[修改于 7年11个月前 - 2017/02/13 22:00:30]
磁体装在喷管上感觉容易会被加热到居里点而失去磁性的吧。。
不过做好隔热说不定能利用这个温度使喷管本身刚好失去铁磁性。。然后把磁体装在外面
这样的话外面还得加一圈铁芯
2.电场分析:电极很小,无法利用无限大平行板间匀强电场模型计算,有没有简化的模型可以分析离子受力情况?与此类似,磁场也很难算。(麦克斯韦方程组太繁琐)
建议用各种有限元软件。。
引用 bg2bhc:
假设有一个18质子质量的分子(水分子),排气速度是v,产生的冲量大概是18*mp*v。
经过电场,分解成两个电荷量为qe的离子。
经过一段磁感应强度为B,长度l的磁场区域,受力2*B*q*v,耗时l/v,产生冲量2*B*qe*l。
m为1.67e-27 kg,v取3 km/s,前进方向冲量9.02e-23 Ns。
qe为1.6e-19 C,B取0.1 T,l取0.1 m,转向冲量3.2e-21 Ns。
如果认为转向力到达推力的10%就有实用价值,那我们大概需要1/3000的分子电离。不知道这个数字大概处于怎样的一个量级。
引用 虎哥:
先用一个喷灯,用两个耐高温电极给他通上电,然后用磁场去偏转它。喷灯本身可以作为一个电极,另一个电极放在火焰中部。和楼主的设计略有不同,但是有可能观察到预期的现象。如果电流上不去,采用两个电极相对放置,都放在火焰中试试。具体计算参考显像管设计的有关理论。
引用 虎哥:
补充:关于电极材料,楼主想复杂了。由于电极不需要耐高气压(耐压是燃烧室/扩张段之类解决的),它只需要耐热冲刷烧蚀,以及做好和喷管的热隔离(不然对于再生冷却喷管,会传热到喷管引起问题)。那么,钨针或者钨片就够了。
引用 radio:这正是我们最初的想法,但不知道是不是真的这样。关于材料磁性,有什么学术专著?
不过做好隔热说不定能利用这个温度使喷管本身刚好失去铁磁性。。然后把磁体装在外面
引用 bg2bhc:掺杂碱金属的情况下有可能达到1/3000的电离比例。
想法很牛!都想自己搞起试一下了。
据说酒精灯和蜡烛的火焰在用几千伏做偏转就能观察到分叉,燃气的速度更高,应该需要的电压很高,感觉这里会是个难点。
如果这里能够解决,下面估算下推力的量级。
假设有一个1……
引用 落叶兄:电极表面不能绝缘,需要有电流才能产生洛伦兹力
计算结果数量级应该是对的,经我粗略计算(用的是我们文中提出的不知道对不对的方法),3000K,水分子,电离度约2.8*10^-3,这个数还是不错的。
我们确实用喷灯做过模拟实验,可能由于技术与设
引用 拔刀斋:碱金属电离?这方面我们真不知道,能否详细说明一下
掺杂碱金属的情况下有可能达到1/3000的电离比例。
不过每秒电解1/3000的推进剂流量的电流和功耗很大。
实际上相当于一个横置的霍尔电推,但要达到接近化学发动机的推力和功率量级。
另外,碱金属电离……
引用 拔刀斋:可能我们的想法没说明白,电极只是起到施加电场,起偏燃气原有离子的功能,然后经磁铁进一步偏转。如果不加起偏电场,磁铁对等离子体正负电荷施力相等,无法进一步偏转
电极表面不能绝缘,需要有电流才能产生洛伦兹力
引用 Ma3.02的守望:文章相当精彩,在此多谢。请问您是在哪找到的?
找到一篇相关度较高的论文,应该对碱金属离子以及控制模式有所帮助。
引用 落叶兄:
文章相当精彩,在此多谢。请问您是在哪找到的?
电极只是起到施加电场,起偏燃气原有离子的功能,
这样的话金属的喷管会不会对电极电场起到阻碍的作用?
类似这样..
引用 radio:您的想法有一定的道理,可能会损失约一半的电场。刚才计算,电压在1万伏左右。
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这样的话金属的喷管会不会对电极电场起到阻碍的作用?
引用 diymissle:
为什么最简单的舵机控制弹翼的不研究
你们在物理上搞错了这个问题。但是我粗略了计算了一下,想法本身却有可能。
首先电场本身是不能有效偏转火焰(以及其他等离子体的)原因在于等离子体的一个重要判据,就是其德拜长度应当远小于其装置尺寸,使得在不存在电流的情况下,等体内部是等势的。也由于这个原因,等体内部应当是准中性的,否则根据高斯公式就不能满足等势条件。对于半径为r,德拜长度远小于r的等体,其在E的电场中受力为\(\nabla E·E 4 \pi \epsilon_0 R^3\)根据这个理论,你们应该可以观察到这样一个现象,在没有梯度的均匀电场下,隔离电流,应当不出现任何火焰偏转。
而如果只使用磁场,又会出现另外一个尴尬的局面,根据玻尔兹曼分布,中性粒子温度为T时,电离度约等于\(e^{-\frac{E_i}{kT}}\) 其中\(E_i\)是电离能,在几个电子伏量级,一个eV对应11600K,对于只有2-3000K的火箭产气来说,电离度连万分之一都不足,根本做不到磁流体近似,用磁场产生偏转基本上也是白日做梦。那么有没有可能人工电离这些气体呢,本质上,你还是得把气体加热到接近电离能的温度,这等于你加入的能量比火箭燃烧的能量还大很多,基本没戏。
但是,另外一种做法却有可能(虽然也不是很可能。。。)。大气压下如果气体温度接近电离温度,甚至超过不少,电离度会迅速上升,此时离子温度开始接近电子温度(称为热等体),电阻快速下降。等于你把等体变成了某种良导体,这种良导体中可以以很低的压降(主要是鞘层压降,大约几十伏)承载非常大的电流,这就是所谓大气压弧放电。如果你在尾气中产生一个垂直磁场的弧放电(因为气流和磁场影响我觉得不太可能),传导上百安培电流(可能迅速将电极烧坏,但电力上没问题,高C的锂电可以满足要求),那么你可以得到也许数公斤的偏转力。。。否则,单单靠火焰那一点点电离度,还是洗洗睡吧。。。
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