利用电磁炮发射金属而产生推力的引擎为什么不存在,有什么问题吗?比如引擎把铁作为工质在太空中加速射出,而且这个速度也不低啊!而且电和铁的成本都很低,电还能充能!


题主这概念和离子推进器是一样的,而且离子推进器已经很成熟了,比发射铁粉效率更高,,


现在还没有,但是未来的话这个思路还是很有价值的。

电磁炮技术现在还很不成熟,导轨寿命很低。以64MJ电磁炮为例,系统重量起码几十吨,一发炮弹20kg,打一万发才200吨,干质比4而已。而且初速才250S,除非能在小行星当地制造炮弹,否则显然是毫无意义的。

因此这个方案存在的价值仅限于,放在小行星上作为推进器,这个小行星上主要是陨铁和岩石,不方便制造电推力器所需的工质,因此用电磁炮将打包的陨铁和岩石发射出去获得推力。


离子推进?

但论这种推进形式,首先一个问题是功率限制。功率限制下,要获得更高的工质速度,只能通过限制工质质量来实现。这也就是现在离子推进为什么推力很小的缘故。

而且同时,还有一个更基础的隐性问题,就是电池的质量能量密度和体积能量密度都远逊于燃料。就那几块太阳能电池板肯定是顶不住这能量消耗的。

结果就是电池容量限制,单次加速会被受到相当大的限制。你要么等电池用完后慢慢充电回去


为什么不直接用电推…


磁流体推进技术跟题主的描述比较接近。主要用在太空推进,地面发射不太适合


其他答主已经回答的比较充分了,就不再赘述了。

补充一句:其实题主的这个问题问得非常好


太慢,现在氢氧发动机的排气速度普遍在4.2kmps以上,电磁炮初速好像3kmps不到?而且上了电磁炮还要上核堆跟电容,死重直接爆表


铁太沉,电磁炮发射效率过低,理论上发射更轻的物质达到更高的速度,效率贵高很多,所以把轻离子加速喷出去要更划算(纯离子推进)。

另外,目前在卫星领域电推已经开始实用化:我国2017年发射的实践十三就是电推。安NSR的分析,目前全球新发射卫星中,25%已经使用全电推。按法国航天局的预测,到2020年,全电推卫星会占一半以上。论技术,目前主要是霍尔推进和纯离子推进两种。


所有推进方式最大的的问题都不是贵……而是工质太重了


离子发动机不就是通过电力把离子加速发射出去么,速度比铁块可高多了。

问题就是推力小。

总功率放在那 比冲高了推力就是小,没办法。


了解下离子发动机


20191230更新:为什么会有一堆人回答离子发动机?离子发动机的工质是金属离子吗?它的工质是稀有气体啊稀有气体,特别是氙啊什么的。读题读一半真的好?


金属不适合,也不可能作为火箭工质,无论现在还是将来。

题主想的很简单也很美满;从齐奥尔科夫斯基公式以及长年的推进学发展中也可以看出:使用电磁炮向反向发射工质铁可以得到dv。但是问题出在工质射流。

由于线动量守恒,在引擎工作时工质射流会以很高的速度向后喷出。化学液体引擎的射流多为二氧化碳,水等;这些工质在离开火箭后会快速溢散,无论在大气内还是在轨道上都不会造成轨道占用。铁就不一样了,电磁炮发射工质铁就相当于几分之一环绕速度或者数十马赫的铁块砸向反方向,在地面上会对地面设施造成轨道炮轰击一样的损伤,在轨道上会使铁块占用轨道很久,甚至这些铁块可能撞击其他航天器造成损害。铁粉也是一样的效果,它也是固体颗粒;铁粉更甚会对电子元件造成损伤。如果是转移轨道点火可能行星际空间很大一部分被数倍环绕速度的铁块占用。

用电磁炮发射工质铁,和把铁拳反坦克火箭筒绑在火箭后面,很多层面上是一样的。


太空垃圾:?


不就是离子发动机


题主我觉得有个叫御坂美琴的能满足你的需求,一个不够她还有好多妹妹,前提是你硬币管够。


因为电磁炮炮弹发射速度还是太慢了,无法满足火箭引擎的需要。

决定火箭引擎效率的主要是比冲,也就是工质相对于航天器的发射速度

让我们来看一下常见火箭引擎的比冲:

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

而电磁炮的发射速度目前只能达到 3000 m/s(电磁炮 - 维基百科),如果用电磁炮作为火箭引擎,其效率也只比固体发动机好一点点。相比之下,液体发动机或者离子引擎有更高的比冲,因此同等质量的工质能够发挥出更大的效果。

可能电磁炮引擎唯一的优势就是推力超大了吧(以及可以一边当引擎一边当武器威胁地球(划掉))。


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