他在暗中搞事情！在仅4年时间里，我们就实现了一项重要的突破。

2024年刚刚开始，中国航天六院801所宣布，50 MW级别的双环嵌套霍尔推力器，已顺利点火，外环单环点火，双环同步点火。

在此之前，双环霍尔推力器仅由美国、俄罗斯两国控制，而中国则是世界上第三个研制成功的双环嵌套霍尔推力器。

所以，霍尔推力器是什么？这是干嘛用的？如果我们国家在这项技术上取得了重大的突破，将会给科学技术带来怎样的影响？

霍尔推力器是什么？

1879年，美国物理学家霍尔发现，如果将带电的导体置于磁场中，洛伦兹力将使导体中的电荷偏移，并在导体的两边形成霍尔电压，该电场将推动离子向内流动，这一现象称为霍尔效应。

霍尔推力器采用的是霍尔效应，它以离子发生器为核心，在里面放入氩气和氙气等离子化的惰性气体，然后在霍尔效应的作用下，将离子以10-80千米/秒的速度向外推，形成反作用力。

作为一台电动推进器，它就如同一只无形的大手，推动着航天器向前推进。

就拿中国的“天宫”来说，四个霍尔推进器加起来也就只有0.32牛的推力。

打个比方，推一颗普通的鸡蛋，所需的推力是0.5牛，而天宫上四台霍尔推进器加起来，连一颗鸡蛋都做不到，更别说是一张纸了。

天和核心舱的重量大约22.5吨，之后又与问天舱、梦天实验舱进行了对接，每个实验舱的重量都在23吨左右，组成了一个 T型的空间站，总重量达到了68.5吨。

天和核心舱之间，还连接着一艘7.8吨重的货船，以及一艘13.5吨重的货船，这两艘货船的总重量，将天宫号的总重量提升到了89.8吨。

那么问题就来了，一台霍尔推力器，如果连一颗鸡蛋都无法撼动，又如何能够将一座90吨级的太空站推得动？

这就是宇宙中的能量来源。在地心引力的影响下，如果飞行器的初速达到一定程度，那么它就能在不借助外力的情况下完成绕地飞行。当然，这一切都是建立在没有空气阻力的情况下。

天宫太空站位于离地面大约四百多公里的地方，那里并非完全真空，只是一层高温大气。

它的密度只有地球表面的千亿分之一，而且是一种高离子化的气体，尽管它的密度很小，但依然会对空间站的运行产生巨大的影响。

经过测算，在没有任何干涉的情况下，空间站将每月在轨道上降低2千米，因此需要依靠引擎来调节其飞行姿态与轨道高度。

天宫空间站上安装了四个霍尔推力器，用于对太空站的轨道高度进行调节，霍尔推力器所能提供的推力并不大，但却具有持久性，只要一天不间断地工作，便可以将其提升到0.7m/s的速度。

因为它不消耗任何燃油，可以极大地节约成本，同时还可以减少对化学燃料的消耗量，因此在航天领域有着举足轻重的地位，马斯克在 SpaceX公司制造的许多“星链”卫星上，都安装有类似的推进装置。

如果是传统的火箭引擎，天宫太空站一年就得花上两亿美元，还不一定能起到多大的作用。

原因无他，火箭引擎的推力实在是太大了，以至于在调整轨迹上，它的性能远不及小推力引擎，因此，对于一国的航天工业而言，霍尔推力器的研究，无疑是一件非常重要的事情。

霍尔推力器研究进展

苏联科学家于1960年代研制出第一代霍尔推力器，1972年气象卫星升空后，首次采用霍尔推力器。

苏联认为这种推力装置非常有效，于是又进行了更深层次的研究，二十多年间，苏联向太空发射了不下百个霍尔推力器。

美国也曾在霍尔推力器上做过一些研究，但一直没有什么实质性的进步，反而把重心转移到了离子推力器上。

苏联解体之后，美国和俄罗斯在1992年共同研制了一种名为SPT-100霍尔推力器的前苏联。

美国宇航局喷气推进实验室、格伦研究中心和美国剑桥空军实验室合作，共同研究苏联遗留下来的霍尔推力器。

美国于1998年开展了BPT-4000型霍尔推力器试验，其推力0.27牛，并据此开发了XR-5型霍尔推力器。

美国密歇根大学在2009年与军队合作，研制出了一种能产生0.401牛的H-6霍尔推力器，通过电磁屏蔽的方式，将其与等离子体隔绝，从而极大地提高了发动机的寿命。

美国于2017年展出了全新一代X3型霍尔推力器，其采用嵌套式结构，采用三条排气道，输出功率可达100W，最大推力可达5.4牛，将霍尔推力器推向了一个高功率的时代。

高功率霍尔推力器因其具有大推力、高比冲和结构简单、可靠等优点，也是当前国内外研究热点，具有广阔的空间应用前景。

而美国采用的嵌套结构，其可调范围宽，推力密度高，与传统单环霍尔推力器相比，在同等功率下体积大幅缩小，更有利于其在空间飞行器中的安装与使用，为高功率航天电推进平台的发展开辟了广阔的发展空间。

这项技术被发明出来后，世界上只剩下了俄罗斯和美国两个国家，在霍尔推力器方面，他们是世界上最顶尖的。而现在，我们国家已经取得了突破性的进展。

论“四级跳”在我国的发展

80年代末，中国把载人航天事业纳入“863”规划，并启动了对载人航天项目的可行性论证。

中国航空工业六院801所，是以太空推进为主要研究方向，为国家的载人航天事业做出自己的贡献。

801所于1994年在国内率先开展霍尔电推进研究，1998年中国第一个霍尔推力器在北京成功点火，并于2000年通过了国家级认证，使霍尔推力器在国际上取得了零的突破。

这些都是霍尔推力器实现跨越式发展的重要保证。自2020年起，霍尔推力器的研发工作步入高速发展阶段，只用了不到4年的时间就完成了“四级跳”。

2020年，国内第一台20 kW功率霍尔推力器成功点火实验，实现了国内霍尔推力器在功率上的突破，向着世界先进水平迈进。

2021年，我国将在我国空间站搭载霍尔推力器，节省了大量燃油，这是国内第一次将霍尔推力器投入使用，并获得了较好的结果。

2022年，510所研制的单路霍尔推力器，其最大推力可达4.6牛，达到了美国X3型多路霍尔推力器的技术水准。

如今801所又有了新的突破，成功地掌握了嵌入式霍尔推力器的核心技术，使我国在这方面的技术水平达到了美、俄等国的水平，并在实用化方面取得了长足的进步。

另外还有一点，那就是美国的X3型霍尔推力器采用了三路，通俗点说就是三路单路加起来，可以达到5.4牛的最大爆发力。

而现在，我们又掌握了双环嵌套技术，可以同时使用两个信道，这其中的意义不言而喻。

801所在30余年的时间里，不断地进行创新，在航天领域取得了许多重要的科技成果，霍尔推力器仅仅是它的一个重要组成部分。

正是靠着这些人的不懈努力，我们的太空技术正在逐步缩短和国际上的差距，勇往直前，勇往直前！

要知道，航天工程本身就是一项复杂的系统工程，在一种技术上取得了突破性的进展，并不意味着它的整体实力就已经达到了一定的水平。

我们的太空技术起步较晚，基础比较薄弱，同美、俄、欧等先进国家还有很大的距离，我们的科学技术人员还有很大的进步空间。

与此同时，当今太空工业日益走向国际化，打破国界、融合国际势力已成为一种必然的趋势。

在面对外太空的时候，人类从来都是一体的，而这次的危机，也是人类共同面对的问题。

我们已同五十多个国家和国际组织进行了空间方面的国际合作。

今后，我们将在联合国和金砖国家等多边组织的框架下，开展国际卫星数据共享和境外数据应用中心建设，让更多的人共享空间开发成果。

让我们一起为中国航空业的腾飞而欢呼吧！

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