激光离子脉冲发动机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 20:46:15
[原理]
采用超高能激光定向产生高温高压等离子脉冲气流作为工质推动。比冲量可以接近离子发动机,而且可以达到接近航空发动机的输出功率。


上面这张看似相当科幻的激光照片来自于Los Alamos National Laboratory实验室,而图中的主角就是被命名为Trident Laser的激光束。该团队对此解释道,来自底部超强激光束的红外线击中了图中心的厚箔靶,而激光脉冲所产生的电离气体的温度甚至超出了太阳中心温度的好几倍。值得一提的是,虽然温度极高,但是等离子脉冲持续的时间仅有万亿分之一秒,因此激光并不会消失,而在如此短暂的时间内却仍然发生了诸多令人惊奇的现象。

首先是厚箔靶上的许多电子被加速到了接近光速的状态,另一些离子则获得了几千万伏的能量。另外,图中的绿光来自于激光与等离子脉冲界面的二次谐波,而橙色条纹则代表了厚箔靶部分碎片的弹跳运动轨迹。

接下来是脑洞部分。
[脑洞]
1、首先要解决超大功率激光小型化的问题,在目前神光III工程基础上建立一个分支项目,研究小型化的超大功率激光。
2、要解决工质来源。在大气层内应该充分利用大气,然后注入一些重金属粉尘。入轨以后才全部使用自身所携带的工质。
3、要解决能量密度及转换问题。化学火箭的工质本身就是高能量密度物质,直接采用燃烧方式就可以获得能量转化。超大功率激光需要超大瞬时功率的电能,这个只能在强迫储能和空间堆方面动脑筋了。
4、发射方式可以采用电磁抛射或大型高速货运机高空抛射两种方式,当然如果能够解决能量密度的问题,直接冲地面起飞也不是不可以。

以上还只是正常脑洞,或者叫白日梦。但是下面由于脑洞太大,直接叫“黑洞”好了。

[黑洞]
如果激光产生等离子脉冲阶段进一步提高温度、功率会怎么样呢?骚年,就是你所想的那个答案:可控核聚变!
对于超大质量规模的太空移民船、歼星舰之类的,我们就可以上聚变离子脉冲发动机了。基本上就是弄一套惯性约束核聚变装置到船尾,然后用激光点火。定向控制聚变产生的巨大的等离子体脉冲来推动船体前进。

兔子的征途是说好的星辰大海![原理]
采用超高能激光定向产生高温高压等离子脉冲气流作为工质推动。比冲量可以接近离子发动机,而且可以达到接近航空发动机的输出功率。


上面这张看似相当科幻的激光照片来自于Los Alamos National Laboratory实验室,而图中的主角就是被命名为Trident Laser的激光束。该团队对此解释道,来自底部超强激光束的红外线击中了图中心的厚箔靶,而激光脉冲所产生的电离气体的温度甚至超出了太阳中心温度的好几倍。值得一提的是,虽然温度极高,但是等离子脉冲持续的时间仅有万亿分之一秒,因此激光并不会消失,而在如此短暂的时间内却仍然发生了诸多令人惊奇的现象。

首先是厚箔靶上的许多电子被加速到了接近光速的状态,另一些离子则获得了几千万伏的能量。另外,图中的绿光来自于激光与等离子脉冲界面的二次谐波,而橙色条纹则代表了厚箔靶部分碎片的弹跳运动轨迹。

接下来是脑洞部分。
[脑洞]
1、首先要解决超大功率激光小型化的问题,在目前神光III工程基础上建立一个分支项目,研究小型化的超大功率激光。
2、要解决工质来源。在大气层内应该充分利用大气,然后注入一些重金属粉尘。入轨以后才全部使用自身所携带的工质。
3、要解决能量密度及转换问题。化学火箭的工质本身就是高能量密度物质,直接采用燃烧方式就可以获得能量转化。超大功率激光需要超大瞬时功率的电能,这个只能在强迫储能和空间堆方面动脑筋了。
4、发射方式可以采用电磁抛射或大型高速货运机高空抛射两种方式,当然如果能够解决能量密度的问题,直接冲地面起飞也不是不可以。

以上还只是正常脑洞,或者叫白日梦。但是下面由于脑洞太大,直接叫“黑洞”好了。

[黑洞]
如果激光产生等离子脉冲阶段进一步提高温度、功率会怎么样呢?骚年,就是你所想的那个答案:可控核聚变!
对于超大质量规模的太空移民船、歼星舰之类的,我们就可以上聚变离子脉冲发动机了。基本上就是弄一套惯性约束核聚变装置到船尾,然后用激光点火。定向控制聚变产生的巨大的等离子体脉冲来推动船体前进。

兔子的征途是说好的星辰大海!
这属于脱裤子放屁,比普通的电推效率差多了。
但是普通电推能有这个功率?也就跟太空树懒没啥差别。
但是普通电推能有这个功率?也就跟太空树懒没啥差别。
目前普通电推真比这个强,这个平均功率不高
starsea 发表于 2016-5-18 11:55
这属于脱裤子放屁,比普通的电推效率差多了。
电推功率上不去管什么用??不是一个应用领域的东西你这是乱比较。
大功率激光器的能量来源于何处?
大功率激光器的能量来源于何处?
脑洞之原生黑洞伽马射线发电机。
目前普通电推真比这个强,这个平均功率不高
从能量转移的角度来说,发动机的功率上限受超大功率激光器的平均输出制约。
国家点火装置NIF的输出达1.85MJ,瞬时功率500T瓦。所以,超大功率激光器还是大有可为的。

Kamel 发表于 2016-5-18 20:48
脑洞之原生黑洞伽马射线发电机。


脑洞到黑洞阶段就可以解决了。
主要能量来自核聚变,激光只是点个火。
而且可以在临界状态下通过控制激光点火核聚变的频率来控制输出功率,解决精确控制推力大小的问题。
普通的脑洞阶段只能寄希望于空间堆,把福特号航母的技术继续延伸小型化就好了。在入规后空间堆点火,能量就来了。在大气层内,只能靠储能装置提供能量。
Kamel 发表于 2016-5-18 20:48
脑洞之原生黑洞伽马射线发电机。


脑洞到黑洞阶段就可以解决了。
主要能量来自核聚变,激光只是点个火。
而且可以在临界状态下通过控制激光点火核聚变的频率来控制输出功率,解决精确控制推力大小的问题。
普通的脑洞阶段只能寄希望于空间堆,把福特号航母的技术继续延伸小型化就好了。在入规后空间堆点火,能量就来了。在大气层内,只能靠储能装置提供能量。
到黑洞阶段就可以解决了。
主要能量来自核聚变,激光只是点个火。
而且可以在临界状态下通过控制激光 ...
之所以叫脑洞是因为,一是原生黑洞理论上存在,但未实际证实。二是原生黑洞目前无法保存,更不要提其他方面的控制了。
mmarquis.h 发表于 2016-5-18 21:17
到黑洞阶段就可以解决了。
主要能量来自核聚变,激光只是点个火。
而且可以在临界状态下通过控制激光 ...
都到用核聚变的能量,还需要这么复杂的转换过程吗?
之所以叫脑洞是因为,一是原生黑洞理论上存在,但未实际证实。二是原生黑洞目前无法保存,更不要提其他方 ...
黑洞指的是超级脑洞,不是真的弄个黑洞到飞船上。
都到用核聚变的能量,还需要这么复杂的转换过程吗?
所以,能够可控核聚变了,就直接弄个惯性约束聚变堆到船尾当炮仗点。
点着的等离子体也不用发电了,直接定向向后喷射。
这类推进器在比冲上仍较低。