Hvordan beregne Thrust for en Electric Power System

Tenk drivstoffregningenfor romfergen . Det er vanskelig nok å fylle bilen med 16 liter vanlig gass , så tenk det koster å fylle en 526 000 - gallon tank med rakettdrivstoff . Og det er bare å frakte en satellitt i bane . En gang i bane , satellitter har til jet seg rundt med drivstoffet de har brakt seg selv . Romfart er dyrt, og det er en konstant søken etter mindre kostbare fremdriftsmiddel .
Den skyvekraft generert av et fremdriftssystem er proporsjonal med massen av den driv multiplisert med dens hastighet . Det vil si, et romfartøy sender 50 gram drivgass bort på 3 meter per sekund har samme skyvekraft som en annen sender 25 gram bort på 6 meter per sekund . Det er ideen bak elektrisk framdrift : Bruk mindre masse enn tradisjonelle fremdriftssystemer , men likevel utvise den raskere . Og bringe mindre masse i jordas bane betyr romfartøyet er lettere, slik at den trenger rimeligere rakettdrivstoff til å begynne med . Instruksjoner
en

Beregn avgift på drivstoff ioner . Kjemiske raketter gir fremstøt ved å blande to stoffer som reagerer og frigjør energi . Elektriske fremdriftssystemer lage sine fremstøt ved å tilføre energi til ladede atomer : ioner. For eksempel kan du ha et xenon ion med en kostnad på en .
To

Bestem massen av driv ion . Du kan finne atommasse på en periodisk tabell ; runde det av til nærmeste hele tall. Xenon , for eksempel , har en atomvekt på 131,29 , som runder til 131 atommasse enheter ( AMU ) .
3

Definer den akselererende spenning på din elektrisk fremdriftssystem . Hvis gjøre beregninger for et eksisterende system , finner du dette i systemspesifikasjoner. Hvis du designer ditt eget system , må du gjøre et guesstimate og se hvordan det fungerer . For eksempel kan du plukke 2000 volt .
4

Beregn utstrømningshastigheten av en enkelt ion . Dette er den hastigheten som det kommer ut av romskipet . Hastigheten er gitt ved: velocity = sqrt ( 2 x spenning x kostnad /masse) . For eksempel : en

hastighet = sqrt ( 2 x 1000 volt x 1,6 x 10 ^ -19 anhenger /( 131 amu x 1,66 x 10 ^ -27 kg /amu ) )
hastighet = 38 000 meter /andre
5

Beregn fremstøt ved å multiplisere hastigheten av en enkelt ion ganger massen av alle ionene kastet ut per sekund . For eksempel anta din thruster brenner 1/10 av et gram av xenon per sekund , er det thrust da :

thrust = 0,0001 kg x 38 000 meter /sekund
thrust = 3,8 newton