能石墨烯电池比航天燃料更有优势。

        一立方米的百能石墨烯电池的储电量是15000kwh。

        一度电的热量是3600KJ，也就是说一吨重的百能石墨烯电池有54000000KJ的能量。

        他查过航天燃料的热量。

        N2H4常用作航天燃料，也称联氨或无水肼，可做火箭推进剂或燃料电池。

        它的低位发热量（热值）为19412.500KJ/kg（千焦/公斤），完全燃烧释放的能量：

        N2H4+O2=N2+2H2O；

        释放热量△H=624KJ/mol（约合19412.500KJ/kg）

        也就是一吨重的航天燃料为19412500KJ。

        另外百能石墨烯电池是千层饼的结构，一立方米的百能石墨烯电池其实只有0.3kg。

        对火箭发射来说，主要计算的是重量，按照比例，同等重量的百能石墨烯电池能量是航天燃料的十倍。

        要知道石墨烯的导电性非常好，是硅的140倍，以石墨烯为基础制造出来的电池可以保证大功率离子引擎的运行，也就是说百能石墨烯电池可以替代航天燃料。

        一番计算下来，只要离子引擎的数量够多，就能推动空基航母升空。

        根据查询相关公开信息显示，最先进的喷气式飞机的发动机功率约为11万千瓦。

        嗯，以华夏目前的技术，需要2200个离子引擎才相当于最先进的喷气式飞机。

        姜凡无奈的摇摇头，两千多个离子引擎，数量太多了，离子引擎需要他出手改进啊！

        他在心底琢磨了一下离子引擎技术，这样的技术还不能用在空基航母上，空基发射火箭的计划只能暂缓。

        还是先使用现有技术吧！

        他抬头，看着乔国进说道：“先用传统手段发射十颗通讯卫星上去。”

        “剩下的卫星我看看能不能改进一下发射系统。”

        乔国进点点头，表示同意，以现在的技术水平，十颗通讯卫星已经够搭建卫星手机的通讯网络了。

        至于姜凡打算改进火箭发射系统，他只能闭口不言。

        按照常理，姜凡一个人是无法改进火箭发射系统的。

        但姜凡有过百能石墨烯电池和高吸能太阳能板的先例，他现在不敢质疑。


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