第449章 大载荷电磁推进系统的难题
在和翁筠宗聊过后，徐川便迅速找到了负责日常事务管理的温远航，麻烦他帮忙安排一下和天宫空间站的总设计师杨弘院士的见面。
对于徐川交代的事情，温远航自然相当重视，迅速联络了科技蔀那边，通过科学技术蔀联络上了杨弘院士，然后安排好了的相关的行程。
徐川也没耽搁时间，在行程确定后随即坐高铁来到了九泉航天基地。
在这里，他见到了天宫空间站的总设计师杨弘院士。这是一位约莫五十岁出头的中老年男子，个子并不是很高，但看起来却相当精悍。
整个人的风格颇有点不像是科研人员，倒像是工地上打螺丝的工人的感觉。
“徐院士，欢迎欢迎~”
因为有了科学技术蔀那边事先的沟通，杨弘院士今天下午便在办公室中专门等待着，在徐川到来后，他热情的笑着起身握了握手，打了个招呼。
“杨院士，您好，冒昧前来打扰您的工作了。”徐川礼貌的微笑着打了个招呼。
“嗐，这是哪里的话，徐院士您可是咱们国家的大功臣，来来来，快先请坐。”杨弘热情的招呼道，亲自烧水泡茶。
端着一杯清茶，两人寒暄了几句后，徐川亦直接切入了正题：“杨院士，这次过来打扰您，主要是有些关于电磁推进方面的问题想和你咨询了解一下。”
天宫空间站是华国载人航天工程“三步走”发展战略中的重要目标，目前还处于建造阶段，而这位杨总设计的工作自然很忙，能抽出些时间来和他进行其他的工作的交流也很不容易。
“请说。”见聊起正事，杨弘也收敛起了脸上的笑容，认真的对待起来。
“是这样的，我想咨询了解一下，如果说在能提供百万千瓦时的电能的情况下，有什么适宜的电推进发动机技术能做到百吨级别的运载能力吗？”
听到这个问题，杨弘皱眉思索了起来。
过了一会，他抬起头摇了摇头，回道：“难，或者说几乎没有。”
微微顿了顿，这位杨院士接着道：“其实在航天技术上，除了化学燃料，我们也一直在积极寻找替代性空间动力来源，以使航天发射和航天器在轨运行更高效、更经济。”
“然而就目前的技术来看，化学燃料在大气层内依旧是我们唯一的选择。”
“至于电推进，老实说，目前的电推进，除了能在外太空供卫星和空间站用用外，在大气层内，它连一颗鸡蛋都推不起来。”
“就拿我这边研发的应用于天宫空间站的霍尔推进单元来说，它的设计是het-5000百千瓦级大功率级，设计运行功率为50到100kw，推力为2到5牛。”
“运用在外太空的天宫上，四台这样的霍尔推进器理论上足够天宫实现所有的变轨以及紧急运行了。”
“但放到大气层内，它也就顶多能载动一瓶普通五百毫升的矿泉水而已。”
“哪怕是米国那边研发的最先进的霍尔电推的公开数据已经达到了160kw了，其推力也没超过两位数。”
“这种级别的推力，距离徐院士你要求的百吨级，差距实在是太大太大了。这已经不是说你能提供充足的电能就能解决的问题，涉及到难题太多了。”
听到这个回答，徐川也忍不住皱起了眉头。
老实说，这个答案距离他心中的预期差距实在太远了。
思索了一下，他开口问道：“那提升电磁推进的核心难题在哪呢？”
闻言，杨弘院士思忖了一下，回道：“如果说要解决电推进推力的难题，其核心无疑就是要解决推重比的问题了这个问题了。”
“在技术方面，电磁推挤其实已经成熟的应用在卫星、空间站等设备上十几年了，但这几十年以来的发展提升其实的并不大。”
“如果是用化学燃料作为火箭推进发动机，从结构到发动机还是比较好做的，燃料输送系统，控制系统不算复杂，简单的管路即可实现，其原理从戈达德到v2至今没有显著变化。”
“但如果是电推，首先必然需要消耗巨大的电能并在短时间内释放。”
“以我目前研究的霍尔推进器为例，因为提供推力需要大量高温高压气体来产生反作用力，而火箭发动机根本不会像卫星电推发动机那样把氙离子像微风一样吹出，它更猛烈。”
“这就需要更加强大的磁场来为氙离子加速，将其加速到几十千米每秒甚至是几百千米每秒才行。”
“这是第一个，第二个则是工质。”
“不管电推进的比冲如何大，它无疑是需要消耗工质的。”
“目前来说，各国卫星上使用的电推，其工质主要是氙气。而氙气的价格相当昂贵，被誉为气体中的黄金。如果仅仅是供卫星保持轨道或者一些变轨调节什么的，几公斤的氙气也就顶天了。”
“但如果是用作火箭发射或者说航天飞机，老实说需要多少吨氙气，我都不知道，也没法计算。不过可以肯定的是，每一次发射的成本无疑是相当昂贵的。”
“此外，电推进高速喷出时带来的温度，摩擦等等一系列问题对于发动机尾部造成的损伤、电极侵蚀、电离温度提升等问题也都是难题.”
杨弘院士简单的描述了一下电推进发动机增强推力方面的问题，听完这些后，徐川思索了起来。
虽然他没怎么研究过航天方面的技术，但这位杨院士简洁的语言还是让他明白了问题的核心所在。
从这些问题来看，要解决电推进的推力难题，其核心有两到三个。
其一在于强磁场与静电加速。
毫无疑问的是，要通过电磁推进发动机来提供庞大的推力，那么将电离工质加速到极高是肯定的。
这个速度可能是几十千米每秒，也有可能是几百千米每秒，但毫无疑问它都能够得上光速这个单位了。
哪怕仅仅是千分之一甚至是万分之一光速，这也是个相当可怕的数值了。
第二个则是工质。
目前电推进的主要工质是氙气，虽然他不知道氙气的具体价格，但这位杨院士都说了不便宜，恐怕那的确也不便宜了。
所以寻找一种廉价的替代品则是必须的。
毕竟要将几十吨甚至是上百吨的物品送上外太空，需要的工质数量绝对不会少。
至于第三个则是一些发动机方面其他问题了。
安静的思索了一会，徐川忽的抬头问道：“杨院士，如果我能解决磁场和工质的问题，那这种电磁推进发动机有没有可能实现？”
闻言，杨弘诧异的看了过来，惊讶的问道：“解决磁场和工质？这两个你怎么解决？”
徐川笑了笑，道：“你先告诉我，在解决了这两个难题的基础上，大推力的电磁推进系统有没有办法做到？”
虽然自认为这两个难题目前几乎没法解决，但杨弘还是思索了一下：“如果能解决磁场和工质的话，电磁推进的推力肯定能大幅度的提升。但具体能提升多少，我没法判断。”
顿了顿，他看向徐川，好奇的问道：“所以你准备怎么解决磁场和工质这两个问题？”
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对于徐川交代的事情，温远航自然相当重视，迅速联络了科技蔀那边，通过科学技术蔀联络上了杨弘院士，然后安排好了的相关的行程。
徐川也没耽搁时间，在行程确定后随即坐高铁来到了九泉航天基地。
在这里，他见到了天宫空间站的总设计师杨弘院士。这是一位约莫五十岁出头的中老年男子，个子并不是很高，但看起来却相当精悍。
整个人的风格颇有点不像是科研人员，倒像是工地上打螺丝的工人的感觉。
“徐院士，欢迎欢迎~”
因为有了科学技术蔀那边事先的沟通，杨弘院士今天下午便在办公室中专门等待着，在徐川到来后，他热情的笑着起身握了握手，打了个招呼。
“杨院士，您好，冒昧前来打扰您的工作了。”徐川礼貌的微笑着打了个招呼。
“嗐，这是哪里的话，徐院士您可是咱们国家的大功臣，来来来，快先请坐。”杨弘热情的招呼道，亲自烧水泡茶。
端着一杯清茶，两人寒暄了几句后，徐川亦直接切入了正题：“杨院士，这次过来打扰您，主要是有些关于电磁推进方面的问题想和你咨询了解一下。”
天宫空间站是华国载人航天工程“三步走”发展战略中的重要目标，目前还处于建造阶段，而这位杨总设计的工作自然很忙，能抽出些时间来和他进行其他的工作的交流也很不容易。
“请说。”见聊起正事，杨弘也收敛起了脸上的笑容，认真的对待起来。
“是这样的，我想咨询了解一下，如果说在能提供百万千瓦时的电能的情况下，有什么适宜的电推进发动机技术能做到百吨级别的运载能力吗？”
听到这个问题，杨弘皱眉思索了起来。
过了一会，他抬起头摇了摇头，回道：“难，或者说几乎没有。”
微微顿了顿，这位杨院士接着道：“其实在航天技术上，除了化学燃料，我们也一直在积极寻找替代性空间动力来源，以使航天发射和航天器在轨运行更高效、更经济。”
“然而就目前的技术来看，化学燃料在大气层内依旧是我们唯一的选择。”
“至于电推进，老实说，目前的电推进，除了能在外太空供卫星和空间站用用外，在大气层内，它连一颗鸡蛋都推不起来。”
“就拿我这边研发的应用于天宫空间站的霍尔推进单元来说，它的设计是het-5000百千瓦级大功率级，设计运行功率为50到100kw，推力为2到5牛。”
“运用在外太空的天宫上，四台这样的霍尔推进器理论上足够天宫实现所有的变轨以及紧急运行了。”
“但放到大气层内，它也就顶多能载动一瓶普通五百毫升的矿泉水而已。”
“哪怕是米国那边研发的最先进的霍尔电推的公开数据已经达到了160kw了，其推力也没超过两位数。”
“这种级别的推力，距离徐院士你要求的百吨级，差距实在是太大太大了。这已经不是说你能提供充足的电能就能解决的问题，涉及到难题太多了。”
听到这个回答，徐川也忍不住皱起了眉头。
老实说，这个答案距离他心中的预期差距实在太远了。
思索了一下，他开口问道：“那提升电磁推进的核心难题在哪呢？”
闻言，杨弘院士思忖了一下，回道：“如果说要解决电推进推力的难题，其核心无疑就是要解决推重比的问题了这个问题了。”
“在技术方面，电磁推挤其实已经成熟的应用在卫星、空间站等设备上十几年了，但这几十年以来的发展提升其实的并不大。”
“如果是用化学燃料作为火箭推进发动机，从结构到发动机还是比较好做的，燃料输送系统，控制系统不算复杂，简单的管路即可实现，其原理从戈达德到v2至今没有显著变化。”
“但如果是电推，首先必然需要消耗巨大的电能并在短时间内释放。”
“以我目前研究的霍尔推进器为例，因为提供推力需要大量高温高压气体来产生反作用力，而火箭发动机根本不会像卫星电推发动机那样把氙离子像微风一样吹出，它更猛烈。”
“这就需要更加强大的磁场来为氙离子加速，将其加速到几十千米每秒甚至是几百千米每秒才行。”
“这是第一个，第二个则是工质。”
“不管电推进的比冲如何大，它无疑是需要消耗工质的。”
“目前来说，各国卫星上使用的电推，其工质主要是氙气。而氙气的价格相当昂贵，被誉为气体中的黄金。如果仅仅是供卫星保持轨道或者一些变轨调节什么的，几公斤的氙气也就顶天了。”
“但如果是用作火箭发射或者说航天飞机，老实说需要多少吨氙气，我都不知道，也没法计算。不过可以肯定的是，每一次发射的成本无疑是相当昂贵的。”
“此外，电推进高速喷出时带来的温度，摩擦等等一系列问题对于发动机尾部造成的损伤、电极侵蚀、电离温度提升等问题也都是难题.”
杨弘院士简单的描述了一下电推进发动机增强推力方面的问题，听完这些后，徐川思索了起来。
虽然他没怎么研究过航天方面的技术，但这位杨院士简洁的语言还是让他明白了问题的核心所在。
从这些问题来看，要解决电推进的推力难题，其核心有两到三个。
其一在于强磁场与静电加速。
毫无疑问的是，要通过电磁推进发动机来提供庞大的推力，那么将电离工质加速到极高是肯定的。
这个速度可能是几十千米每秒，也有可能是几百千米每秒，但毫无疑问它都能够得上光速这个单位了。
哪怕仅仅是千分之一甚至是万分之一光速，这也是个相当可怕的数值了。
第二个则是工质。
目前电推进的主要工质是氙气，虽然他不知道氙气的具体价格，但这位杨院士都说了不便宜，恐怕那的确也不便宜了。
所以寻找一种廉价的替代品则是必须的。
毕竟要将几十吨甚至是上百吨的物品送上外太空，需要的工质数量绝对不会少。
至于第三个则是一些发动机方面其他问题了。
安静的思索了一会，徐川忽的抬头问道：“杨院士，如果我能解决磁场和工质的问题，那这种电磁推进发动机有没有可能实现？”
闻言，杨弘诧异的看了过来，惊讶的问道：“解决磁场和工质？这两个你怎么解决？”
徐川笑了笑，道：“你先告诉我，在解决了这两个难题的基础上，大推力的电磁推进系统有没有办法做到？”
虽然自认为这两个难题目前几乎没法解决，但杨弘还是思索了一下：“如果能解决磁场和工质的话，电磁推进的推力肯定能大幅度的提升。但具体能提升多少，我没法判断。”
顿了顿，他看向徐川，好奇的问道：“所以你准备怎么解决磁场和工质这两个问题？”
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