离子发动机一般用在太阳能电火箭发动机上,工作介质则是通过太阳能转换成的电能予以加热的方式或这种电能产生的静电场、电磁场的

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/05/22 18:55:01

离子发动机一般用在太阳能电火箭发动机上,工作介质则是通过太阳能转换成的电能予以加热的方式或这种电能产生的静电场、电磁场的作用获得动能来实现反作用推进的.
概括起来说,就是利用太阳能引发的电磁场对载流等离子体产生罗伦兹力的原理,使处于中性的等离子状态的工作介质加速以产生推力.
首先,宇宙外层空间存在电磁场吗?物体的运动都是在作用力和反作用力的相互作用下才产生初始的动能,进而运动的.如果宇宙外层空间不普遍存在静电场、电磁场,那么即使离子发动机自身产生了静电场、电磁场,那么它又作用于谁进而产生动能?
应该怎么理解离子发动机的原理?

个人见解,仅供参考.
如果宇宙存在磁场的话,那么磁场存在的位置肯定是接近一颗产生磁场的星体,不论是行星还是恒星.其它距离产生磁场的星体空间磁场应该是相当微弱可以忽略的.
离子发动机再先进也是火箭发动机,依然不能“免俗”.本质上还是外高速喷射了一定量物质而产生了反推力.其精妙的地方是使工作物质加速的方式：
第一步,制造带电粒子.
有了太阳能,电不是问题.于是有两种方法制造离子.
一是给携带的惰性气体加热（一般是氙,个头最大的惰性气体.）使其呈等离子态,原子与部分电子分离,带正电.
另外的方法是制造一个放电室（大概类似制造臭氧的那种）,里面充满了横冲直撞的电子.置入工作物质（惰性气体）接受电子的轰击,使其与一些电子分离而带正电.
第二步,给正粒子加速.
宇宙中即便有电场磁场也不好控制,不便使用,何况多数情况小的可忽略.所以,使用太阳能发电机提供的电能产生静电场和电磁场给带电粒子加速.静电场能给正粒子以电力线方向的推力,加上磁场,可以给正粒子一些小小的偏移.这些电磁原理不必细说.总之,静电场和磁场经过一段距离的加速给予带电粒子足够的动能.（回顾一下阴极管显示器的原理,你就知道了.显示器发射的是电子,因为只要轰击银屏即可.而这次我们发射的是电离了的惰性气体,不抛点“重”物,咋获得反推力呢?）
第三步,把许许多多获得动能的正粒子结成离子束,通过小孔喷射出去,以获得反推力.这部分和正常火箭发动机没什么两样.只是两者力量差的悬殊.离子发动机喷射的工作物质相对比较慢也比较少,因此获得的反推力也不大,使飞行器获得的加速度也不大.不过,已经很不错了.不管怎么说,携带工作物质不多,用得还是廉价的太阳能.给飞行器造成的载荷也不大,也很划算了.
最后一步,把电子搜集起来,送给已经被加速的带电粒子束——飞行器把带正电的粒子都喷了,自己剩下许多电子,太空里还没法接地,所以只能这样了.要不然自己就成了带负电的飞行器了.不定出啥事呢.

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