离子引擎英文解释翻译、离子引擎的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 ion engine
分词翻译:
离子的英语翻译:
ion
【化】 ion
【医】 ion
引擎的英语翻译:
engine
【医】 engine
专业解析
离子引擎(Ion Engine)是一种基于电离气体加速原理的航天器推进技术,其英文对应术语为"Ion Thruster"或"Electrostatic Propulsion System"。该装置通过施加电场使推进剂(如氙气)电离生成离子,再利用电磁场加速带电粒子产生反作用推力。
核心工作原理包含三阶段:
- 电离过程:中性气体原子(如氙)在放电室中与电子碰撞形成正离子,符合公式:
$$
Xe + e^- rightarrow Xe^+ + 2e^-
$$
- 离子加速:栅极间强电场(通常达10 V/m量级)加速离子至30-50 km/s高速喷出,推力遵循公式:
$$
F = dot{m}v_e
$$
其中$dot{m}$为质量流量,$v_e$为排气速度(NASA数据最高达210,000 km/h)。
- 电子中和:向喷流注入电子防止航天器电荷积累。
应用领域覆盖深空探测与卫星轨道维持:
- NASA黎明号探测器使用NSTAR离子推进系统完成灶神星与谷神星探测(2007-2018)
- 日本隼鸟号探测器通过μ10离子引擎实现小行星采样返回
- 欧洲太空局GOCE卫星运用离子引擎维持超低地球轨道
性能特征对比传统化学推进:
- 比冲高达3,000-10,000秒(化学引擎约450秒)
- 推力范围20-250毫牛,适合长期微调轨道
- 推进剂利用效率提升10倍以上(JAXA实验数据)
(参考资料:NASA推进实验室技术文档、JPL空间推进系统白皮书、《航天器电推进原理》高等教育出版社)
网络扩展解释
离子引擎(Ion Engine)是一种利用电离气体作为推进剂的电推进系统,主要应用于航天器和深空探测器。以下是其核心要点:
1.基本定义
离子引擎属于电推进技术的一种,通过电离气体(如氙气)产生离子,并用电场加速这些离子形成高速喷射流,从而产生推力。其显著特点是高燃料效率和长周期稳定运行,但推力较小()。
2.工作原理
- 电离过程:气体(如氙)进入电离室后,通过电子枪或磁场作用被电离成带正电的离子和自由电子()。
- 加速阶段:高压电场(通常上千伏)对离子进行加速,使其以每秒数万米的速度从引擎尾部喷出()。
- 电荷中和:喷出离子束时,需通过另一支电子枪向喷射流注入电子,防止航天器带电失衡()。
3.技术发展
- 早期应用:1960年NASA首次研发离子引擎,1998年“深空1号”探测器首次将其作为主力推进系统()。
- 功率提升:NASA新一代离子引擎功率达7kW,中国相关技术达到1-5kW量级()。
- 创新设计:如DS4G引擎采用四栅格分阶段加速,使离子速度达21万米/秒,燃料效率提升4倍()。
4.优缺点对比
优点 |
缺点 |
燃料效率高(比化学引擎高10倍以上) |
推力微弱(通常为毫牛级) |
适合长期任务(如深空探测) |
需要长时间加速累积速度 |
结构紧凑,维护需求低 |
依赖稳定电源(如太阳能) |
5.应用场景
- 深空探测:如欧洲SMART-1月球探测器和NASA的深空任务()。
- 卫星轨道调整:用于地球轨道卫星的位置保持和姿态控制。
如需进一步了解技术参数或历史案例,可参考来源(NASA技术)和(DS4G引擎设计)。
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