首先,它可以实现无声移动性。沉默的移动性是一种长期以来的属性,将增加所有地层中的致命性和生存能力。想象一下一个装有轻型侦察车的机动车辆部队,该车辆几乎未被发现。这个 - 结合延长范围和持续时间 - 对未来骑兵中队的整体有效性产生了巨大影响。其次,电气化将延长无声手表的持续时间,或者在所有关键系统供电并关闭发动机的情况下坐在隐藏位置的能力。通过提高电池密度,功率共享以及生产和优先级功率的能力,电气化车辆在电源管理方面将远远超过当前机队。第三,电动车辆将大大减少车辆产生的热特征,从而降低对抗性检测能力。可见和声学检测的减少将大大增加惊喜的要素。可见和声学检测的减少将大大增加惊喜的要素。
受控的煮沸管理是一个关键挑战。船上的低温坦克需要在飞机不运行的情况下最大程度地减少沸腾的时间。在飞行的所有阶段中,提取的氢气需要应对由燃料电池系统本身和周围环境引起的热流引起的储罐内的沸腾。如果无法实现这一目标,则存储系统将需要主动冷却系统或增强的绝缘材料,均增加重量。最关键的时期将是在飞行前后的地面上持有时间,这些时间可以确定存储系统的设计要求。
David R. Jovel是南部地区教育委员会和国家研究生委员会的工程和科学学位(GEM)研究生学位的国家联盟(GEM)研究生,致力于博士学位。在佐治亚理工学院航空航天工程学院的高功率电气推进实验室。他赢得了学士学位2012年在德克萨斯大学奥斯汀大学的航空航天工程中,并继续在NASA Goddard太空飞行中心,轨道ATK,Intelsat和Aersospace Corporation等组织中担任各种技术角色。他的主要研究重点是真空室对霍尔效应推进器性能和稳定性的电气设施影响的表征。其他研究兴趣包括射频离子推进器,高功率电推进设备的热管理和非平衡等离子体。
本文提供了一项长期研究的第一个结果,该研究旨在提高使用航天器等离子相互作用系统软件的电推进诱导的电动推进诱导航天器充电的数值建模技术的有效性。欧洲航天局Bepicolombo任务的前数值模型及其输出作为模型当前功能和局限性的基准示例。证明,代码可以通过模拟电推进系统,推进器生成的等离子体以及暴露于空间的航天器系统之间的动态相互作用来获得航天器充电平衡。通过比较不同的多环反应指数的模拟,显示了在自由扩展推进器等离子体中对电子冷却的物理描述的重要性。它特别突出了将整个等离子体视为等温的不足。具有数值和物理参数的仿真输出的变异性为未来设计建模的未来改进和对等离子体推进器诱导的充电过程的理解铺平了道路,通过将来与可用的旋转遥控器进行比较。
经济产业省资源能源咨询委员会能源效率和可再生能源委员会、可再生能源大规模引入和下一代电力网络分委员会、海上风电推进工作小组、国土交通省交通政策审议会、港湾分委员会、环境分委员会、海上风电推进分委员会(以下简称“海上风电 WG”)联合会议(第 20 次会议,2023 年 11 月 15 日举行)参考资料 1(日语)。
摘要:电推进系统 NanoFEEP 在 UWE-4 卫星上进行了集成和在轨测试,这标志着首次成功演示了 1U CubeSat 上的电推进系统。介绍了推进剂加热过程和不同推力水平下推进系统功耗的在轨特性测量。此外,还描述了基于推力矢量方向对航天器姿态影响的分析。所用的加热器每轨道液化推进剂 30 分钟,功耗为 103 ± 4 mW。在此期间,可以启动相应的推进器。推进系统包括一个推进器头、其相应的加热器、中和器和电源处理单元的数字组件,功耗为 8.5 ± 0.1 mW · µ A − 1 + 184 ± 8.5 mW,并与发射极电流成比例。两个推进器头的推力方向估计与立方体卫星结构中的安装方向成 15.7 ± 7.6 ◦ 和 13.2 ± 5.5 ◦ 角。鉴于 1U 立方体卫星的功率非常有限,NanoFEEP 推进系统是一个非常可行的选择。后续 NanoFEEP 推进器的加热器已经得到改进,因此系统可以在整个轨道周期内启动。
“在最近推进器资格测试期间,在NASA的Glenn研究中心的真空室内看到了高级电力推进系统(AEPS)的蓝色。这个12千瓦的大厅推进器是生产中最强大的电推进推进器,这对于月球及其他地区的未来科学和探索任务至关重要。”
裂变发电是一项很有前途的技术,它已被提议用于未来的几种太空用途。它正在考虑用于旨在探索太阳系甚至更远地方的大功率任务。当 NASA 的 1 kWe 千瓦斯特林技术反应堆 (KRUSTY) 原型于 2018 年完成全功率核试验时,空间裂变发电取得了巨大进展。它的成功激发了主要太空国家之间新一轮的研究竞争。本文回顾了 Kilopower 反应堆和 KRUSTY 系统设计的发展。它总结了目前正在考虑将裂变反应堆作为动力和/或推进源的任务。这些项目包括访问木星和土星系统、凯龙星和柯伊伯带天体;海王星探索任务;以及月球和火星表面基地任务。这些研究表明,对于功率水平达到~1 kWe的任务,裂变电推进(FEP)/裂变动力系统(FPS)在成本方面优于放射性同位素电推进(REP)/放射性同位素动力系统(RPS),而当功率水平达到~8 kWe时,它具有质量更轻的优势。对于飞行距离超过~土星的任务,含钚的REP可能在成本上无法接受,因此FEP是唯一的选择。地面任务更喜欢使用FPS,因为它满足10's kWe的功率水平,并且FPS大大拓宽了可能的着陆点的选择范围。按照目前的情况,我们期待在未来1-2年内实现旗舰级的裂变动力太空探索任务。
为了打击气候变化并减少空气污染,需要用电推进系统(与可再生能源生产)更换常规燃烧引擎。但是,使用锂离子电池的电动汽车比带有常规燃烧发动机的汽车要贵得多,因此有必要降低锂离子电池的价格。衰老和用法降低了锂离子电池的容量和电动汽车的驾驶范围。当剩余能力降低超过一定极限时,例如约为初始价值的70%至80%,可以更换电动汽车中的电池,但仍适用于其他要求较低的应用程序,例如作为住宅或离网应用中光伏系统的储能。