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面对美国封锁,中国被迫自主研发的霍尔电推进发动机,有多厉害?

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霍尔电推力器主要用来做什么呢?简单来说,它可以让空间站能够在太空中稳定地飞行,不至于因为轨道衰减而坠落。

空间站远离地球,但并没有完全脱离大气的影响。空间站在运行过程中,会与高层大气产生摩擦,造成阻力,导致轨道高度逐渐下降。如果不及时进行轨道调整,空间站就有可能失控,最终烧毁或撞击地面。

为了避免这种情况,空间站需要定期进行轨道修正,也就是给空间站提供一定的推力,使其保持在合适的轨道上。这就需要空间站携带一种能够长期工作、高效节能、精确控制的推进系统。而霍尔电推力器正是满足这些要求的一种推进器。

霍尔电推力器是一种比冲高,但推力小的推进器,一般只有几十到几百毫牛(相当于一张A4纸的重量)。这样的推力在地面上几乎无法感觉到,但在太空中却足以让空间站产生加速运动。

霍尔电推力器可以“细水长流”地发挥推动作用,维持空间站在原定轨道上正常运转。同时,它还可以控制姿态,调整空间站的方向和角度,以便进行对接等任务。

中国空间站天和核心舱上安装了两台霍尔电推力器,分别位于前后两端。它们是我国自主研制的牛级霍尔电推力器(HET-80),每台能够提供80毫牛的最大推力。它们不仅能够为天和核心舱提供轨道和姿态控制,还能够为后续对接的问天、梦天实验舱提供支持。据悉,中国空间站未来还将安装更多的霍尔电推力器,以保证其长期稳定运行。

可以说,霍尔电推力器是中国空间站凭实力领先的重要体现之一。它不只是提高了空间站的运行效率和安全性,还展示了我国在太空技术领域的创新能力和自主发展的决心。

国产霍尔电推发动机研发史

如此重要的霍尔电推力器,中国是如何实现自主研发的呢?它的研发的历程是一部抵御外部封锁、走向航天强国的崛起史。在这个过程中,美国的技术封锁起到了反作用,反倒逼出了中国的国产霍尔电推力器。

霍尔电推力器的原理早在20世纪50年代就被苏联科学家提出,但是真正实现工程化应用,还要等到20世纪80年代。当时,美国和苏联都在积极研发霍尔电推力器,以提高卫星和空间站的轨道维持能力。

中国也意识到了这种推进器的重要性,早在20世纪80年代初期,中国就开始了霍尔电推力器的研究工作。

于1986年启动了“863计划”,其中包括了霍尔电推力器的研究项目。当时,中国航天科技集团五院就成立了专门的研究小组,进行了理论分析、试验验证和工程应用等方面的探索。

经过多年的努力,1998年,中国首台霍尔电推力器在北京成功点火,并于2000年通过国家鉴定。这标志着中国在霍尔电推力器领域取得了重大突破。

然而,在此之后,中国的霍尔电推力器研制遭遇了一个巨大的挑战——美国的技术封锁。由于霍尔电推力器属于敏感技术之一,美国对其实施了严格的出口管制,并将其列入《瓦森纳协定》中。这意味着中国无法从国外获得关键的零部件、材料和测试设备,也无法参与国际合作与交流。这对于中国霍尔电推力器的发展造成了极大的困难。

面对美国的技术封锁,中国航天人没有气馁或妥协,而是选择了自力更生、自主创新。他们克服了各种困难和挑战,攻克了一系列关键技术难题,并成功实现了霍尔电推力器的国产化。

2007年,在“嫦娥一号”探月卫星上搭载了两台国产化率达到90%以上的霍尔电推力器,并成功完成了轨道调整、姿态控制等任务。这是中国霍尔电推力器首次应用于实际飞行任务。

此后,中国霍尔电推力器在多个空间任务中展现了出色的性能和可靠性。2010年,“嫦娥二号”探月卫星搭载了四台国产化率达到95%以上的霍尔电推力器,并实现了月球绕飞、地球-月球拉格朗日点L2飞行等多项创新。

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