裂变反应堆,通常是压水式(PWR),总是通过蒸汽涡轮机(它们类似于外燃机)。第一艘船肯定是由手工推动的,但很明显,风具有重要的夹带作用,并且锋面越大,推力就越大,这就是帆的起源。有证据表明,中东早在公元前 5000 年就出现了帆船和木桨,而在公元前 3000 年的古埃及,尼罗河是主要的运输路线,利用水流顺流而下,利用盛行的北风逆流而上。航行(顺风除外)需要对各种风况和海况有丰富的了解,有时还需要非凡的洞察力(例如如何返回港口):大航海时代的两位先驱,大西洋上的哥伦布和太平洋上的乌达内塔,都利用低纬度的东风(信风)和中纬度的西风,以及一般的海洋环流(北半球顺时针),将遥远的大陆人口联系起来,建立永久的贸易路线。目前,大多数水上交通工具(与任何其他类型的陆地、空中或太空交通工具一样)都由储存在船上的液体燃料和热机提供动力,热机将该燃料与氧化剂燃烧的化学能转化为实际执行推进工作所需的机械能。因此,到最后
A 面积 a 加速度、半长轴长度、声速 B i 原子总数 B 磁感应强度/磁通密度 b 半短轴长度 c 光速[299.792 x 10 6 m/s] c ∗ 特征速度 c D 阻力系数 ck 质量分数 c L α 升力系数 cp 恒压比热容 c T 推力系数 cv 恒容比热容 D 阻力 E 期望 E 电场 E KE 粒子动能 E pot 粒子势能 e 比机械能、比能 F 力、焦点 G 吉布斯自由能 G 万有引力常数[6.674 x 10 − 11 m 3 /(kg s 2 )]、单位体积吉布斯自由能、质量通量 g 比吉布斯自由能 H 焓 H 单位体积焓 h 比角动量、比焓、高度、普朗克常数 [6.626 x 10 − 34 Js] I 冲量、转动惯量、电流 I sp 比冲量 i 倾角 J 2 非球形地球纬向谐波(1.0826 x 10 − 3 ) j 电流密度 K 燃烧表面积与喷嘴喉口面积比 K c 基于浓度的平衡常数 K p 基于分压的平衡常数 KE 动能 k 等效弹簧常数 kb 反向反应速率、玻尔兹曼常数 [1.380 x 10 23 J/K]
鉴于上述方面,ASTRIS KickStage 及其推进系统需要具有高性能、低经常性生产成本,并且也许最重要的是,开发时间短(因此开发工作量、风险和成本低),以便能够在 2024 年发射。因此,推进系统依赖于传统技术和有限的 ASTRIS 导向产品开发。ASTRIS 推进系统的一个关键要素是 5kN 级主发动机 BERTA,它已经在 ESA 的未来发射器准备计划 (FLPP) 中成熟。BERTA 基于前 A5 EPS 级的 AESTUS 发动机的技术遗产。大多数其他推进设备和概念都基于现成的组件 (COTS) 或改进的 COTS,例如同样来自 A5 EPS 以及 ATV 或卫星推进系统。
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(1) 制定和维护机构绿色推进路线图,以解决绿色推进中的技术差距 (2) 制定和维护成员各自中心或机构正在开展的绿色推进技术开发工作的清单 (3) 确定和维护与机构绿色推进相关的绿色推进测试设施和中心能力的评估。 • 通常侧重于离子液体 (IL) 推进剂。
核动力船舶推进 © M. Ragheb 6/21/2021 1.简介 有几种趋势正在塑造海军舰艇技术的未来愿景:全电动舰艇、全封闭喷射泵推进器、定向能激光、微波和电磁武器、高超音速巡航导弹、隐形技术、无人驾驶飞行器 (UAV)、群体水下无人驾驶飞行器 (UUV) 机器人潜艇、推进器喷水推进、磁流体动力推进、濒海舰艇和停泊驳船用于发电。全电动船舶推进概念被采用为未来美国水面战斗动力源。下一个发展或先进电力系统 (AEPS) 涉及将几乎所有船上系统转换为电力;甚至最苛刻的系统,例如航空母舰上的推进器和弹射器。它将包括新武器系统,例如现代电磁轨道炮和自由电子激光器以及飞轮和超级电容器储能系统。美国海军计划到 2030 年代中期将其 284 艘舰艇舰队扩大到 355 艘。随着高超音速武器运载系统的出现,将美国海军 (USN) 配置为具有远程无人机打击能力的小型核动力平台是未来的潮流。高超音速将由一支由小型和快速舰艇组成的分布式舰队来对抗。任何类型的导弹群威胁都对美国航母构成威胁,而它们可能会变得更小,由一组由人类驾驶的飞机指挥的无人机组成。它们将是垂直发射车,随身携带远程一次性加油机或微型核反应堆,作为长期盘旋和续航的能源。这些舰船将更小,采用核动力。常规舰船每隔几天就需要加油,而且必须配备加油机。核动力舰船的速度和续航能力要快得多。太空是下一个战场,武器平台将更多、更小、无人驾驶。航空母舰是意图和全球野心的声明,也是军事力量的明显投射。它们是一支多才多艺的强大力量,能够进行人道主义和灾难救援以及高端作战。拥有 5,000 名船员的航空母舰正面临脆弱性危机,这将导致小型舰船从分散地点发射无人机。美国海军拥有 10 艘航母,英国有两艘,中国有一艘,正在建造另一艘。一艘美国航母上有 3,000 多名水手。俄罗斯、法国和意大利各有一艘航母,印度也加入了这一行列。美国海军每年要花费 1 亿多美元来维持一艘尼米兹级航母的海上运行,这还不包括飞行作业、弹药和船员工资的费用。它们作为打击群在高威胁地区运作,包括防空驱逐舰、反潜护卫舰和攻击潜艇,以及运载食物和弹药的油罐车和固体支援舰。世界各地的海军都使用三分法则:或者说每艘在海上的船,一艘准备部署,而另一艘则返回港口进行维护。核动力航母(如尼米兹级)的航程不受限制,而常规动力航母(如伊丽莎白女王号)的航程为 10,000 英里。
许多公司都在研究聚变推进概念,包括加州理工学院的衍生公司 Helicity Space,该公司正在开发一种可扩展的脉冲概念,可直接利用聚变产物。其他公司包括由高盛和其他公司投资 8.8 亿美元的 TAE Tech、由盖茨和其他公司投资 2.5 亿美元的 Commonwealth Fusion Systems、由杰夫·贝佐斯和其他公司投资 2 亿美元的不列颠哥伦比亚省的 General Fusion、由天使投资者投资 8000 万美元的 Helion Energy 以及由雪佛龙投资 1000 万美元的 Zap Energy。鉴于即使在实验室规模下也未实现持续的长时间聚变,因此与 NTP 系统相比,聚变仍然明显不成熟。然而,基于其在任务上的优势、商业公司对较新的设计和快速生产技术的使用、以及它们最近获得风险投资基金的验证,聚变推进最终可能成为中远期可靠的技术。
空气寻找电动推进(ASEP)是一个改变游戏规则的概念,它通过提供定期重新升高以维持轨道高度,从而延长了非常低的地球轨道(VLEO)卫星的寿命。ASEP概念是由太阳能阵列驱动的太空车辆组成的,该航天车用电推进(EP)增强,同时利用环境空气作为推进剂。在1960年代首次提议,ASEP在过去十年中吸引了兴趣和研究资金的增加。ASEP技术旨在维持较低的轨道高度,这可以减少通信卫星的延迟或增加遥感卫星的分辨率。此外,在其燃油箱中存放多余气体的ASEP太空车辆可以用作可重复使用的空间拖船,从而减少了直接将卫星直接插入其最终轨道的高功率化学助推器的需求。