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重新评估惯性静电约束推力器的喷射模式及其在空间推进中的应用
惯性静电约束 (IEC) 利用强电场来产生和约束等离子体。它已广泛用于进行核聚变反应，并在商业上用作活化分析的中子源。本研究调查了 IEC 推进器的两种不同放电模式，即“喷射”模式和“喷雾”模式。本文比较了 IEC 系统在各种初步设计方案下的放电特性，例如阴极网格设计和阴极网格尺寸。高分辨率图像用于在多个操作点进行强度分析。基本法拉第探针用于定性记录等离子体电流密度的变化。结果表明，在更负的电位下偏置阴极会导致网格吸收的电流和可见等离子体的可见强度增加。电流和光强度逐渐增加，直到发生从“喷射”到“喷雾”的模式转变。换句话说，“喷射”模式始终先于“喷雾”模式。此外，背景压力和施加的阴极电位被证明是 IEC 设备的两个主要操作变量。最后，当设备以“喷雾”模式运行时，记录到更高的电流密度，然而，在“喷射”模式下，喷出的等离子体更加准直。
ASRI 液体和混合火箭推进方面的进展......
十多年来，夸祖鲁纳塔尔大学 (UKZN) 航空航天系统研究组 (ASReG)（现为航空航天系统研究所 (ASRI)）的研究人员一直致力于开发用于亚轨道和轨道火箭的液体和混合推进系统。本文介绍了这些努力的进展，其驱动目标是为南非和非洲大陆建立自主的商业卫星发射能力。最近的成就包括凤凰号运载火箭在 17.97 公里的高度创下了非洲混合火箭的新高度记录，以及对 18 kN 标称推力的液氧 (LOX)/煤油 SAFFIRE ABLE 液体推进剂原型发动机进行静态测试。本文介绍了这两个系统的设计和性能细节，回顾了过去的成功和失败，并概述了 ASRI 当前和未来的研究方向。
利用节能装置提高船舶推进效率
ESD 被认为是一种升级的推进解决方案，主要用于船体比新船大得多的商用船舶。但希望通过这篇论文的工作，它也能成为一种更节能的新船解决方案。预定子已经在市场上供客户使用，但 Kongsberg 自己还没有这种节能解决方案可以提供给他们的客户。根据 Kongsberg 的竞争对手的说法，对于船体非常笨重的船舶，能源效率可以提高 10%。船舶前进时产生的尾流对螺旋桨的效率有重大影响。因此，观察尾流在水下的表现，尤其是尾流在通过 ESD 时会受到怎样的影响，也很有趣。ESD 将作为尾流流入的指导方针，然后影响螺旋桨平面的尾流场。因此，在操纵螺旋桨的尾流场时，ESD 的横截面将发挥关键作用。
光束动力推进系统
摘要 光束动力推进是一种利用高能粒子束驱动航天器的空间推进系统。这项创新技术有望为未来的太空任务提供高比冲和高推力能力。光束动力推进的关键部件包括粒子加速器、传动系统和航天器推进装置。该系统通过产生和引导高能粒子束（例如电子或离子）朝向推进装置来运行。光束与推进装置的相互作用产生推力，推动航天器前进。光束动力推进具有多种优势，包括高比冲、高推力、低质量以及在各种空间环境中运行的能力。空间技术的快速进步提高了商业和私营部门的成功率，但推进技术难以克服霍曼效应。研究重点是用于深空任务的无碳电力和核技术。应对持续的挑战评论文章强调了太空探索和行星际运输的好处。关键词：光束动力推进、高能粒子、比冲、推力、粒子加速器、传动系统、航天器推进装置。
用于推进应用的金属增材制造
参考文献： • Gradl, P.、Tinker, D.、Park, A.、Mireles, O.、Garcia, M.、Wilkerson, R.、Mckinney, C.，2021 年。《航空航天部件的稳健金属增材制造工艺选择与开发》。《材料工程与性能杂志》，Springer。https://doi.org/10.1007/s11665-022-06850-0 • Paul R. Gradl、Omar R. Mireles、Christopher S. Protz、Chance P. Garcia，2022 年。《用于推进应用的金属增材制造》，第 1 版，《用于推进应用的金属增材制造》。美国航空航天学会，弗吉尼亚州雷斯顿。https://doi.org/10.2514/4.106279 7
船舶氢燃料推进的监管
人们非常关注氢燃料的政策和资金结构，以及它在海事领域的应用，在本报告的研究期间，这种关注度有所提高。氢气既可以用作气态或液态的直接燃料，也可以用作氨或甲醇等液态氢载体的原料。氢燃料推进被认为是一系列为海事部门的净零运营提供解决方案的技术之一。英国已做出国际承诺，要实现该行业的脱碳，并已开始采取关键步骤，以治理全国氢基础设施。3 在 COP26 上，英国承诺在 2025 年前推出第一艘零排放船舶，当时它与商业签署国一起推出了“零排放行动”4 ，并通过《克莱德班克宣言》建立了零排放航线。5 英国能源安全战略列出了英国的氢气定价和运输模式的高层计划。6 现在是确保建立适当监管体系的好时机。
用于水电解推进系统的阴极蒸汽供给电解器的研究
近年来，我们看到航天工业发生了重大变化，每年发射的卫星数量比以往任何时候都多。据预测，到本世纪末，将有 4.5 倍的航天器被送入太空，这将带来各种挑战 [1]。为了满足日益增长的需求，每颗卫星的生产成本必须降低，而卫星数量的增加将导致必须更频繁地执行防撞机动。这也意味着更多的航天器将需要推进系统来确保安全运行并确保遵守《欧洲空间碎片减缓行为准则》。截至目前，大多数推进系统都在使用肼及其衍生物等剧毒推进剂，因此在处理推进系统组件时需要采取广泛的安全措施。这使得新设备的开发以及现有设备的测试和集成变得复杂，因此成本高昂。即使是电力推进系统也经常依赖氙气等稀缺气体，而氙气的年产量有限，因此推进剂成本对整个推进系统成本有重大影响。这种情况和许多其他原因正在推动人们不断寻找使用绿色推进剂的替代解决方案。最有前途的绿色推进技术之一是水电解推进 (WEP) [ 2 ] [ 3 ]。在这种系统中，航天器在地面上用纯净水代替传统的高反应性推进剂填充。进入太空后，电解器用于将水分解成氢气和氧气。产生的气体随后可储存在较小的中间罐中，或直接用于化学或电动推进器以推动航天器。欧洲的几家公司和大学目前正在开发这项技术，而两个关键部件是推进器和电解器。到目前为止，只有少数电解器曾被发射到太空。
