陈诺仔细追念关于离子发动机的信息。
离子发动机,又称离子推进器。
简朴理解就是先把燃料电离形成等离子体,因为离子带电荷,可以通过电场栅板形成电磁场进行加速,类似电磁炮般喷出去。
因为是电磁加速,燃料的喷射速度会很快,轻而易举就能到达数十千米每秒,效率比化学燃料强的不是一点半点。
但离子推进器存在三个问题,一个就是静电积累,另一个就是高速离子对栅板质料的侵蚀,最后就是单元喷射质量。
静电积累形象点比喻,燃料就像是一对情侣,电离就即是把这对情侣拆分成电子和离子。
原本情侣在一起的时候,情感浓郁,电荷平衡。
现在被拆分成电子和离子,离子还用电场加速喷射出去了。
那么剩下的负电电子就会如怨女旷夫般在设备内积累,当积累到一定水平,静电效应就会影响设备的运转。
而被喷射出去的离子,这也不想跟自己的电子离开,因为电荷效应,哪怕被喷射出去,这也会想尽措施,找尽时机重新黏在飞船外貌,进一步加大飞船的电场不平衡,拖慢飞船的速度。
不外这个问题解决起来并不难,只要把离开的电子收集出来,在离子被喷射出去之后,再把电子也喷出去中和,放飞这一对对的情侣就行了。
静电问题好解决,但高速离子对质料的侵蚀,这就不行制止了。
用来加速离子的栅板,形象点比喻就是一块块带孔洞的面板,通电之后,离子就会被加速通过孔洞喷射出去,但因为离子带电荷的侵蚀,再加上高速撞击的破碎,栅板往往坚持不了太长的时间就会GG。
最后的喷射质量,这又是离子推进器的另一个泪点。
如果把化学燃料推进器比作海啸漫灌,那么离子推进器就是童子撒尿。
一台液氢液氧火箭发动机,几分钟就可以烧光几千吨的燃料,而一台离子推进器事情一天,消耗的燃料也就一百来克。
虽然离子喷射速度快,但量小也不顶饱啊。
这一个毛病导致单台离子发动机的推力,往往就只有几十毫牛,换算成质量就是几克,带一张A4纸飞都勉强。
“动量守恒,在深空,推力和加速会不停积累,离子发动机第三个问题影响不大。
一台的推力不够,一万台,百万台总够了。
走生物科技路线的文明,最喜欢的就是爆量。
真正难题是第二个,使用离子发动机本质是节省燃料,让深空航行的飞船不用百分之九十九都是燃料。
但如果加速离子的栅板经常被侵蚀的话,这无疑会极大损耗飞船的资源。
看来要想使用离子推进器,只能考虑霍尔推进器的结构......”
陈诺分析着离子推进器的技术利弊,霍尔推进器,本质也是离子推进器,只不外是利用了霍尔效应。
霍尔效应:电流在磁场中通过时,电子或离子就会横向移动,导致导体间有个横向的电势差。
因为电子和离子带的电荷差异,这样当电子和离子混在一起的时候,霍尔效应就能把它们离开,磁场再直接进行加速。
这样的设计,等同于把原先电离的结构和加速结构合并到一起,舍弃了容易被侵蚀的栅板加速结构。
确定要研究的离子推进器类型,陈诺就投入到专心研究培育历程。
“推进器的前置科技都已经点亮,霍尔推进器的磁圈磁极,这凭据切割磁感线小家伙的天然设计就行,给磁场通入电流,这就再接入一个发电模块。
生物进化科技的魅力就是技术兼容性MAX,细胞层面没问题,基因层面不瓦解,种种功效模块和结构设计,你想怎么组合就怎么组合......”
生物进化虽然有许多毛病,好比质料刚性、质料强度、质料极限、质料细微精密度等都比不上真正的金属质料陶瓷质料。
不外陈诺看来,生物进化的技术兼容性、制造成本、制造便利性这三点就可以掩盖所有缺点。
制作发动机,工业机械科技体系需要在盘算机模拟了又模拟,最后确定了模型就开始调整生产线,制造零部件组装,实际运行时,发现有新的问题,这又要再次模拟革新。
而生物进化科技,这生物功效模块,可以直接在实际运行的历程调整结构,哪里不行调哪里,重复优化试错最终就能获得最优解。
技术兼容性,因为技术不是进化出的特殊细胞结构,就是某种生物器官功效获得结构增强。
这样只要具备基础质料,具备了基础的技术,剩下的高级应用陈诺就能跟搭积木那般搭建出来。
搭建出来的功效模块还都支持“热拔插”,哪个模块不需要,细胞就可以直接自我死亡,把营养和能量释放出来让来其他模块。
制造便利性更别说了,人类科技还需要送制造好的卫星上天,而陈诺只需要送一坨原质料物质上天,想要什么功效等到了太空直接培育。
“多个电磁模块并联,获得的磁场终于满足霍尔推进器的需求,电流强度也足够了。
为了淘汰内电阻发生的热量积累,影响细胞功效的运转,整个推进器内部还集成了冷却循环管道,这样最终完成的推进器......
“等离子束喷射速度38千米每秒,发生推力......额,103毫牛!”
花了两个月的时间,实验了上千种结构,运行微调不下数万次,终于,陈诺用自己现阶段进化出来的种种生物功效模块,改良组装出一台霍尔推进器。
一台微波炉巨细,离子喷射速度到达惊人的38千米每秒,但推力却只有103毫牛的霍尔推进器。
103毫牛,换算一下就是10.5克,这个推力也只有在无重力的太空才气使用,在星球内情况那只是自我感动的份。
虽然,动量守恒,因为推力太小,这个霍尔推进器的食量也很低。
一天的时间,只需要123.6克的燃料。
比还在不停升空往空间站输送物质,一秒就烧四吨五吨燃料的火箭,无疑称得上是小胃口。
“不外,因为内电阻的损耗,另有电离和加速的需求,这台霍尔推进器的功率却凌驾两千瓦,快要三匹的马力。
三匹马力的功率,推力却只有10.3克,只能滋滋小水枪,生物超导质料必须要提上日程。”
“超导.....”
看着喷射出幽蓝色光线,美伦美央的霍尔推进器,陈诺盘算一番对方的功率消耗,心里忍不住摇头。
超导,这是曾经横在人类科技前面最大的一块拦路石,如果不例外,这也会是陈诺以后需要面对的一个壁障。
虽然生物进化文明走的是跟机械工业文明纷歧样的技术路线,但两者实际也是殊途同归,属于对宇宙规则和四大基本力差异的理解和应用。
既然是殊途同归,那么「理论决定了科技的上限,质料决定了科技的极限」这一句话,同样也适用于陈诺。
凿开超导质料这一块拦路石,核聚变、高速电磁炮,高能激光等就有实现的基础。
凿不开,文明就要被锁死在核聚变之下,终其一生只能在一个个星系之间蛙跳,而无法进行一场真正的远航。
看着远处咆哮着冲天而起,往太空运送物资的火箭,陈诺抬头看向遥远的太空:“凭据太阳系的遗迹推测,人类消失之前,文明已经在收罗气态行星的资源,可控核聚变想必已经突破,常温超导技术或许率已经攻克。
等离开地球,探寻人类遗迹时,说不定就能找到一丝进化的启发。
另外另有生物原子能技术,原子能技术不突破,全部的进化生命就只能继续使用低效的化学能。
很快就要离开地球,离开太阳系。
如果遭遇恶意的外星文明,单凭化学反映的能量效率,基础就支撑不了一场大规模的战争,同时也支撑不了大规模的生物培育进化。
这样一算,离开地球了也是一堆的事情。
或许这也是从无到有进化出一个文明,一小我私家开创全部科技的毛病,解决一个问题,更多的问题就冒出来。
路漫漫其修远兮啊......”