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KARVE：用于太空推进器的纳米粒子加速器
摘要 我们提出了一种使用基于射频 (RF) 的纳米粒子 (NPs) 加速作为未来太空任务推力产生手段的概念：动能加速与资源矢量引擎 (KARVE) 推进器。通过直流加速器加速 NPs 已被证明在尘埃加速器实验室中是可行的，例如海德堡尘埃加速器 [1] 和科罗拉多月球尘埃和大气研究中心的 3-MV 超高速尘埃加速器 [2]。相比之下，KARVE 使用 RF 驱动的 NPs 加速作为推进器设计的基础，其性能介于化学和离子发动机之间：在比冲方面比化学发动机更高效；推力比离子发动机更大。多间隙 RF 加速器的特性还允许在比冲和推力之间进行即时权衡。在本文中，我们重点介绍 KARVE 推进器作为加速器的特性。
Ciolfi，Luigina（2019）。魔术作为技术乌托邦？在陶器中解开交互性和基础架构的问题。在：文化政治 JI，Hongfen，Wang，Dawei，Bao，Weichao，Lu，Zhilun，Wang，ge，ge，Yang，Huijing，Mostaed，Ali，ali，Lihao，Lihao，Linhao，Feteira，Feteira，Antonio，Antonio，Sun，Sun，Sun，Sun，Shikuan，Shikuan，Xu，Fangfang，Fangfang，l LCiolfi，Luigina（2019）。魔术作为技术乌托邦？在陶器中解开交互性和基础架构的问题。在：文化政治JI，Hongfen，Wang，Dawei，Bao，Weichao，Lu，Zhilun，Wang，ge，ge，Yang，Huijing，Mostaed，Ali，ali，Lihao，Lihao，Linhao，Feteira，Feteira，Antonio，Antonio，Sun，Sun，Sun，Sun，Shikuan，Shikuan，Xu，Fangfang，Fangfang，l分析直接融合驱动器的工程可行性
直接融合驱动器（DFD）及其陆地对应物，普林斯顿场逆转配置（PFRC）反应堆在过去十年中已经有了显着的发展。各个小组对发动机和相关技术的所需规范进行了详细的研究，以便将电动的航空设施和有效载荷提供。多项研究还使用经验特异性功率缩放关系和血浆流量模拟解决了推力产生机制。最近的研究设计了航天器为地球第二拉格朗日的任务，火星，冥王星等跨性别尸体以及邻近的恒星系统Alpha Centauri A和B.然而，需要使用科学缩放关系和AB Inito计算来详细设计发动机组件，以开发用于原型和测试的物理系统。在批判性地分析了DFD和基础融合反应堆的参考设计之后，本文解决了技术差距，并提出了提高针对先前研究中概述目标的规格的途径，同时考虑成本。此外，作者提出了原型引擎和磁流失动力转换系统设计，以研究与DFD实际实施相关的工程障碍。
锂离子电池热轰炸机基于推力的理论和应用
这项研究探讨了在锂离子电池中使用热失控的理论潜力。锂离子电池在各种应用中必不可少，容易出现热失控，这种现象可能导致电池内电化学和化学反应引起的快速温度升高和能量释放。传统上认为是安全风险，但最近的研究表明，利用这种现象来进行能量转化和推进技术开发。本文旨在构建电化学系统的理论模型，分析电压和热量产生之间的关系，并研究如何控制所需推力产生的热失控。该研究提出了三种关键情况：在低温下没有化学反应的系统，高温下化学反应的系统以及涉及快速流动和高速反应的系统。通过分析电压与热量产生之间的线性关系，该研究将通过电压调节来控制热量输出的可行性。此外，该研究还评估了使用热失控过程中产生的气体燃烧进行推进的潜力，从而强调了其在空间碎片清除和其他与空间相关的活动中的适用性。这些发现表明，控制热失控期间的燃烧机制可能会导致空间行业的新型电化学推进技术的发展。
![arxiv：2502.11082v1 [Physics.App-ph] 2025年2月16日](/simg/0\0581b00c27e76902471366a5a8acab3c4cf0f085.webp)
arxiv：2502.11082v1 [Physics.App-ph] 2025年2月16日
达到碳Not效率的热力学气体功率周期需要等温膨胀，13与过程缓慢相关，并导致功率输出可忽略不计。这项研究14提出了一种实用方法，用于快速接近等温气体的扩张，促进有效的热量15发动机而无需牺牲功率。该方法涉及传热16液体中的气泡膨胀，从而确保有效且近等温热的交换。混合物通过17个收敛的喷嘴加速，将热能转化为动能。利用这些喷嘴的等温膨胀的新型有机18蒸气循环建议利用低19年级的热源。空气和水的喷嘴实验产生的多质指数<1.052，20比绝热扩张高达71％的工作提取。在小尺度21加热发动机上的模拟表明，使用这些喷嘴进行推力产生，可以减少热量22在周期中传输不可逆性，从而使功率输出23高达19％的功率输出23。这项工作为有效的24个高功率热力解决方案铺平了道路。25
低频漂移波在磁性喷嘴中驱动非经典运输中的作用
在磁性喷嘴中研究了不稳定模式的存在。静电探针用于表征稳态的特性，探针对有偏见，用于在三个维度上测量波传播。在低流量和高流量条件下重复该实验。在这两种情况下都观察到了不一致的模式，并确定了较低的杂化漂移不稳定性的描述。在下游形成푚= 1模式的低流案例中也观察到低频模式。理论上，这波可能是抗漂移不稳定。异常碰撞频率是为每个波的定义的，并在电子横侧传输和推进器性能的背景下进行了讨论。发现不一致的模式在两种工作条件下在不同的电子种群中都具有很强的效果，但是在低流量的情况下，几个数量级强。低频模式的影响似乎显着少于抗漂移不稳定性理论下的不连贯模式。但是，观察到在上游区域中与不一致的模式相反，这意味着它可能诱导收敛的电子传输。讨论了这两种模式对结论和推力产生的含义。
卫星和航天器的电力推进：成熟技术和新方法
摘要。本文简要回顾了卫星和航天器的电力推进技术。电力推进器，也称为离子推进器或等离子推进器，与化学推进器相比，其推力较低，但由于能量与推进剂分离，因此可以实现较大的能量密度，因此在太空推进方面具有显著优势。尽管电力推进器的发展可以追溯到 20 世纪 60 年代，但由于航天器上可用功率的增加，该技术的潜力才刚刚开始得到充分发挥，最近出现的全电动通信卫星就证明了这一点。本文首先介绍了电力推进器的基本原理：动量守恒和理想火箭方程、比冲和比推力、性能指标以及与化学推进器的比较。随后，讨论了电源类型和特性对任务概况的影响。根据推力产生过程，等离子推进器通常分为三类：电热、静电和电磁装置。通过讨论电弧喷射推进器、MPD 推进器、脉冲等离子推进器、离子发动机以及霍尔推进器及其变体等长期存在的技术，介绍了这三个组以及相关的等离子放电和能量传输机制。随后讨论了更先进的概念和性能改进的新方法：磁屏蔽和无壁配置、负离子推进器和磁喷嘴等离子加速。最后，分析了各种替代推进剂方案，并研究了近期可能的研究路径。
电子回旋共振推进器技术
1 阿米蒂空间科学与技术研究所学生 2 阿米蒂空间科学与技术研究所教授 摘要 电子回旋共振 (ECR) 推进器正成为一种有前途的高效航天器推进技术，利用电子回旋共振现象产生推力。这篇全面的评论综合了该领域的关键进步、设计策略和持续挑战。ECR 推进器通过使用微波能量加热磁化等离子体中的电子来运行，从而产生高电离率和有利的推力功率比。与传统推进系统不同，ECR 推进器具有显着优势，包括更高的比冲和更低的燃料消耗，使其成为长时间太空任务的理想选择。本文深入探讨了 ECR 推进器设计的各个关键方面，例如天线配置、气体注入方法和磁场优化，重点介绍了这些因素如何影响整体性能。它还讨论了解决效率、寿命和功率传输等问题的最新实验结果和理论模型。此外，该评论还探讨了未来的发展方向，强调需要在材料和自动阻抗匹配方面取得进步，以提高可靠性和推力产生能力。通过这一分析，本文旨在全面了解 ECR 推力器，强调其成为未来太空探索有竞争力和可持续选择的潜力。关键词：电子回旋共振 (ECR) 推力器、等离子推进、电力推进技术、微波等离子体加速、推力器中的磁场配置、离子加速简介电子回旋共振 (ECR) 等离子推力器于 20 世纪 60 年代首次推出，利用电场和磁场加速等离子体，为航天器提供推力。与传统推力器不同，ECR 推力器无需电网，只需要一个电源，这使得它们在太空推进领域具有潜在的颠覆性作用 [4,10,14]。最近的进展主要集中在解决过去的实验限制、提高测量精度和优化各种推力器参数。等离子体物理学涵盖了在电离气体中观察到的各种现象，其应用范围涵盖自然现象、聚变研究和工业过程[22,30,35]。尽管存在这种多样性，但等离子体的本质可以描述为带电粒子和中性粒子在电、磁和电磁相互作用影响下的集体行为。在工业等离子体社区中，等离子推力器社区专注于开发用于