Derin alanın vakumlarında verimli bir şekilde çalışabilmek için motorlar, havacılık mühendisliğindeki en zorlu sorunlardan birini temsil eder.Aktif uçuş veya fırlatma araçları için tasarlanmış motorlar, herhangi bir ortam oksijeni yakmaya, doğrudan güneş ışığı ve derin bir gölge arasında aşırı ısıya dayanıklı ve yüksek bir hava radyasyonuna dayanmalıdır. Bu kısıtlamalar, temel olarak kendi karasal yeniliklerine dayanan, egzotik yakıtlara güvenmek için, elektrik alanlarına veya nükleer reaksiyonlara dayanmak için mümkün olan her türlü güç kaynağının gelişimini ve her türlü kritik durumu tanımlamak için mümkün olan her türlü güçten farklı bir şekilde hareket eder.

Deep Space'in Vakumu: Çevre Meydanları

“Uzmanlık alanı” kelimesi yanıltıcı derecede basittir. Yakın Dünya yörüngesinde, atmosferel bir basınç zaten Dünya'nın deniz seviyesindeki basıncın milyarın üzerindedir, ancak gerçek derin bir alan – o kadar sert ki, vakumlu aşırı vakumlama sorunlarının koruyucu balonu bir şekilde yapılır.Bu, doğrudan ısıtılmadan, ısıtılmadan, ısıtılabilen ısıtılmalara ve yüksek gerilimlere güvenmelidir.

Basınç ve Sıcaklık Extremes

Derin bir alanda, basınç sıfıra yaklaştı, ancak sıcaklık daha karmaşık bir hikayedir. Doğrudan güneş ışığında, uzay aracı yüzeyi 120°C'yi geçebilir, bir gezegenin gölgesinde veya bir güneş koruyucusunun arkasındaki sıcaklık sıcaklıkları da yönetebilir - 200 °C. Bu, motor bileşenleri üzerinde muazzam bir termal stres taşır, bu aşırı ısıtıcıları ısıtmalıdır, ki bu aşırı ısı değiştiricileri için dolaşıma girmeli veya genişleyen ısı değiştiricileri ile ısıtmalıdır.

Radyasyon Çevresi

Dünya'nın koruyucu manyetik alanının ötesinde, galaktik kozmik ışınları ve güneş enerjik partikülleri zararlı bir radyasyon ortamı yaratır. Bu radyasyon, elektronik, alternatif malzeme özellikleri ve tek icatların kontrol sistemlerindeki üzgünlüğe neden olabilir.For engines based on sensitive elektrik components – örneğin, elektrik işleme birimleri – sertleştirilmiş elektronik ve kalkanlar önemlidir.

Mikrogravity ve Etkileri

Mikrogravity complicates perant management. geleneksel bir roket motorunda, pompalar yakıtı ve oksiter olarak baskı yapıyor, ancak uzayda, krigen sıvıları, kabarcıkları ve stratejik olmayan cihazları, mekanik pistonlar, veya sıvı tanklar için, yakıtın yükleyicisi gibi güvenilir bir şekilde depolanıyor.

Propulsion Systems Deep Space için Tasarlanmış

Derin uzay araştırmalarının taleplerini karşılamak için çeşitli ayrı tahrik teknolojileri geliştirildi.Her biri itikat, özel dürtü ( yakıt verimliliği ölçü), güç gereksinimleri ve karmaşıklığı. Misyon planlayıcıları gerekli olan sistemi, ücret yükü kütlesine ve görev süresine göre seçer.

Elektrikli Taht Sistemleri: Ion ve Hall Thrusters

Elektrikli tahrik (EP) sistemleri, yüksek egzoz ve uzaylar için elektriksel enerji kullanır. [FONT) ve NASA Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) gibi, yüksek gerilimli sistemlerde kullanılan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan 300 ila 450 saniyeye kadar - yüksek çözünürlükte 300 saniyeye kadar - daha düşük, ancak, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte hıza sahip olan yüksek çözünürlükte hıza sahiptir.

Nükleer Termal Proaktif

Nükleer ısıtımı (NTP) bir nükleer fission reaktörü bir pervanant ısıtıcı ısıtmak için kullanır - genellikle hidrojen - aşırı sıcaklıklar (2500 ila 3.000 K) bir nozul olmadan önce, bu yaklaşım yüksek itme (aslıtlı roketlere karşı) birleştirir ve egzozlar radyoaktiftir - uzayda hızlı bir şekilde fırlatılabilir.

Güneş Yelkenleri ve Alternatif Kavramlar

[FONT:0)Solar yelkenler [Dönderler: 0,4] Güneşten gelen fotonların ivmesini kullanarak, 2010 yılında ortaya çıkan büyük, ultra-en reflektif bir yelken (sıratıcı bir ışık) ve NASA'nın NEA İzni, Güneş'in son derece zayıf bir şekilde yüzeysel olarak yüzeysel bir şekilde yüzeysel olarak, güneş ışığının altındaki yüzeysel bir yörüngede bulunması için bir deniz yüzeyinin (düşük) yoğun olduğu için, güneş ışığının yüksek çözünürlükte olduğu gibi yüksek çözünürlükte olduğu gibi yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde yüksek çözünürlükte bulunan bir güneş ışığı sağlar.

Uzay Motorları için kritik tasarım dikkate alınır

Derin bir uzay için bir motor performans, kütle, güvenilirlik ve maliyet içerir. Aşağıdaki düşünceler her tasarıma merkezidir.

Yakıt Verimliliği ve Özel Impulse

[FONT=0]Specific dürtü[[Dönetici:0)) uzayın temel ölçütleri veya nükleer enerji kaynaklarına göre toplam dürtü olarak tanımlandırılır.En derin uzay görevleri için, yüksek IspİLİZCE:2rockt denklemi[Döneticileri değiştir], elektrik iterleri, iki katın üzerinde sabit bir şekilde sabitlenmiş olan ve kimyasal enerjik bir şekilde sabitlenmiş olan bir şekilde sabitlenebilir.

Vakum Yönetimi

Uzayın vakumunda, ısıyı reddetmenin tek yolu termal radyasyon ile ilgilidir. Tüm motor bileşenleri atık ısısı yaratır - itkirden kendi, güç elektronik veya reaktörden uzaklaştırılır. Dikkatli bir termal tasarım olmadan, sıcaklıklar malzeme limitlerinin ötesine geçebilir.

Radyasyon Sertleştirme ve Shielding

Motorun kontrol sistemindeki elektronik bileşenler, yıllar boyunca sık sık sık sık rastlanan kodlar ve saatler için kompozitler için, reaktörün kendisi, patlayıcıların ve kumarların geri kalanının gerektirdiği bir gölge kalkanı oluşturabilir.

Malzeme Seçimi ve Durability

Uzay motorları için malzeme, enerjik iyonlardan (örneğin elektrik iterleri), oksidasyondan uzak durmalı (toplayıcılar, hatta vakumda bile), ve termal bisiklet yorulmaları için. ion iterleri için, hızlandırıcı ızgaralar, kompozitler ve seramik-metalik matriksler bu talepleri karşılamak için yapılır.Afırdak için tüm malzemeler aynı zamanda büyük miktarda optik alanı test etmek için gerekli olan düşük maliyetliliğe de ihtiyaç duyar.

Yenilik ve Mevcut Araştırma

Uzayda yatırım hızı, ticari uzay girişimleri, hükümet programları ve akademik araştırmalar tarafından hızlanıyor. Bazı alanlarda, bir sonraki derin uzay motorlarının nesli için özel bir söz veriyor.

Gelişmiş Ion ve Hall Thrusters

NASA'nın İZMİRT:0)NEXT-C (NASA Evolutionary Xenon Thruster – Ticari) programı, yüksek güç seviyeleri ile 7 kilovat (100 kW) yükleyici bir şekilde çalışır ve Aerojet Rocketdyne gibi şirketlerde kanıtlanmış bir gelişmedir (UTD:2XRS200[D) ve araştırma merkezlerinin yüksek güç seviyesine doğru iterler.

Nükleer Elektrikli Taht

Elektrikli iterlerle bir fission reaktörü birleştirmek nükleer elektrik tahrik reaktörünü (NEP) verir ve bu da yıllar boyunca yüksek Isp (2,000 saniye) ve sürekli itikat sağlar. NASA'nın 03:0,Kilopower), küçük bir fission reaktörü 10 kilovata kadar üretebilir ve 100 kW'a kadar olan kavramlar insan Mars'taki güçlü seyahat çalışmaları için çalışmalarından dolayı NASA'nın gözetimi için inceleyebilir.

In-Situ Resource Utilization (ISRU) for Propellants

Yerel kaynaklardan yakıtın azaltılması – Ay veya Martian regolith'den su almak ve hidrojene ve oksijene bölünmesi gibi – Dünya'dan başlatılması gereken yakıt miktarı büyük ölçüde azaltılabilir.Su buzulları Ay'da ve Mars'tan gelen polenler, derin uzayın ötesinde, ISRU'nun kimyasal roketleri veya elektrik iticileri (enerji plazması ile) ilerleyebilir.

Motor bileşenleri için eklenmiş üretim

3D baskı, motor parçalarının üretimini devrime sokuyor, yapısal bütünlüğü korumak için karmaşık geometrilere izin veriyor. İmalatçılar için, katkı maddeleri üretimi, optimum sıcaklık alaşımlarının ve seramiklerin kullanımını azaltan temeller, yüksek ısıtıcı ve elektronlar için daha etkili bir şekilde genişletilebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Derin alanın vakumlanmasında kullanılan motorlar, her tahrik sistemi, olağanüstü güç ve meydan okumaları benimsemeye isteklidir. yüksek verimlilikten, yüzeysel dönüşümlere karşı çok fazla sıcaklık turuna karşı çok iyi bir şekilde dengeler sağlar. Gelişmiş elektrikçilerde, nükleer elektrik tahrik sistemi, ISRU'ya yönelik görevlerin yerine getirilmesi için devam eder.