眾所周知，火箭在發(fā)射的時(shí)候需要很大的推力，所以它要借助推進(jìn)器。而離子推力器是空間電推進(jìn)技術(shù)中的一種，在航天器中得到實(shí)用。那么，這里所說(shuō)的離子推力又是如何產(chǎn)生的呢？看完這篇文章，你將知曉答案。
從簡(jiǎn)單講起，如果有兩個(gè)相同幾何形狀的正負(fù)電極（給它們施加電壓），那么這兩個(gè)電極之間的電場(chǎng)就像圖1-1所示的這樣，它們兩側(cè)的電場(chǎng)看起來(lái)大致相同，電場(chǎng)的強(qiáng)度也都差不多。
圖1-1
現(xiàn)在，如果我們?cè)谄渲幸粋(gè)電極上（例如正電極）放一些尖的東西，如下圖1-2所示，一切都會(huì)改變。即用一個(gè)帶尖頭的鋁箔包裹住正電極，由于尖頭比較小，所以其周圍的電場(chǎng)將比負(fù)電極更集中。 最終導(dǎo)致兩電極間的電場(chǎng)不對(duì)稱，正電極這一側(cè)比負(fù)電極這一側(cè)更強(qiáng)。
圖1-2
因?yàn)檎姌O尖頭處的電非常強(qiáng)，所以它會(huì)從周圍的空氣分子中扯下一些電子（異性相吸），如下圖1-3所示。例如從空氣氧分子中下一個(gè)帶負(fù)電的電子，尖頭處就會(huì)留下一個(gè)帶正電的氧離子。由于同性相斥，異性相吸，正氧離子在電場(chǎng)力的作用下向負(fù)電極移動(dòng)。
圖1-3
但這個(gè)移動(dòng)并沒有很順暢，在奔向負(fù)電極的途中，因?yàn)橹車衅渌諝夥肿，正氧離子會(huì)撞到那些空氣分子，并被反沖回來(lái)，如下圖1-4所示。
圖1-4
力的作用是相互的，在正氧離子被反彈回來(lái)的同時(shí)，那些被撞的空氣分子也會(huì)被撞飛，如下圖1-5所示。由于正氧離子被反彈回來(lái)，除了又會(huì)撞到其他空氣分子之外，也會(huì)對(duì)正電極產(chǎn)生排斥力的作用（同性相斥）。
圖1-5
以上的整個(gè)過(guò)程意味著，如果我們將一些空氣分子電離，它將產(chǎn)生一種通用的中性風(fēng)，這種風(fēng)會(huì)對(duì)電極或周圍的物件產(chǎn)生推力。
風(fēng)沒有帶電，它是中性的，而且威力不小，例如我們可以用它吹滅蠟燭，如下圖1-6所示。點(diǎn)燃一根蠟燭，打開電壓，蠟燭被吹滅了。所以這真的是很神奇，我們能夠在沒有任何移動(dòng)部件的情況下產(chǎn)生風(fēng)。
圖1-6
這個(gè)推力也可以反作用于非固定的尖端，例如像下圖1-7所示的這樣，在正電極上放置一個(gè)小飛鏢，力在這尖端部分將飛鏢推動(dòng)，所以它立即旋轉(zhuǎn)成一個(gè)圓圈。
圖1-7
小飛鏢能夠旋轉(zhuǎn)是因?yàn)樗陨衔乃龅姆绞疆a(chǎn)生了中性風(fēng)，并且這種風(fēng)導(dǎo)致離子被推回正電極，正電極將小飛鏢其推成一個(gè)圓圈。當(dāng)然，你也可以把小飛鏢放在負(fù)極上，它也會(huì)產(chǎn)生相同的效果。
這意味著如果我們可以創(chuàng)建一個(gè)平面，和一種可以產(chǎn)生高電壓的機(jī)載電源，就可以推動(dòng)飛機(jī)行駛，如下圖1-8所示。我們只需要在飛機(jī)前進(jìn)方向的反方向制作一個(gè)尖端，它就會(huì)產(chǎn)生這種中性風(fēng)，推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)。
圖1-8
為了便于觀察效果，我們用兩個(gè)小飛機(jī)綁到一起，它們受力時(shí)將會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)在，我們只是將它們連接到到電源的一個(gè)電極上，電源上沒有任何其他東西可以使這些飛機(jī)旋轉(zhuǎn)，它們的旋轉(zhuǎn)完全來(lái)自飛機(jī)后部的推力。
但是，這種離子推力依賴于空氣中的分子，如果它處于完全真空狀態(tài)，飛行器將無(wú)法使用離子推力推動(dòng)自己前進(jìn)。
綜上，你知道離子推力是怎么來(lái)的了嗎？
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