离子发动机（等离子表面处理机的原理）

　　离子发动机（等离子表面处理机的原理）美国国家航天局与密歇根大学合作，共同研发了一款名叫X3的离子推进器，这款离子推进器打破了最大功率和最大推力的记录！
　　NASA这次推出的这款X3离子推进器，直径80厘米，重230公斤，设计最大功率达200千瓦。之前，NASA的工程师在测试中打破了几项离子推进器的记录，产生的推力达5.4牛顿，打破了此前3.3牛顿的记。，运行电流为250安培，是原记录112安培的两倍多，并且以102千瓦的功率运行，稍高于此前的98千瓦。
　　离子推进器，也叫离子发动机，具有推力小、效率高、比冲高等特点，是空间电推技术的一种，广泛应用于卫星、航天器的飞行、变轨及位置保持等。其原理是先将气态介质（最常用的是疝气）电离，并在强电场作用下将离子加速喷出，以获得反作用力作为动力，推动航天器姿态或者轨道转移。
　　虽然电推的推力很小，技术目前最强的离子推进器，也还不如一个儿童的力气大，因此要靠电火箭将卫星带离地面，是远远不够的，还得靠使用化学推进剂的火箭。不过在太空中，几乎没有引力和主力的情况下，那就大大不同了。在太空中一个物体，你吹一口气，都可能改变它运动轨迹。所以，包括离子推进器在内的电推进器，太空就是它们的主场。
　　相对喷射速度只有几千米每秒的化学推进器，电推进器喷出速度可达15～80千米/秒，因此电推具有很高的比冲性能。所谓的比冲，就是发动机单位流量的燃料产生的推力，如果燃料流量为1千克/秒，产生的推力为1000千克，那么比冲就是1000千克/（1千克/秒）=1000秒。因此，使用电推进器的航天器，只要携带十分之一化学燃料的重量，就可以获得一样的冲量，而且航天器还可以为＂瘦身＂。化学火箭最快以5公里每秒的速度上升，而霍尔推进器的速度可达每秒40公里，在时间上，使用电推进器航天器也能节省很多时间。深空探索，登陆火星，电推进器是一个解决燃料问题的极好方案。
　　电推进器主要分成三大类，如下：
　　1、电热式：其中电热式主要是利用电弧加热电离气体，并且将其加速喷出，比冲为700～1000秒；
　　2、静电式：静电式则是利用栅极提取阳离子，然后利用加速电场将其加速，比冲为8500～20000秒；
　　3、电磁式：主要有霍尔推进器和磁等离子体推进器两种。霍尔推进器是基于霍尔效应产生正交场放电形成等离子体，然后利用静电场对离子加速而利用磁场约束电子运动。而磁等离子体推进器则是利用脉冲放电的方法使得推进剂电离然后利用洛伦兹力对其加速，电磁式推进器比冲为5000～25000秒。
　　电推技术最先提出的是现代火箭之父——美国的罗伯特·戈达德，他于1906年提出用电能加速带电粒子产生推力的设想，并于1916年实验成功。1960年后，美国和苏联在这个领域进行了大量的研究，并进行了多次空间实验。但是美国和苏联走了不同两条道路，美国是主攻离子推进器，而苏联则是偏向霍尔推进器（也叫稳态等离子推进器，与离子推进器原理一样，都是靠电场对离子加速，但是结构上不一样）。世界上第一个使用离子推进器的卫星，就是美国在1997年发射的＂深空1号＂探测器，而霍尔推进器1972年就被苏联应用到＂流星-1＂气象卫星上。
　　90年代，美国看到霍尔传感器的前景，在收罗一批苏联专家后，在这个领域一举超越俄罗斯取得世界领先的地位。到目前为止，世界上已经有超过数百个航天器使用电推技术了，包括我国在2012年就在实践9号卫星上使用了离子推进器。
　　目前比较成熟的电推技术主要是静电式和电磁式，美国波音公司和日本卫星主要采用静电式推力器中的电子轰击式离子推力器；美国劳拉、洛马和欧洲泰雷兹-阿莱尼亚、空客等公司主要采用霍尔推力器。
　　X3推进器取得突破后，有专家表示，在飞船上安装3台X3霍尔传感器，就可以将人送到火星。X3项目负责人Alec Gallimore也表示，离子推进器只需十分之一的燃料，其航程就能与化学火箭相当，这将有望在20年内将人类送上火星。虽然这个速度还是很惊人的，不过对于spacex的马斯克可能就不是这么认为，马斯克甚至认为18年内才将人送到火星他都是不能接受。他最初的计划是2024年将人送到火星，不过目前看来，这个时间已经无法实现了。
　　前段时间我国霍尔推进器突破牛级后，媒体上一片欢呼，自媒体更是震惊美国，外国纷纷折服，弯道超车，改变太空规则，甚至还一骑绝尘，搞得不明就里的读者真以为我们世界第一了。其实，在电推研究领域，美国处于领先的地位，但是俄罗斯、日本、德国以及中国在世界上也处于先进行列，这是目前世界上这个领域的真实情况。
　　不盲目自大，也不要妄自菲薄，向着目标，低调前进。人生要取得成功，就像安装了离子推进器的航天，默默的、孤独的向着目标飞去，直到它达到目标，才会惊艳的展现于世人！
　　了解更多