本文只是最簡(jiǎn)單地介紹其基本原理和數(shù)學(xué)方法。任何人類行動(dòng)或思考都可以使用語(yǔ)言，圖表，畫面來(lái)描述。也可以使用數(shù)學(xué)方式來(lái)表達(dá)，數(shù)學(xué)方式是最簡(jiǎn)要明了的表達(dá)方式。這里通過(guò)總結(jié)回顧學(xué)習(xí)lightyear電推的過(guò)程，得出兩種比較重要的工程數(shù)學(xué)方法。

1 區(qū)間評(píng)分法和多因定參法定義

區(qū)間評(píng)分法定義：

數(shù)學(xué)評(píng)分方法很多，相關(guān)理論也已經(jīng)很成熟了。本文介紹的是用于工程技術(shù)選擇和不能連續(xù)定量分析，或連續(xù)不均等數(shù)據(jù)處理的機(jī)制評(píng)分。其定義為：在分析多維、連續(xù)、間斷、均值、非均質(zhì)的數(shù)據(jù)變化，引起相關(guān)因素或結(jié)果的多維、連續(xù)、間斷、均值、非均質(zhì)的數(shù)據(jù)跟隨變化時(shí)，可以使用二位區(qū)間圖標(biāo)做一個(gè)主觀或客觀的價(jià)值評(píng)判。這一分析過(guò)程稱為區(qū)間價(jià)值評(píng)判法。區(qū)間價(jià)值評(píng)分法的步驟如下：多維拆分→區(qū)間拆分→價(jià)值準(zhǔn)則建立→價(jià)值維度選定→價(jià)值與變量擬合→修正參數(shù)整定→生成圖表。

區(qū)間價(jià)值評(píng)分法圖表分析工具如下：

區(qū)間因子和價(jià)值目標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣或文件。

二維因子價(jià)值評(píng)判坐標(biāo)體系。

圖1  正向價(jià)值坐標(biāo)   

圖2  負(fù)向價(jià)值坐標(biāo)

圖3  組合價(jià)值區(qū)間評(píng)分柱狀圖

多因定參法定義：

所有的工程目標(biāo)或系統(tǒng)都可以看成是一系列因素相互關(guān)聯(lián)，多重影響作用下的系統(tǒng)整體。這樣的系統(tǒng)整體有些可以使用非常準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型建立分析，有些可以使用小區(qū)間的數(shù)學(xué)模型分析，有些可以使用不同的區(qū)間，非關(guān)聯(lián)因素的數(shù)學(xué)模型分析。而完整的系統(tǒng)必須是這一系列因素組成的，為了達(dá)到設(shè)定目標(biāo)輸出值可以調(diào)整這一系列因素達(dá)成。系統(tǒng)整體的目標(biāo)輸出值等于所有因素的共同響應(yīng)。當(dāng)目標(biāo)輸出值的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，數(shù)學(xué)理論的其它技術(shù)方法難以采用時(shí)，系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)變動(dòng)、參數(shù)調(diào)整必須依靠?jī)r(jià)值判斷、工程經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)整定來(lái)確定。這個(gè)分析、優(yōu)化系統(tǒng)的過(guò)程稱為多因定參法。任何系統(tǒng)整體都可以看成是某個(gè)足夠微小區(qū)間的數(shù)學(xué)模型，假定輸入是系統(tǒng)輸入是x，系統(tǒng)輸出是y。則有單個(gè)因素輸出y1=外因關(guān)聯(lián)數(shù)列（x）+比列因素[Kpe(x)]+積分因素

+微分因素

+概率分布因素F(x)=P(ξ<x) (-∞<x<+∞)。有y=y1+y2+...+yn-1+yn。每個(gè)單因素的輸出yi在非同類型的情況下不可以相加減。如不同yi有關(guān)聯(lián)，只可以調(diào)整外因關(guān)聯(lián)數(shù)列。

圖4  單因素?cái)?shù)學(xué)模型建立

多因定參法系統(tǒng)分析優(yōu)化過(guò)程中，依上圖，優(yōu)先優(yōu)化外因關(guān)聯(lián)數(shù)列響應(yīng)強(qiáng)烈的單類因素yi，優(yōu)化目標(biāo)的順序依次是①外因關(guān)聯(lián)因素?cái)?shù)列確定，②設(shè)定比列因素系數(shù)，③積分因素，④微分因素，⑤概率分布因素。然后是歸零調(diào)整。

1.1 區(qū)間評(píng)分法原理及應(yīng)用

使用汽車購(gòu)買價(jià)格和性能作為例子說(shuō)明區(qū)間評(píng)分法原理及應(yīng)用。

區(qū)間價(jià)值評(píng)分法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的人常生活和工程技術(shù)上。每人消費(fèi)者都是這個(gè)方法的應(yīng)用高手，尤其是當(dāng)他們?cè)谫?gòu)買汽車的時(shí)候?？墒谴蠖鄶?shù)人并沒有采用理性的數(shù)學(xué)方法，而是感性地內(nèi)心評(píng)判。

參照網(wǎng)絡(luò)上汽車的評(píng)價(jià)體系，以價(jià)格為區(qū)間因子，因子取值6~20萬(wàn)。

以安全、空間、動(dòng)力、能耗、操控、舒適性、外觀、內(nèi)飾、配置、用車和消費(fèi)之主觀打分、消費(fèi)者購(gòu)買時(shí)間段狀態(tài)為價(jià)值評(píng)分尺度。

選擇6~20萬(wàn)普通車主的購(gòu)買力為因子區(qū)間，因子是均等的，為了更好地說(shuō)明區(qū)間價(jià)值評(píng)分法，人為地將因子變?yōu)榉蔷|(zhì)即：6~8萬(wàn)入門級(jí)，8~16萬(wàn)大眾級(jí)，12~18中產(chǎn)級(jí)，16~20萬(wàn)品質(zhì)級(jí)。

然后我們通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)及消費(fèi)者調(diào)查，產(chǎn)品銷量等數(shù)據(jù)匯總得到一定可靠的，足夠多的數(shù)據(jù)。整理如下表

表 2 購(gòu)買汽車價(jià)值評(píng)判矩陣

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成每個(gè)價(jià)值目標(biāo)的二維得分表，并得到組合評(píng)分表柱狀圖。

那么分析出來(lái)的數(shù)據(jù)將能夠?yàn)槠噺S家設(shè)計(jì)人員提供不同價(jià)格的車型應(yīng)該如何配比設(shè)計(jì)參數(shù)。銷售人員根據(jù)不同目標(biāo)人群和消費(fèi)者狀態(tài)銷售更合適的汽車，提高成交率。

1.2 多因定參法原理、演繹及應(yīng)用

使用lightyear混動(dòng)車設(shè)計(jì)過(guò)程說(shuō)明多因定參法原理、演繹及應(yīng)用。其過(guò)程如下。

不管是電動(dòng)車、燃油車還是混動(dòng)車。其最大的不同在動(dòng)力總成上。同一型車，其機(jī)械結(jié)構(gòu)和車輪驅(qū)動(dòng)、內(nèi)飾，傳感器、儀表，空調(diào)等是基本確定的。所以，我們將除動(dòng)力總成外的汽車部分稱為多因素中的穩(wěn)定因子。則汽車價(jià)值=動(dòng)力總成+穩(wěn)定因子+變量關(guān)聯(lián)修正常數(shù)列。其中動(dòng)力總成=能源+傳動(dòng)+動(dòng)力+使用便利性+環(huán)境影響因素，其他因素忽略。汽車可以有多種動(dòng)力總成如純電動(dòng)、混動(dòng)、燃料電池、燃油、燃?xì)獾鹊?。汽車價(jià)值我們采用價(jià)格來(lái)衡量。汽車價(jià)值評(píng)判我們采用表 2 購(gòu)買汽車價(jià)值評(píng)判矩陣。汽車價(jià)值目標(biāo)設(shè)定為十萬(wàn)+級(jí)別。

那么有

10萬(wàn)+=燃油+燃?xì)?燃料電池+純電動(dòng)+混動(dòng)+穩(wěn)定因子+變量關(guān)聯(lián)修正常數(shù)。

通過(guò)查閱相關(guān)資料，10萬(wàn)級(jí)別的燃料電池動(dòng)力總成是無(wú)法達(dá)到，其系數(shù)為零，不用考慮。

分別使得其中一個(gè)非穩(wěn)定因子的系數(shù)單獨(dú)為常數(shù)，其他因子為零。如

10萬(wàn)+=純電動(dòng)+穩(wěn)定因子+變量關(guān)聯(lián)修正常數(shù)。得到續(xù)航里程小于160KM的A0級(jí)純電動(dòng)車。

10萬(wàn)+=燃油/燃?xì)?穩(wěn)定因子+變量關(guān)聯(lián)修正常數(shù)。得到續(xù)航里程400+KM的B級(jí)燃油車。

10萬(wàn)+=混動(dòng)+穩(wěn)定因子+變量關(guān)聯(lián)修正常數(shù)。得到續(xù)航里程400+KM的A00級(jí)混動(dòng)車車。

以上均無(wú)法同時(shí)滿足消費(fèi)者和政策、環(huán)境要求。但是，燃油車無(wú)疑是目前最優(yōu)的解，而純電動(dòng)是期待的解?；靹?dòng)卻得到一個(gè)非常糟糕的解。是否是因?yàn)楫?dāng)前混動(dòng)并沒有根據(jù)合理的價(jià)值取向走，而走向錯(cuò)誤的道路呢？

那么正確的價(jià)值取向是什么呢？?jī)?yōu)劣互補(bǔ)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。SWOT分析法，將電動(dòng)、燃?xì)馊加蛣?dòng)力總成列出

由表3對(duì)比，及相關(guān)知識(shí)知道。汽車技術(shù)選擇沒有錯(cuò)，當(dāng)前是最優(yōu)的選擇。當(dāng)前混動(dòng)也是追求效率的技術(shù)結(jié)果。難道汽車技術(shù)就只能是這樣了嗎？

不，當(dāng)然不是。這肯定有誰(shuí)錯(cuò)了，那就是消費(fèi)者錯(cuò)了。他們使用汽車的方式錯(cuò)了。絕大多數(shù)消費(fèi)這每天的行駛里程不超過(guò)100KM，而卻指望500KM+的里程，純電車每天背著巨大電池做無(wú)用功。他們充電或加油原本只需要幾分鐘的事情，卻要開幾公里去加油，花十幾個(gè)小時(shí)充電，或者使用超大功率的充電樁充電造成電網(wǎng)沖擊。這些對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，不是最優(yōu)的使用汽車的方式。改變不了汽車，那么改變消費(fèi)這的習(xí)慣，需求一種更優(yōu)越感的消費(fèi)體驗(yàn)。

因此，lightyear結(jié)構(gòu)混動(dòng)車因此誕生了。

這是一個(gè)什么體驗(yàn)?zāi)?？消費(fèi)者可以用家庭220V 單相電3KW以內(nèi)充電功率，充電一晚上。充電過(guò)程簡(jiǎn)便，無(wú)充電樁建設(shè)成本。續(xù)航里程在160~250KM之間。滿足一天充電一次，80%的日常出行需求。Lightyear混動(dòng)車超長(zhǎng)距離的路途如1000KM的時(shí)候，從加油站租用一個(gè)增程發(fā)動(dòng)機(jī)?？梢砸淮纬潆?，滿足最少500KM里程。如果電池沒電或油箱沒有油，可以在15分鐘內(nèi)同時(shí)加油充電。而消費(fèi)者每行駛2小時(shí)的路程，通常需要休息，利用休息時(shí)間加油充電。

最重要的一點(diǎn)是，lightyear混動(dòng)車結(jié)構(gòu)在某些方面一定程度上解決了安全問(wèn)題。將風(fēng)險(xiǎn)降低了。如更少的電池電量，降低了汽車著火的風(fēng)險(xiǎn)?？梢詢?nèi)置的增程器解決了純電動(dòng)車沒電拋錨的難題。四驅(qū)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)，動(dòng)力更足安全更有保證。當(dāng)然還有一點(diǎn)就是，消費(fèi)者只買一個(gè)不帶增程發(fā)動(dòng)機(jī)的純電動(dòng)車，卻又有混動(dòng)車的功能。購(gòu)車成本大幅降低，用車成本也降低。

確定了這樣一個(gè)lightyear混動(dòng)車方向之后，采用區(qū)間評(píng)分法替換10萬(wàn)+的價(jià)格目標(biāo)。進(jìn)行定量的分析，優(yōu)化。最終會(huì)得到符合消費(fèi)者期望和良好用車體驗(yàn)的汽車產(chǎn)品。（這個(gè)優(yōu)化過(guò)程非常復(fù)雜，在這里不展開）

2 區(qū)間評(píng)分法和多因定參法適用范圍

由上面的介紹分析及應(yīng)用實(shí)例得到區(qū)間評(píng)分法和多因定參法是已經(jīng)廣泛在眾多工程實(shí)踐中應(yīng)用。本文第一次將這樣的方法用數(shù)學(xué)方式表達(dá)。這兩個(gè)方法適用于大部分工程分析過(guò)程。也適用于科學(xué)原理研究，技術(shù)方向選擇和社科領(lǐng)域研究。作者曾利用這兩個(gè)方法分析了養(yǎng)老金及退休建設(shè)方法，并得到某種有價(jià)值的結(jié)論（此處省略）。在作者日常工作的少量應(yīng)用這兩個(gè)方法。作者還通過(guò)應(yīng)用這兩個(gè)數(shù)學(xué)方法篩選出未來(lái)能源模式（太陽(yáng)能利用lightyear系統(tǒng)）會(huì)是未來(lái)能源發(fā)展方向。（當(dāng)然不僅僅是應(yīng)用這兩個(gè)方法）。此外，心理測(cè)評(píng)調(diào)查的分析也可以采用非數(shù)值的文字，使用區(qū)間評(píng)分法評(píng)估心理測(cè)評(píng)結(jié)果。生物群落或種群分布優(yōu)化可以使用多因定參法調(diào)整。

3 結(jié)論

多因定參法及區(qū)間價(jià)值評(píng)分法是很有實(shí)用價(jià)值的工程數(shù)學(xué)方法。

上篇LY混動(dòng)車設(shè)計(jì)思路來(lái)源

0 背景說(shuō)明

以地月往返的模式為命題的內(nèi)容太多，如全部詳述，總字?jǐn)?shù)不低于十萬(wàn)。本文只是最簡(jiǎn)單地介紹其基本原理和數(shù)學(xué)方法。任何人類行動(dòng)或思考都可以使用語(yǔ)言，圖表，畫面來(lái)描述。也可以使用數(shù)學(xué)方式來(lái)表達(dá)，數(shù)學(xué)方式是最簡(jiǎn)要明了的表達(dá)方式。這里通過(guò)總結(jié)回顧學(xué)習(xí)lightyear的過(guò)程，得出兩種比較重要的工程數(shù)學(xué)方法。

套用多因定參法 地月往返=y1+y2+...+yi...+yn-1+yn

地月往返的是采用多級(jí)火箭的。假定有n級(jí)火箭，每級(jí)系統(tǒng)采用yi表示。如將土星五號(hào)，和地月往返飛船，看成是一個(gè)整體，這是兩級(jí)。再將土星五號(hào)拆分成三級(jí)。那么整個(gè)系統(tǒng)是四級(jí)的。將地月往返的系統(tǒng)的速度增量拿出來(lái)，分析優(yōu)化這個(gè)系統(tǒng)。其過(guò)程如下：

參照《火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)》94頁(yè)

圖 1  地月往返需要的速度增量

由此得到公式 地月往返系統(tǒng)的速度增量性能 （17.7km/s）=y1+y2+...+yi...+yn-1+yn

yi是每一級(jí)的速度增量因子。這里設(shè)定

地面到LEO速度增量=y1，LEO到LRO速度增量=y2，LRO到月面速度增量=y3，月面到LRO速度增量=y4，LRO到LEO速度增量=y5，LEO到地面速度增量為=y6。

我們知道y1~y6為常數(shù)。如果將y1~y6套入速度增量公式

和增量噴氣速度關(guān)系

我們知道以一定質(zhì)量從地面出發(fā)，然后到達(dá)月面，最終返回地球的關(guān)系式中。外因關(guān)聯(lián)數(shù)列是y1~y6之間的質(zhì)量比，比例因子是始發(fā)質(zhì)量和增量完成后的剩余質(zhì)量，積分因子是y1~y6之間的噴氣速度，微分因子（故障率）和分布函數(shù)因子（產(chǎn)品質(zhì)量）是穩(wěn)定的，不用考慮的。按照多因定參法的優(yōu)化順序。需要最先優(yōu)化y1~y6的質(zhì)量比，就一定的技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，這個(gè)比是一定，但是考慮月球上可以生產(chǎn)補(bǔ)充燃料。那么如果能夠在月面增加燃料，那么這個(gè)優(yōu)化會(huì)是最先進(jìn)行的，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化也是最明顯的。比列因子是第二個(gè)需要優(yōu)化，比如降低最終回來(lái)到地面的質(zhì)量。積分因子是第三個(gè)優(yōu)化，分別提高y1~y6之間各個(gè)飛行器引擎的噴氣速度。積分對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)是很靈敏的。

在spacex的可重復(fù)發(fā)射火箭取得成功之后y1還可以拆分成y1.1和y1.2.其中y1.1是可重復(fù)發(fā)射火箭速度增量，y1.2是一次性上面級(jí)火箭。將可重復(fù)發(fā)射火箭單獨(dú)看成一個(gè)系統(tǒng)。則有 （17.7km/s）-y1.1=y1.2+y2+y3+y4+y5+y6。

由上面的分析知道，在月面補(bǔ)充燃料和提高飛行器引擎噴氣速度是比較有效的優(yōu)化方法。而可重復(fù)發(fā)射火箭的引入，相當(dāng)于降低了地月往返的速度增量需求。

基于上面的分析結(jié)果。我們知道y1.2，y3，y4和y6因其反應(yīng)時(shí)間短，必需是采用化學(xué)直燃的，化學(xué)燃料噴氣速度提高的空間已不多。y2和y5，即LEO和LRO之間的往返，可以采用時(shí)間換性能，積分的時(shí)間越長(zhǎng)，噴氣速度越高。這個(gè)地月往返系統(tǒng)的優(yōu)化效果越好。

可重復(fù)發(fā)射二甲醚/液氧火箭、LY電推系統(tǒng)就是這一優(yōu)化過(guò)程的結(jié)構(gòu)。具體的定量分析、及優(yōu)化過(guò)程在這里不展開。（這分析優(yōu)化過(guò)程會(huì)以比較專業(yè)文章給出，本文是科普性質(zhì)的學(xué)習(xí)筆記）

1 可重復(fù)發(fā)射二甲醚液氧火箭

可重復(fù)發(fā)射火箭的引入，大幅降低了航天器的發(fā)射成本。那么什么樣的可重復(fù)發(fā)射火箭才是最好的呢？

我們看一下下面的四種火箭燃燒反應(yīng)方程式

CH3OCH3(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l)；△H = -1455 kJ/mol

2C12H26（l）+37O2（g）═24CO2（g）+26H2O（l），△H=-17142.8kJ?mol-1

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-896kJ?mol-1

C2H8N2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4 H2O（g）△H=-2550 kJ?mol-1知二甲醚、煤油、甲烷與氧氣 和 二甲肼/四氧化二氮燃燒可做功分別為10.25MJ/KG,11.25MJ/KG,11.2MJ/KG和10.45MJ/KG。目前美國(guó)spacex在可重復(fù)利用火箭上選擇煤油作為燃料，未來(lái)還會(huì)推出選擇甲烷為燃料的BFR。中國(guó)載人航天長(zhǎng)二F火箭采用二甲肼與液態(tài)四氧化二氮作為燃料。

這是工程實(shí)踐中選擇的路徑。這樣的技術(shù)選擇是是不是最好呢？

由《火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)》知道引擎噴氣速度跟燃料燃燒所釋放能量，分子量大小，排氣壓力溫度有關(guān)。燃燒釋放能量是最關(guān)鍵的，有燃燒反應(yīng)方程式知道，甲烷和煤油的單位質(zhì)量燃料釋放能量相當(dāng)，二甲醚/液氧 和二甲肼/四氧化二氮單位質(zhì)量燃料釋放能量相當(dāng)。甲烷、煤油的比二甲醚/液氧 、二甲肼/四氧化二氮釋放多10%左右。

綜合技術(shù)實(shí)現(xiàn)難易程度，使用成本、安全等等方面的考慮，可以知道二甲醚/液氧作為可重復(fù)發(fā)射火箭的燃料是最佳。

二甲醚/液氧可重復(fù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)還會(huì)是LRO與月面往返的動(dòng)力。從地球上將甲烷、二甲醚燃料運(yùn)送到LRO。從LRO使用二甲醚/液氧可重復(fù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)給月球軟著陸登陸飛船減速。飛船利用月面上的氧氣，與從地面帶來(lái)的甲烷生成二甲醚作為從月面返回地面的燃料。這樣的技術(shù)安排可以節(jié)約從月面到地面需求燃料的80%質(zhì)量。

2 LY電推介紹

圖 2 LY電推圖示

圖2是lightyear空間電推系統(tǒng)。除二氧化碳和電弧引擎外，其他系統(tǒng)的最高溫度不超400℃。該系統(tǒng)以二甲醚和液氧為儲(chǔ)能介質(zhì)，通過(guò)重整二甲醚得到氫氣，150℃的氫氣和液氧在氫氧燃料電池反應(yīng)生成水。氫氧燃料電池的發(fā)電效率為50%。另外50%轉(zhuǎn)化為熱能，為了使得熱能能夠及時(shí)散熱，將氫氧電池的產(chǎn)物水進(jìn)行熱交換，獲得400℃的水蒸氣與二甲醚重整制氫，另外獲得99℃的液態(tài)水存儲(chǔ)起來(lái)。二甲醚重整器出來(lái)的二氧化碳經(jīng)過(guò)熱交換后溫度上升到800℃左右。將熾熱的二氧化碳送到電弧引擎系統(tǒng)，電弧引擎系統(tǒng)使用燃料電池和太陽(yáng)能電池板的電能。將二氧化碳及少量水蒸氣加熱后，以非常高的噴氣速度噴出。電弧引擎的比沖在800~1000S之間。

當(dāng)二甲醚和氧氣消耗完，重整器無(wú)法提供二氧化碳，電弧引擎系統(tǒng)使用太陽(yáng)能電池板和儲(chǔ)能電池，以存儲(chǔ)起來(lái)的水為工作介質(zhì)繼續(xù)工作。其比沖仍在800~1000S之間。

LY電推系統(tǒng)也可以使用一個(gè)功率質(zhì)量比很好的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒氫氣和氧氣，提供高功率空間電源系統(tǒng)。

2.1 空間引擎遇到的問(wèn)題

空間引擎如果使用化學(xué)直燃發(fā)動(dòng)機(jī)，如煤油/液氧，液氫/液氧發(fā)動(dòng)機(jī)。因其自帶能量，推進(jìn)效率高。但化學(xué)直燃發(fā)動(dòng)機(jī)的理論比沖很低，不超過(guò)512s。空間推進(jìn)需要高性能、高比沖的引擎。最佳的方式是電推進(jìn)，電推的種類有數(shù)十種之多。性能、技術(shù)成熟程度也差別很大。目前最有使用價(jià)值的是電弧、MPDT、等離子和霍爾引擎。而電推的難點(diǎn)在于電能來(lái)源。電能來(lái)源的難點(diǎn)在于散熱。不管是太陽(yáng)能電池板、還是化學(xué)能源。發(fā)電需要考慮工程實(shí)現(xiàn)難易程度、發(fā)電效率和熱力學(xué)第二定律即卡諾循環(huán)的限制。發(fā)電過(guò)程中沒有變成電能的能量必需通過(guò)向真空散熱將能量分散出去。不然發(fā)電系統(tǒng)和引擎系統(tǒng)將會(huì)因高溫?zé)o法工作。即便是最好的氫氧燃料電池最高發(fā)電效率也只達(dá)到60%，加之各個(gè)電能使用環(huán)節(jié)產(chǎn)生的熱能。最少有50%左右的熱能需要散發(fā)出去。

LY電推系統(tǒng)就是要解決散熱問(wèn)題，提高電推引擎推進(jìn)效率。

2.2 LY電推系統(tǒng)如果解決問(wèn)題

圖 3 常見的電推引擎

在眾多的電推引擎中，電弧是效率較高，技術(shù)實(shí)現(xiàn)程度成熟的。使用區(qū)間價(jià)值評(píng)分法將所有引擎性能、技術(shù)特性通過(guò)定量、定性分析。我們得到。當(dāng)前技術(shù)水平下，采用20~100KW的空間電源，最近搭配引擎是電弧引擎。采用100~400KW空間電源最佳搭配是MPDT。這也將會(huì)是地月往返的主要技術(shù)形式。

LY電推系統(tǒng)是靠化學(xué)反應(yīng)將熱量重復(fù)利用，采用先把水存儲(chǔ)起來(lái)，噴射二氧化碳，然后再噴射水的方法，提高了噴氣速度，減少了電源散熱要求，提高了化學(xué)能轉(zhuǎn)換電能的效率。

3 結(jié)論

LY地月往返電推如果能夠?qū)崿F(xiàn)，也許能夠成為一種新的空間動(dòng)力。二甲醚液氧火箭工程實(shí)現(xiàn)和性能更優(yōu)于煤油液氧或甲烷液氧火箭。本文可為正規(guī)從事航天事業(yè)的技術(shù)人員提供更多可能性。LY電推和二甲醚液氧火箭的突出性能。如果工程實(shí)踐，其性能如本文所描寫的相近，那么這兩個(gè)新概念的航天器將能夠?qū)崿F(xiàn)在月球維持一個(gè)數(shù)萬(wàn)人的探索站。當(dāng)然，這里寫的內(nèi)容不一定正確，也可能實(shí)現(xiàn)不了。

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