主题：我国首款牛级霍尔推进器研制成功 -- 风雪
2020-01-17 07:54
近日，航天科技集团六院801所研制的我国首款20千瓦大功率霍尔推力器成功完成点火试验，点火时间累计达8小时，点火次数超过30次。该推力器的成功研发，实现了我国霍尔电推力器推力从毫牛级向牛级的跨越。
试验过程中，推力器点火可靠，运行平稳，工作参数稳定，实测推力1牛，比冲3068秒，效率大于70%，性能指标达到国际先进水平。
据悉，该推力器在设计中采用了空心阴极中置、磁屏蔽长寿命等新技术。研制中先后攻克大电流空心阴极、轻质小型化加速器、高效热管理、高压大功率稳定放电等关键技术，具有推力大、比冲高、工作寿命长、可靠性高等特点，可为大型GEO（地球静止轨道）卫星、中型/重型全电推平台、深空探测器、地球轨道空间运输平台、太空摆渡车等航天器的轨道机动转移，在轨位保和姿态控制等任务提供高效动力支撑。
有了这个，深空探索再不是欧美的天下了，今年的火星探测器不知道会不会用上。据说，16号刚发射的我国首颗通信能力达10Gbps的低轨宽带通信卫星——银河航天首发星就用的就是电推进，中国航天科工快舟火箭硬核拜年的节奏！
什么是霍尔推力器？
霍尔推力器是一种先进的电推进装置，被广泛应用于太空计划中，尤其是火箭发射和卫星调控，霍尔推力器最常用的推进剂是氙，通俗的讲，采用了霍尔推进器的火箭相当于火箭中的“特斯拉”，但两者的技术程度有云泥之别。据悉，中国此次成功研发的牛级推力霍尔推力器，在设计中采用了空心阴级中置、磁屏蔽长寿命等技术，可以为大型地球静止轨道卫星、深空探测器、空间运输平台等航天器，提供高效的动力支撑。
更关键的是，中国此次创下的成果，之前仅美、俄、欧拥有，单次8小时连续点火、20次开关机试验、50小时在轨点火的考核成绩，比美俄欧掌握的同级霍尔推进器性能更优秀，高出至少20%，意味着中国航天在航空器新一代动力领域实现了“弯道超车”，在未来的太空探测中国更具优势，放眼近期计划，“东五”平台的建设、火星探测器的升空或许都能用上该款霍尔推力器。
俄罗斯航空专家曾表示，霍尔推力器的全面应用，可能改变现有的太空规则，人类深空远航探测的进程将大大缩减。而如今中国在该领域实现“弯道超车”，意味着下一个十年，太空探测的主力军或从美俄转变为中国独一家。
实际上，早在几十年前中国航天就开始了电推力技术的研发，也取得了丰硕的成果。2014年中国航天科技集团五院502所研发的磁聚焦霍尔推力器圆满完成性能测试，具有小羽流发散角、高比冲、高效率的特点，关键性能指标达国际一流水平，当时美国和俄罗斯还在着重研发离子推力器，难度更高的霍尔推力器一筹莫展。
2015年，航天科技六院801所在80mN霍尔推力器的空心阴极长寿命试验中突破18000小时，累计点火15000次，远超7500小时、累计点火8000次的典型任务指标要求。该所的成果使我国成为继俄、美、欧之后第四个掌握霍尔电推进技术的国家。
2016年，航天科技五院502所研制的磁聚焦霍尔电推进系统，在“实践十七号”卫星上完成了全部在轨飞行验证工作，这是世界上第一套完成在轨飞行验证的磁聚焦霍尔电推进系统。我国在轨验证的电推进系统为第二代磁聚焦霍尔推进技术，其推力密度高、结构简单、可靠度高。经在轨性能标定、单次8小时连续点火、20次开关机试验、50小时在轨点火等工况考核，该产品比冲较国际上同功率霍尔电推力器高出近20%，性能指标达到该类推力器的最高水平，标志着我国具备自主研制第二代更高性能霍尔电推进系统的能力。
除此之外，前段时间万众瞩目的“实践二十号”卫星，所采用的推力器就是中国航天科技集团五院510所研发的LIPS-300离子电推进系统。目前510所已经研制了涵盖1瓦到100千瓦的系列化电推进产品，同时掌握离子电推进和霍尔电推进两项技术。可见，中国航天更趋向于“两条腿走路”，反观美国，从此前公开的数据看，其霍尔推力器功率仅达10千瓦左右。
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嘿嘿，懒得去查美国数据到底如何了，咱们的航天有突破就是好事儿。
这玩意儿不知道未来能不能应用在磁浮车上，真正实现科幻都市的立体交通。
这个3000的比冲很吓人，比冲大约相当于1升油开多少公里，一般的煤油火箭发动机比冲才300，氢氧发动机到真空里也才400，3000等于油耗减少一个数量级。
推力就太可怜了，1牛才2两的重量，而且这已经是这种发动机的国际先进水平了，别的种类的火箭发动机都是以千牛来计算，但动量-冲量公式表明mv=Ft，力小了，可以靠增加工作时间来弥补，一般的火箭发动机工作时间以秒计算，这玩意就得工作几小时几天。但是，目前该发动机只做了8小时测试，给卫星保位之类不需要多少动量的任务应该没事，但飞火星这种可能需要连续加速几天甚至几个月的场合还需要继续测试。。。
牛级已经够用了，比卫星上带燃料用小火箭调整姿态和轨道维持要先进。
以前有颗风云二号卫星，控制芯片被空间重离子轰坏，卫星发疯似的不停调整姿态，很快就把燃料耗光，姿态还未调整过来。
几个亿的卫星就这么废了？
专家会诊，拟定方案，利用卫星上的线圈，在地球磁场的作用下，慢慢将姿态调整过来。
这颗卫星就这么抢救回来，工作了两年多时间。设计寿命肯定达不到了，但也算挽救了点损失。
利用地球磁场就能让卫星调整姿态，牛级的发动机，已经算非常大的力量了。
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累积50小时里进行了20多次开关
科普的题目、宣传的瓤子。这样不好吧
霍尔效应，不是由于洛伦兹力，电流、带电粒子流偏转形成电势差么？洛伦兹力本身不会加速离子啊
所谓两条腿走路的离子推进，就是直接用电场加速粒子，高中水平的原理。效率好、比冲好，但是推力还是小，没办法把更多的离子加速。霍尔推进器按理说是离子推进器的升级，可是怎么升级不知道。这个两条腿的说法，太“颇怕干达”了。
有霍尔了肯定是洛伦兹力，也肯定是绕圈圈，照片也的确有圈圈，但是离子的加速呢？
想到了环形离子加速器，利用洛伦兹力令离子转圈圈，转圈圈中反复通过一个电场实现累积的加速。可是粒子不是弹珠，不能找准机会撤销磁场像是大卫扔石子一样甩出去。
科普还是缺位
继续想象，就想到了大气层里的电炮武器。最初的阶段像是电热化学炮，电热化学炮中电力将一些材料（印象里是某种塑料纤维）气化、离子化，作为推动弹头的一部分手段，这就是氙气之类的离子化；继而像是电磁轨道炮，将等离子体团在导轨之间利用安培力推出去（这个似乎还没有对应的）……
您的回复实在高深看不太懂，我是刷抖音上看到一个科普新闻然后去查的来源，也就是能看懂到电子流轰击生成氙离子，后面加电场将氙离子加速然后推出去这就不知道原理了。下面这两篇文章您看看是不是能解决您的疑惑。
上面第一篇是在《航空知识》上发表同名文章的作者，看着很厉害的
。他举了欧航局的两个成功范例，都是十几、二十年前的了，那是毫牛级的应用。现在我们有了牛级的，探索火星不成问题啦。
至于民用的方面，我觉得气动管道还是太受限于设备，而且超高速状态下是否能有飞机的安全性尚未可知，将来用作货运不错。而普通人出行，我的想法可能有点异想天开了，如果能找到燃料的廉价替代品，这种小型推进器做成动力靴（好像法国人做了个背包式的推进器），在离地一两米之内行进，不再受限于公路通达，这个应该才是最理想的交通模式吧，毕竟，作为汉人修不成驾云，弄个微喷也算能告慰一下老祖宗啦
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我回帖高深个P，都是中学留下的存货
主要是我不理解没有了网屏，轴向的加速是怎么实现的，电场怎么建立的。
大气中不利用空气却非要弄火箭方式的，太不经济。大气里的飞行器都是尽量使用大直径、尽量减慢喷气速度的，典型就是从涡喷到涡扇，到螺旋桨的发展。就是喷气背包，几代下来喷管也是越来越粗
倒是想起了一个大气中的，似乎接近你的想法，叫做环形脉冲爆轰发动机，也是这么个环形的样子，能够在进气速度很大范围内（包括静止）以较高效率运行。属于未来……
其实，开车不好么……反正都未来了
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过年招惹小人了
磁约束其实原理很简单。就是磁场强度变化，就会让粒子发生偏转，进而把粒子囚禁在磁场中心区域内。
我读了一下楼上的文章，不是完全看懂。
霍尔推进器大概分为两部分
第一部分是磁约束装置，让电离粒子束缚在一个空间里。有两个磁铁线圈创造这种非均匀磁场。
第二部分是电极。加电压，给予被囚禁粒子以动能，冲出发动机。
我理解的不一定正确。