Kako izračunati Thrust za Electric Power System

Predstavljajte si gorivu za Space Shuttle . To je dovolj težko zapolniti svoj ​​avto s 16 litri navadne plina , tako da si predstavljam stroške , ki bi zapolnil tank 526.000 - gallon z raketno gorivo . In to je samo za trajekt satelit v orbito . Ko v orbiti , sateliti za jet sami okrog z gorivom oni sami prinesel. Potovanje v vesolje , je drag in tam jenenehno iskanje cenejše pogonom .
Potiska ustvari pogonskim sistemom je sorazmerna z maso pogonsko gorivo , pomnožene s svojo hitrostjo . Da jevesoljsko plovilo pošiljanje 50 gramov pogonskih goriv stran na 3 metre na sekundo ima enak potisk kot drugo pošiljanje 25 gramov stran na 6 metrov na sekundo . To jeideja električnim pogonom : Uporabite manj maso od tradicionalnih pogonskih sistemov , še hitrejšo izgnati . In prinaša manjšo maso v Zemljini orbiti pomeni,vesoljska ladja je lažji , zato potrebuje cenejšo raketno gorivo zazačetek. Navodila

1

Izračunajte naboj na pogonskih ionov . Kemične rakete zagotavljajo potisk z mešanjem dveh spojin , ki reagirajo in sproščajo energijo. Električni pogonski sistemi ustvarijo svojo sunek z dodajanjem energijo nabitih atomov : ioni . Na primer, lahko imate ksenonske ion z zadolžen za 1 .
2

Določite maso vašem pogonskim iona. Najdete atomske mase na periodnem sistemu; ga zaokrožiti na najbližje celo število. Xenon , na primer, ima atomsko maso 131,29 , ki se zaokroži na 131 atomskih masnih enot ( amu ).
3

Določite pospeševalni napetosti vašega električnega pogonskega sistema . Če bi izračune za obstoječi sistem , boste to našli v specifikacijah sistema. Če ste načrtovanju svoj ​​sistem , boste morali narediti guesstimate in videli, kako to deluje . Na primer, lahko izberete 2.000 voltov .
4

Izračunajte izhodno hitrost enega samega iona. To jehitrost, pri kateri pride iz vesoljskega plovila . Hitrost je podana z : hitrost = sqrt ( 2 x napetost x polnjenja /masa) . Za primer :

hitrost = sqrt (2 x 1.000 voltov x 1,6 x 10 ^ -19 coulombov /( 131 amu x 1,66 x 10 ^ -27 kg /amu ) )
hitrostni = 38.000 metrov /sekundo
5

Izračunaj sunek z množenjem hitrosti enotnega ionskih časumnožičnih vseh ionov izvrženih na sekundo . Na primer , predpostavimo vaš propeler gori 1/10 gram ksenona na sekundo ,potisk je torej:

potiska = 0,0001 kg x 38.000 metrov /sekundo
sila = 3,8 newton