離子引擎英文解釋翻譯、離子引擎的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 ion engine
分詞翻譯:
離子的英語翻譯:
ion
【化】 ion
【醫】 ion
引擎的英語翻譯:
engine
【醫】 engine
專業解析
離子引擎(Ion Engine)是一種基于電離氣體加速原理的航天器推進技術,其英文對應術語為"Ion Thruster"或"Electrostatic Propulsion System"。該裝置通過施加電場使推進劑(如氙氣)電離生成離子,再利用電磁場加速帶電粒子産生反作用推力。
核心工作原理包含三階段:
- 電離過程:中性氣體原子(如氙)在放電室中與電子碰撞形成正離子,符合公式:
$$
Xe + e^- rightarrow Xe^+ + 2e^-
$$
- 離子加速:栅極間強電場(通常達10 V/m量級)加速離子至30-50 km/s高速噴出,推力遵循公式:
$$
F = dot{m}v_e
$$
其中$dot{m}$為質量流量,$v_e$為排氣速度(NASA數據最高達210,000 km/h)。
- 電子中和:向噴流注入電子防止航天器電荷積累。
應用領域覆蓋深空探測與衛星軌道維持:
- NASA黎明號探測器使用NSTAR離子推進系統完成竈神星與谷神星探測(2007-2018)
- 日本隼鳥號探測器通過μ10離子引擎實現小行星采樣返回
- 歐洲太空局GOCE衛星運用離子引擎維持超低地球軌道
性能特征對比傳統化學推進:
- 比沖高達3,000-10,000秒(化學引擎約450秒)
- 推力範圍20-250毫牛,適合長期微調軌道
- 推進劑利用效率提升10倍以上(JAXA實驗數據)
(參考資料:NASA推進實驗室技術文檔、JPL空間推進系統白皮書、《航天器電推進原理》高等教育出版社)
網絡擴展解釋
離子引擎(Ion Engine)是一種利用電離氣體作為推進劑的電推進系統,主要應用于航天器和深空探測器。以下是其核心要點:
1.基本定義
離子引擎屬于電推進技術的一種,通過電離氣體(如氙氣)産生離子,并用電場加速這些離子形成高速噴射流,從而産生推力。其顯著特點是高燃料效率和長周期穩定運行,但推力較小()。
2.工作原理
- 電離過程:氣體(如氙)進入電離室後,通過電子槍或磁場作用被電離成帶正電的離子和自由電子()。
- 加速階段:高壓電場(通常上千伏)對離子進行加速,使其以每秒數萬米的速度從引擎尾部噴出()。
- 電荷中和:噴出離子束時,需通過另一支電子槍向噴射流注入電子,防止航天器帶電失衡()。
3.技術發展
- 早期應用:1960年NASA首次研發離子引擎,1998年“深空1號”探測器首次将其作為主力推進系統()。
- 功率提升:NASA新一代離子引擎功率達7kW,中國相關技術達到1-5kW量級()。
- 創新設計:如DS4G引擎采用四栅格分階段加速,使離子速度達21萬米/秒,燃料效率提升4倍()。
4.優缺點對比
優點 |
缺點 |
燃料效率高(比化學引擎高10倍以上) |
推力微弱(通常為毫牛級) |
適合長期任務(如深空探測) |
需要長時間加速累積速度 |
結構緊湊,維護需求低 |
依賴穩定電源(如太陽能) |
5.應用場景
- 深空探測:如歐洲SMART-1月球探測器和NASA的深空任務()。
- 衛星軌道調整:用于地球軌道衛星的位置保持和姿态控制。
如需進一步了解技術參數或曆史案例,可參考來源(NASA技術)和(DS4G引擎設計)。
分類
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