利用電磁炮發射金屬而產生推力的引擎為什麼不存在,有什麼問題嗎?比如引擎把鐵作為工質在太空中加速射出,而且這個速度也不低啊!而且電和鐵的成本都很低,電還能充能!


題主這概念和離子推進器是一樣的,而且離子推進器已經很成熟了,比發射鐵粉效率更高,,


現在還沒有,但是未來的話這個思路還是很有價值的。

電磁炮技術現在還很不成熟,導軌壽命很低。以64MJ電磁炮為例,系統重量起碼幾十噸,一發炮彈20kg,打一萬發才200噸,干質比4而已。而且初速才250S,除非能在小行星當地製造炮彈,否則顯然是毫無意義的。

因此這個方案存在的價值僅限於,放在小行星上作為推進器,這個小行星上主要是隕鐵和岩石,不方便製造電推力器所需的工質,因此用電磁炮將打包的隕鐵和岩石發射出去獲得推力。


離子推進?

但論這種推進形式,首先一個問題是功率限制。功率限制下,要獲得更高的工質速度,只能通過限制工質質量來實現。這也就是現在離子推進為什麼推力很小的緣故。

而且同時,還有一個更基礎的隱性問題,就是電池的質量能量密度和體積能量密度都遠遜於燃料。就那幾塊太陽能電池板肯定是頂不住這能量消耗的。

結果就是電池容量限制,單次加速會被受到相當大的限制。你要麼等電池用完後慢慢充電回去


為什麼不直接用電推…


磁流體推進技術跟題主的描述比較接近。主要用在太空推進,地面發射不太適合


其他答主已經回答的比較充分了,就不再贅述了。

補充一句:其實題主的這個問題問得非常好


太慢,現在氫氧發動機的排氣速度普遍在4.2kmps以上,電磁炮初速好像3kmps不到?而且上了電磁炮還要上核堆跟電容,死重直接爆表


鐵太沉,電磁炮發射效率過低,理論上發射更輕的物質達到更高的速度,效率貴高很多,所以把輕離子加速噴出去要更划算(純離子推進)。

另外,目前在衛星領域電推已經開始實用化:我國2017年發射的實踐十三就是電推。安NSR的分析,目前全球新發射衛星中,25%已經使用全電推。按法國航天局的預測,到2020年,全電推衛星會佔一半以上。論技術,目前主要是霍爾推進和純離子推進兩種。


所有推進方式最大的的問題都不是貴……而是工質太重了


離子發動機不就是通過電力把離子加速發射出去么,速度比鐵塊可高多了。

問題就是推力小。

總功率放在那 比沖高了推力就是小,沒辦法。


了解下離子發動機


20191230更新:為什麼會有一堆人回答離子發動機?離子發動機的工質是金屬離子嗎?它的工質是稀有氣體啊稀有氣體,特別是氙啊什麼的。讀題讀一半真的好?


金屬不適合,也不可能作為火箭工質,無論現在還是將來。

題主想的很簡單也很美滿;從齊奧爾科夫斯基公式以及長年的推進學發展中也可以看出:使用電磁炮向反向發射工質鐵可以得到dv。但是問題出在工質射流。

由於線動量守恆,在引擎工作時工質射流會以很高的速度向後噴出。化學液體引擎的射流多為二氧化碳,水等;這些工質在離開火箭後會快速溢散,無論在大氣內還是在軌道上都不會造成軌道佔用。鐵就不一樣了,電磁炮發射工質鐵就相當於幾分之一環繞速度或者數十馬赫的鐵塊砸向反方向,在地面上會對地面設施造成軌道炮轟擊一樣的損傷,在軌道上會使鐵塊佔用軌道很久,甚至這些鐵塊可能撞擊其他航天器造成損害。鐵粉也是一樣的效果,它也是固體顆粒;鐵粉更甚會對電子元件造成損傷。如果是轉移軌道點火可能行星際空間很大一部分被數倍環繞速度的鐵塊佔用。

用電磁炮發射工質鐵,和把鐵拳反坦克火箭筒綁在火箭後面,很多層面上是一樣的。


太空垃圾:?


不就是離子發動機


題主我覺得有個叫御坂美琴的能滿足你的需求,一個不夠她還有好多妹妹,前提是你硬幣管夠。


因為電磁炮炮彈發射速度還是太慢了,無法滿足火箭引擎的需要。

決定火箭引擎效率的主要是比沖,也就是工質相對於航天器的發射速度

讓我們來看一下常見火箭引擎的比沖:

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%94%E5%86%B2

而電磁炮的發射速度目前只能達到 3000 m/s(電磁炮 - 維基百科),如果用電磁炮作為火箭引擎,其效率也只比固體發動機好一點點。相比之下,液體發動機或者離子引擎有更高的比沖,因此同等質量的工質能夠發揮出更大的效果。

可能電磁炮引擎唯一的優勢就是推力超大了吧(以及可以一邊當引擎一邊當武器威脅地球(劃掉))。


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