Hoe te Thrust berekenen voor een Electric Power System

Stel je de brandstof rekening voor de Space Shuttle . Het is moeilijk genoeg om uw auto te vullen met 16 liter gewone benzine , dus stel je de kosten voor een 526.000 - liter tank vullen met raketbrandstof . En dat is gewoon om een ​​satelliet in een baan veerboot . Eenmaal in een baan , satellieten moet jet zelf rond met brandstof die ze zichzelf hebben gebracht . Ruimtevaart is duur en er is een constante zoektocht naar minder kostbare wijze van voortstuwing .
De stuwkracht gegenereerd door een aandrijfsysteem is evenredig met de massa van het drijfgas vermenigvuldigd met zijn snelheid . Dat is , een ruimtevaartuig verzenden 50 gram stuwstof weg bij 3 meter per seconde heeft dezelfde strekking als andere verzenden 25 gram afstand 6 meter per seconde . Dat is het idee achter elektrische aandrijving : Gebruik minder massa dan de traditionele aandrijfsystemen , nog sneller te verdrijven . En brengt minder massa in een baan om de Aarde betekent het ruimtevaartuig is lichter , dus het moet goedkoper raketbrandstof aan het beginnen . Instructies
1

Bereken de lading op het drijfgas ionen . Chemische raketten bieden stuwkracht door het mengen van twee verbindingen die reageren en energie vrij . Elektrische aandrijfsystemen creëren hun stuwkracht door het toevoegen van energie geladen atomen : Ionen . Bijvoorbeeld , kon u een xenon -ion hebben met een lading van 1 . Kopen van 2

Bepaal de massa van uw drijfgas ion . U kunt de atomaire massa op een periodiek systeem te vinden; ronden naar de dichtstbijzijnde gehele getal. Xenon, bijvoorbeeld, heeft een atoommassa van 131,29 , die rondes tot 131 atomaire massa eenheden ( ame ) .

Definieer
3 de versnellende spanning van uw elektrische aandrijfsysteem . Als het maken van berekeningen voor een bestaand systeem , vindt u deze in het systeem specificaties te vinden. Als je het ontwerpen van uw eigen systeem , dan moet je een ruwe schatting te maken en te zien hoe het werkt . Bijvoorbeeld, kon je kiezen 2000 volt .
4

Bereken de uitgang snelheid van een ion . Dit is de snelheid waarmee deze uit het ruimtevaartuig . De snelheid wordt gegeven door : snelheid = sqrt ( 2 x spanning x lading /massa) . Voor het voorbeeld :

velocity = sqrt ( 2 x 1.000 Volt x 1.6 x 10 ^ -19 coulomb /(131 amu x 1,66 x 10 ^ -27 kg /ame ) )
snelheid = 38.000 meter /seconde
5

Bereken de stuwkracht van de snelheid van een enkel ion maal de massa van alle ionen uitgestoten per seconde te vermenigvuldigen . Stel bijvoorbeeld dat uw boegschroef brandt 1/10 van een gram van xenon per seconde , de stuwkracht is dan :

stuwkracht = 0,0001 kg x 38.000 meter /seconde
stuwkracht = 3,8 newton