Πώς να υπολογίσετε Ώθηση για Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας

Φανταστείτε το νομοσχέδιο καυσίμων για το Διαστημικό Λεωφορείο . Είναι αρκετά δύσκολο να γεμίσει το αυτοκίνητό σας με 16 γαλόνια το συνηθισμένο αέριο , οπότε φανταστείτε το κόστος για να γεμίσει μια δεξαμενή 526.000 γαλονιών με καύσιμο πυραύλων . Και αυτό είναι μόνο για να το πορθμείο ένα δορυφόρο σε τροχιά . Μόλις σε τροχιά , οι δορυφόροι πρέπει να jet ίδιοι γύρω με καύσιμα που έχουμε οι ίδιοι έφεραν . Το διαστημικό ταξίδι είναι ακριβό και υπάρχει μια συνεχής αναζήτηση για λιγότερο δαπανηρά μέσα πρόωσης .

Η ώθηση που παράγεται από ένα σύστημα πρόωσης είναι ανάλογη με τη μάζα του προωθητικού πολλαπλασιάζεται με την ταχύτητα του. Δηλαδή, ένα διαστημικό σκάφος στέλνοντας 50 γραμμάρια προωθητικού μακριά σε 3 μέτρα ανά δευτερόλεπτο έχει την ίδια ώση ως άλλη αποστολή 25 γραμμάρια μακριά σε 6 μέτρα ανά δευτερόλεπτο . Αυτή είναι η ιδέα πίσω από την ηλεκτροκίνηση : Χρησιμοποιήστε μικρότερη μάζα από τα παραδοσιακά συστήματα πρόωσης , ακόμα αποβάλει πιο γρήγορα. Και φέρνοντας μικρότερη μάζα σε τροχιά της Γης σημαίνει ότι το διαστημόπλοιο είναι ελαφρύτερο , έτσι ώστε να χρειάζεται λιγότερο ακριβά καύσιμα πυραύλων στο να αρχίσει με . Οδηγίες
Η 1

Υπολογίστε την επιβάρυνση των ιόντων προωθητικό . Χημικοί πύραυλοι παρέχουν ώθηση από την ανάμειξη δύο ενώσεις που αντιδρούν και την απελευθέρωση ενέργειας . Τα ηλεκτρικά συστήματα πρόωσης δημιουργούν τους ώθηση με την προσθήκη ενέργειας φορτισμένα άτομα : Ίωνες. Για παράδειγμα , θα μπορούσατε να έχετε ένα ιόν xenon με χρέωση +1 . 2

Καθορίστε τη μάζα του ιόντος προωθητικό σας . Μπορείτε να βρείτε την ατομική μάζα σε ένα περιοδικό πίνακα ? στρογγυλοποιεί στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό . Xenon , για παράδειγμα , έχει μια ατομική μάζα 131,29, το οποίο στρογγυλοποιείται σε 131 μονάδες ατομικής μάζας ( amu ) .
Εικόνων 3

Ορίστε την επιτάχυνση της τάσης του ηλεκτρικού συστήματος πρόωσης σας . Αν κάνει τους υπολογισμούς για ένα υφιστάμενο σύστημα , θα βρείτε αυτό στις προδιαγραφές του συστήματος . Εάν σχεδιάζετε το δικό σας σύστημα , θα πρέπει να κάνει μια guesstimate και να δούμε πώς λειτουργεί . Για παράδειγμα , θα μπορούσατε να επιλέξετε 2.000 βολτ .
Η 4

Υπολογίστε την ταχύτητα εξόδου ενός ιόντος. Αυτή είναι η ταχύτητα με την οποία εξέρχεται από το διαστημόπλοιο . Η ταχύτητα δίνεται από : ταχύτητα = sqrt ( 2 x x τάσης φόρτισης /μάζα ) . Για παράδειγμα :

ταχύτητα = sqrt ( 2 x 1000 βολτ x 1.6 x 10 ^ -19 coulombs /( 131 amu x 1.66 x 10 ^ -27 kg /amu ) )
ταχύτητα = 38.000 μέτρα /δευτερόλεπτο
5

Υπολογίστε την ώθηση πολλαπλασιάζοντας την ταχύτητα ενός ενιαίου φορές ιόντων, η μάζα όλων των ιόντων που εξάγονται ανά δευτερόλεπτο. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε πλώρης σας καίει 1/10 του γραμμαρίου xenon ανά δευτερόλεπτο , η ουσία είναι η συνέχεια :

ώση = .0001 kg x 38.000 μέτρα /δευτερόλεπτο ώθηση
= 3,8 Νιούτον


εικόνων