第十八章 离子推动

    18.离子推动

    离子推动，或者叫等离子体推动，是一种极其先进的喷气推动方式，它与常规喷气推动不同的是，它喷出的是带电的离子气体，离子气体依靠强电场加速后向后喷出，它的喷气速度超过每秒四十千米，而常规喷气推动喷出的是中性气体，依靠气体燃烧产生的热能膨胀向后喷出，它的喷气速度不会超过每秒四千米。

    由于喷气速度的巨大差异，所以相比于常规喷气推动，离子推动显示出巨大的优越性，同样质量的燃料，它能产生至少十倍于常规喷气推动产生的动量。

    在所有物质中，氙气是最容易等离子体化的，所以一般的离子推动均选用氙气作为燃料，氙离子发动机的原理很简单，就是氙气离子化后，转换成为带正负电荷的离子，这两种混杂在一起的离子经过分离、净化，分别通过不同的电场加速后向后喷出，以使飞行器获得改变速度的推力。

    原理虽然简单，实际设计出来却难，目前为止，只有美国、日本两国拥有实际应用的发动机，它被安装在进行深空探测的星际飞行器上，用以推动飞行器变轨飞行。

    不过，这种发动机目前也不是没有问题，由于技术的限制，它喷气速度虽高，喷出的气体的质量却尤其少，这致使它获得的推力也非常小，只有几牛顿，这直接导致它在近地空间由于地球引力的影响而无法用作动力飞行，到目前为止，还没有哪一种导弹装配的是这种离子发动机。

    北华大学是超一流大学，拥有最先进的实验和研究手段，在这里，江伟如鱼得水，没日没夜的泡在离子推动实验室里，进行离子推进技术的基础性研究，研究气体的离子化、分离、净化、电场加速、离子约束等问题。

    他日复一日的在实验室中辛勤的劳作着，他的研究终于有了很大的进展，在气体的离子化率上、在大量混杂阴阳离子的分离上、在短距离加速强电场的产生上、在屏蔽离子通讯上，他都取得了很大的发现和进展。

    他向施教授汇报着他的研究进展和发现，他说道：“在提高氙气离子化率、大规模混杂阴阳离子的分离、净化和强电场短距离强加速技术方面，我已经有所进展和发现，我想，我们不仅可以设计出小推力的离子发动机，这种所谓的小推力，其实也远大于目前美日两国已有的用于星际航行的氙离子发动机的推力，我们还可以设计出大推力的离子发动机，如果不考虑氙气的离子化率问题，离子发动机的推力可以做得超大，较之美日目前已有的氙离子发动机，推力可以成百上千倍的增加。”

    施教授问道：“小推力离子发动机，可以用于飞行器深空探测、星际飞行，如美日等国一样，大推力离子发动机你打算用在哪儿？超大推力的你又打算用在哪儿？你这是发现走在了需求前面，这种情况通常很少见。”

    江伟答道：“大推力离子发动机可以用于导弹推进上面，正如冲压发动机可以使导弹达到三到四倍的音速，超燃发动机可以使导弹达到五到六倍的音速，大推力离子发动机可以使导弹达到七到八倍的音速，至于超大推力的离子发动机，则用于再入大气层一类的大型弹道导弹上，它可以用这类导弹的收尾速度达到二十马赫，远高于目前的七八马赫。”

    施教授惊诧不已，问道：“小推力离子发动机自不必说，技术难度小，加以时日，它总会研制成功，但是大推力和超大推力离子发动机却是第一次听说，请详述其难点。”

    江伟说道：“大推力离子发动机的难点在于气体的离子化上，现在目前的离子发动机，通常采用氙气作为燃料，但是用于导弹的离子发动机，不能采用氙气，要采用氮气或者氧气，因为大气中这两种气体最多，导弹在飞行中，可以很方便的吸入，但是这两种气体的离子化难度远大于氙气，尤其是快速大量的离子化上，技术上还存在不小的难度；至于超大推力的离子发动机，它的技术难点在于大量阴阳离子的快速分离上，弹道导弹再入时，周围的火光全是等离子体气体，它可以方便的吸入，但是如此大量的等离子体气体，如何... -->>
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