Jak vypočítat tahu pro Electric Power System

Představte si účet paliva pro Space Shuttle . Je to dost těžké naplnit svůj vůz s 16 litry obyčejné plynu , takže si představit, že náklady na vyplnění 526.000 galonů nádrž s raketovým palivem . A to je jen k převozu družici na oběžnou dráhu . Jakmile se na oběžné dráze , satelity muset jet sám kolem s palivem , které si sami přinesli . Cestování vesmírem je drahé , a tam jeneustálé hledání méně nákladnou formu pohonu . Pračcestrčení generovaný pohonného systému je přímo úměrná hmotnosti hnacího vynásobená jeho rychlosti . To znamená, žesonda vysílá 50 gramů pohonná hmota ve vzdálenosti ve vzdálenosti 3 m za sekundu , má stejný tah jako další odeslání 25g daleko na 6 metrů za sekundu . To jemyšlenka elektrický pohon : Použijte menší hmotnost než tradiční pohonné systémy , ale vyloučit to rychleji . A přináší menší množství do zemské oběžné dráze znamená, že sonda je lehčí , takže je potřeba méně nákladné raketové palivo prozačátek . Pokyny dovolená 1

Spočítejte poplatek na pohonných iontů . Chemické rakety poskytují tah tím, že míchá dvě sloučeniny , které reagují a uvolňují energii . Elektrické pohonné systémy vytvořit svůj tah tím, že přidá energii na nabitých atomů : ionty . Například , mohli byste mít xenonovou iont s poplatkem 1 .
2

Určete hmotnost své hnacího iontu . Najdete atomové hmotnosti na periodické tabulce; zaokrouhlit jej na nejbližší celé číslo . Xenon , například , má atomovou hmotnost 131,29 , což se zaokrouhlí na 131 atomových hmotnostních jednotek (AMU ) .
3

Definujte urychlující napětí vaší elektrické pohonného systému . Pokud provádění výpočtů pro stávající systém , najdete to ve specifikacích systému . Pokud jste vytvořením vlastního systému , budete muset udělat hrubý odhad a uvidíte, jak to funguje . Například byste mohli vybrat 2000 voltů .
4

Vypočítejte rychlost výstupu jediného iontu . To je rychlost , při které vystoupí na kosmické lodi . Rychlost je dána vztahem: rychlost = sqrt ( 2 x napětí x náboj /hmotnost) . Pro příklad :

rychlost = sqrt ( 2 x 1000 voltů x 1.6 x 10 ^ -19 coulombs /( 131 amu x 1,66 x 10 ^ -27 kg /amu ) )
rychlost = 38000 m /druhý
5

Vypočtěte tah vynásobením rychlosti jednoho časů iontovémasových všech iontů vyvržených za sekundu . Předpokládejme například, že váš Raketa hoří 1/10 gramu xenon za sekundu ,tah je pak :

tah = 0,0001 kg x 38.000 m /s br tah = 3,8 newton