Wie Schub für eine Electric Power Systems Berechnen

Stellen Sie sich die Treibstoffrechnung für das Space Shuttle . Es ist schwer genug , um Ihr Auto 16 Liter gewöhnlichen Gas zu füllen , so vorstellen, die Kosten um ein 526.000 -Liter-Tank mit Raketentreibstoff zu füllen. Und das ist nur um einen Satelliten in die Umlaufbahn der Fähre . Einmal in der Umlaufbahn , haben Satelliten, um sich mit Jet- Kraftstoff um sie sich selbst gebracht haben . Raumfahrt ist teuer und es ist eine ständige Suche nach kostengünstiger Antriebsmittel .
Die von einem Antriebssystem erzeugte Schub ist proportional zur Masse des Treib multipliziert mit seiner Geschwindigkeit. Das heißt, ein Raumfahrzeug Senden 50 g Treibmittel sind bei 3 Meter pro Sekunde hat den gleichen Schub als eine andere Sende 25 Gramm entfernt 6 Meter pro Sekunde. Das ist die Idee hinter Elektroantrieb : Mit weniger Masse als herkömmliche Antriebssysteme, noch vertreiben es schneller . Und bringt weniger Masse in die Umlaufbahn der Erde bedeutet, die Raumsonde ist leichter, so muss es weniger teure Raketentreibstoff , um mit dem zu beginnen. Anleitung
1

die Ladung der Ionen Treib berechnen . Chemische Raketen bieten durch Mischen von zwei Verbindungen, die reagieren und Energie frei geschoben. Elektrische Antriebssysteme schaffen ihre Schub , indem Energie auf geladene Atome : Ionen . Sie können beispielsweise eine Xenon- Ionen haben könnte mit einer Ladung von +1 .
2

Bestimmen Sie die Masse des Treib Ion. Sie können die Atommasse auf einem Periodensystem zu finden ; runden sie auf die nächste ganze Zahl . Xenon , zum Beispiel, hat eine Atommasse von 131,29 , die bis 131 atomaren Masseneinheiten ( amu ) rundet .
3

Definieren Sie die Beschleunigungsspannung des elektrischen Antriebssystems . Wenn was Berechnungen für ein bestehendes System , werden Sie dies in den Systemspezifikationen finden. Wenn Sie die Gestaltung Ihrer eigenen System , haben Sie , um eine grobe Schätzung machen und sehen, wie es funktioniert. Zum Beispiel könnten Sie 2.000 Volt holen .
4

Berechnen Sie die Austrittsgeschwindigkeit eines einzelnen Ions . Dies ist die Geschwindigkeit , bei der sie das Raumfahrzeug verlässt . Geschwindigkeit = sqrt ( 2 x Spannung x Ladung /Masse ): Die Geschwindigkeit ist gegeben . Für das Beispiel :

Geschwindigkeit = sqrt ( 2 x 1000 Volt x 1,6 x 10 ^ -19 Coulomb /(131 amu x 1,66 x 10 ^ -27 kg /amu ) )
Geschwindigkeit = 38.000 m /Sekunde
5

den Schub berechnen , indem die Geschwindigkeit einer einzelnen Ionen mal die Masse aller ausgestoßenen Ionen pro Sekunde . Zum Beispiel an, Ihr Triebwerk brennt 1/10 Gramm Xenon pro Sekunde ist der Schub dann :

Schub = 0,0001 kg x 38.000 Meter /Sekunde
Schub = 3,8 Newton