什么是电火箭发动机?

[拼音]：dianhuojian fadongji

[外文]：electric rocket engine

用电能加速工质（工作介质）形成高速射流而产生推力的火箭发动机。它与化学火箭发动机不同，能源和工质是分开的。电能由飞行器提供，一般由太阳能、核能或化学能经转换装置得到。工质常用氢、氮、氩或碱金属（铯、汞、铷、锂等）的蒸气。电火箭发动机比冲高、寿命长（可起动上万次，累计工作上万小时），但推力小于100牛（10公斤力），适用于航天器的姿态控制、位置保持和星际航行等。

1906年美国R.H.戈达德提出用电能加速带电粒子产生推力的设想，并于1916年进行了初步试验。电火箭发动机的推力很小，不可能用它从地面发射任何有效载荷，因此一直未能进入实用阶段。直到1957年第一颗人造地球卫星上天以后，电火箭发动机的研究才逐渐引起重视。1960年以后，苏联、美国研制出各种电火箭发动机，并进行了多次空间飞行试验。中国和其他一些国家也相继开展了电火箭发动机的研究和制造。已研制成功 100多个不同类型、不同尺寸的发动机，使电火箭发动机进入了实用阶段。

电火箭发动机由电源、电源交换器、电源调节器、工质供应系统和电推力器等组成。电源和电源交换器供给电能；电源调节器按预定程序起动发动机，并不断调整电推力器的各种参数，使发动机始终处于规定的工作状态。工质供应系统贮存和输送工质。电推力器将电能转换成工质的动能，使其高速喷出产生推力。

电火箭发动机按工质加速方式可分为三种类型：电热火箭发动机、静电火箭发动机和电磁火箭发动机。

利用电能加热工质（如肼、氨、氢等）使其气化，经喷管膨胀加速、喷出产生推力。电热火箭发动机按加热方式又可分为电阻加热式和电弧加热式两种。电热火箭发动机比冲为700～1000秒，推力为0.01～0.1牛（约10-3～10-2公斤力）。

这种发动机的工质（如汞、铯、氢等）从贮箱经过电离室电离成离子，在引出电极的静电场力作用下加速形成射束。离子射束与中和器发射的电子耦合形成中性的高速束流，喷射而产生推力。推力通常在(0.5～25)×10-5牛之间，比冲达 8500～20000秒。

利用电磁场对载流等离子体产生罗伦茨力的原理，使处于中性等离子状态的工作介质加速以产生推力。其比冲为5000～25000秒。