第135章 火箭發射計劃
第135章 火箭發射計劃
姜凡的想法來自一部電影，漫威電影中就有一座空基航母。
漫威里的空基航母非常變態，只需要幾個大風扇就能讓航母垂直升空，這有些不科學。
他也不打算用這樣的方式。
他打算用離子引擎。
離子引擎就是使用電離氣體作為推進劑的飛船推進設備，與太陽帆一道，都屬於電推進家族，它也是性能最好、最成熟的電推進系統。
離子引擎最大的優點當然是高效。
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由於離子流的噴射速度比化學推進劑快很多，離子引擎每消耗單位質量的燃料，可以產生10倍於傳統推進設備的推力。
所以Deep Space 1隻攜帶了81.5千克的氙推進劑，就可以進行20個月的飛行，這對於化學推進劑來說簡直是不可想像的。
另外離子引擎本身較小的質量和體積也可以說是其一大優點。
Deep Space 1的離子引擎只有約8公斤重，直徑也只有約40厘米，如此無疑節約了探測器上有限的空間。
質量小，體積小對太空飛行器是一個巨大的優點。
對姜凡更是一個好消息！！！
離子引擎未來可期啊！
太空飛行器上造那么小是為了節省空間，但在地面上不用如此。
他可以將離子引擎造得大一點。
而且只要他取得了相應的學分，就可以兌換離子引擎技術！
離子引擎技術也是一個可以拿出去的技術！
離子引擎的原理很簡單，運轉的首要條件就是製造離子氣體。
這通常需要由電子槍來完成，管狀陰極發出的電子束被射入經磁化的電離室，與充在室中的氣體原子碰撞，令原子電離成一價正離子。
電離室的另一端裝有一對金屬網，網上加有上千伏的電壓，可將離子加速到每秒30米的速度，並從尾部排出，形成離子束，由此產生推力。
在這一點上，離子推進技術與傳統的化學推進技術一致：推力都是靠噴射物質產生的，只是令物質噴出的方式不同而已。
至於電子槍的電源，一般由飛船的太陽能電池板充當即可，這樣的結構被稱為太陽能——電推進系統，至今為止採用離子引擎的幾項任務都使用此系統。
現在有了百能石墨烯電池和高吸能太陽能板，這套系統更加的先進了。
當然想讓離子引擎正常工作，還有個疑難問題必須解決：引擎持續噴射出正離子束，會將帶有負電的電子留在其中，這就形成了引擎中強大的負電場，嚴重阻礙了正離子的繼續排出，電子積累足夠多的話，甚至會將排出的正離子再吸引回來。
解決此問題的方案是在噴射離子的排氣網附近再安裝一支電子槍作為電中和器，持續向離子束中注入電子，既可以中和離子束，又避免了引擎過度帶電。
不過離子引擎並不像化學推進引擎那樣能在短時間內產生強大的推力，所以它並不適合作為運載火箭的發動機或其他需要很大加速度的場合。
但離子引擎適合作為空基飛行器的引擎！！
現在引擎技術發展得不錯。
最早的離子引擎於1960年左右由NASA研究中心製成，但之後一直處於試驗階段，1998年，彗星探測器「深空1號」首次將離子引擎作為主力推進系統應用在深空飛行。
NASA的最新一代離子推進器的功率達到7KW，而華夏的電推力器的功率達到1KW至5KW量級。
有資料表明，華夏完成了大功率推力器的關鍵技術攻關，空間技術研究院完成50千瓦量級的離子推進器。
家用汽車的馬力一般在100-150匹之間，一馬力對應的功率是0.735KW。
現在離子引擎的功率已經有68匹了。
所以離子引擎已經可以用在汽車上了。
如果單單考慮單引擎的功率，或許離子引擎不怎麼樣！
但離子引擎還比發動機輕，比發動機小！
8公斤重、40厘米大小，這樣的引擎完全可以多裝幾個。
當然離子引擎耗的是電，裝多了對電池是一個嚴峻的考驗。
本來離子引擎的推進器在地面上並不實用，但現在姜凡在電池技術方面取得了重大的突破，讓離子推進器成為實用的技術。
而且百能石墨烯電池比航天燃料更有優勢。
一立方米的百能石墨烯電池的儲電量是15000kwh。
一度電的熱量是3600KJ，也就是說一噸重的百能石墨烯電池有54000000KJ的能量。
他查過航天燃料的熱量。
N2H4常用作航天燃料，也稱聯氨或無水肼，可做火箭推進劑或燃料電池。
它的低位發熱量（熱值）為19412.500KJ/kg（千焦/公斤），完全燃燒釋放的能量：
N2H4+O2=N2+2H2O；
釋放熱量△H=624KJ/mol（約合19412.500KJ/kg）
也就是一噸重的航天燃料為19412500KJ。
另外百能石墨烯電池是千層餅的結構，一立方米的百能石墨烯電池其實只有0.3kg。
對火箭發射來說，主要計算的是重量，按照比例，同等重量的百能石墨烯電池能量是航天燃料的十倍。
要知道石墨烯的導電性非常好，是矽的140倍，以石墨烯為基礎製造出來的電池可以保證大功率離子引擎的運行，也就是說百能石墨烯電池可以替代航天燃料。
一番計算下來，只要離子引擎的數量夠多，就能推動空基航母升空。
根據查詢相關公開信息顯示，最先進的噴氣式飛機的發動機功率約為11萬千瓦。
嗯，以華夏目前的技術，需要2200個離子引擎才相當於最先進的噴氣式飛機。
姜凡無奈的搖搖頭，兩千多個離子引擎，數量太多了，離子引擎需要他出手改進啊！
他在心底琢磨了一下離子引擎技術，這樣的技術還不能用在空基航母上，空基發射火箭的計劃只能暫緩。
還是先使用現有技術吧！
他抬頭，看著喬國進說道：「先用傳統手段發射十顆通訊衛星上去。」
「剩下的衛星我看看能不能改進一下發射系統。」
喬國進點點頭，表示同意，以現在的技術水平，十顆通訊衛星已經夠搭建衛星手機的通訊網絡了。
至於姜凡打算改進火箭發射系統，他只能閉口不言。
按照常理，姜凡一個人是無法改進火箭發射系統的。
但姜凡有過百能石墨烯電池和高吸能太陽能板的先例，他現在不敢質疑。
（還有更新耶）