磁力驱动技术与设备 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:赵克中

出品人:

页数:374

译者:

出版时间:2004-2

价格:30.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502550837

丛书系列:

图书标签:

• 磁力驱动技术与设备
• 磁力驱动
• 磁力耦合
• 无泄漏
• 密封技术
• 机械工程
• 自动化
• 工业设备
• 传动技术
• 新型驱动
• 节能技术

《空间探索的未来：新型推进系统与星际航行》 图书简介 本书深入探讨了当前以及未来空间探索任务中，对革命性推进技术的需求与发展现状。随着人类对深空探测兴趣的日益高涨，传统的化学火箭系统在效率、载荷能力和任务时长等方面已显现出其局限性。因此，本书聚焦于那些有潜力彻底改变我们进入和穿越太阳系乃至更远星际空间方式的前沿推进技术。 全书结构清晰，分为四个主要部分，旨在为航空航天工程师、物理学家、以及对未来航天事业抱有热情的读者提供一个全面而深入的视角。 --- 第一部分：现有推进技术的瓶颈与新时代的呼唤 (The Limitations of Conventional Propulsion and the Call for a New Era) 本部分首先对当前主流的化学火箭推进系统进行了系统的回顾与批判性分析。我们详细阐述了火箭方程（Tsiolkovsky Rocket Equation）的严格约束，以及高比冲（Specific Impulse, $I_{sp}$）和高推力（Thrust）之间的根本性矛盾。 核心内容包括： 1. 化学推进的能量密度极限： 分析了液氧/液氢、煤油等主流工质的能量存储效率，并讨论了它们在执行跨行星甚至星际任务时，所需燃料质量的指数级增长问题。 2. 深空任务的时间尺度挑战： 以火星载人任务为例，探讨了现有技术下漫长的地火转移轨道（Hohmann Transfer）对宇航员健康和任务经济性的影响，强调了缩短飞行时间的重要性。 3. 小行星与彗星探测的需求： 阐述了针对轻小目标的高精度、低能耗机动需求，这是化学推进难以满足的精细控制领域。 4. 对高效率、长寿命系统的迫切需求： 确立了下一代推进系统必须在极高的 $I_{sp}$ 基础上，兼顾可操作的推力水平和系统长期运行的可靠性。 --- 第二部分：电推进系统的精进与突破 (Advancements and Breakthroughs in Electric Propulsion) 电推进技术被视为连接现有技术与未来星际航行的关键桥梁。本部分聚焦于如何通过电磁场或静电场高效地加速工质，以实现极高的排气速度。 详细章节覆盖了： 1. 霍尔效应推力器（HETs）的迭代升级： 详细分析了多栅格结构、高功率密度设计以及新型磁屏蔽技术如何提高霍尔推力器的效率和使用寿命。特别关注了氙气以外的新型惰性气体（如氪、氩）作为工质的适应性研究。 2. 离子推力器的深度优化： 探讨了栅格带电与溅射问题，并介绍了双腔结构、束流中和技术（Beam Neutralization）的最新进展。针对深空任务，我们对远距离空间站的电力供应及其对离子推力器功率匹配的需求进行了建模分析。 3. 可变比冲推力器（Variable Specific Impulse Thrusters, VASIMR）： 对等离子体推进中磁场对等离子体加热和约束的物理机制进行了深入的理论阐述。分析了其在任务剖面中灵活切换高推力/低 $I_{sp}$ 与低推力/高 $I_{sp}$ 模式的潜力，尤其适用于快速往返任务。 4. 脉冲等离子体推力器（PPTs）与微推进技术： 介绍了微小卫星（CubeSats）和姿态控制系统（Attitude Control Systems, ACS）中对高精度、低功耗推进器的需求，以及电磁推力器在这些领域应用的最新成果。 --- 第三部分：核能驱动的终极潜力 (The Ultimate Potential of Nuclear-Powered Propulsion) 核能是实现人类快速进入太阳系外围，并大幅缩短载人深空旅行时间的唯一被公认的能量来源。本部分严格区分了不同类型的核推进技术，并评估了它们的技术成熟度和潜在风险。 重点分析了以下革命性概念： 1. 核热火箭（Nuclear Thermal Propulsion, NTP）： 详尽分析了固态核反应堆为液态氢提供能量的原理，通过提高排气温度（远高于化学反应的燃烧温度）来显著提高 $I_{sp}$。本书对反应堆材料的耐高温性能、安全停堆机制以及地面测试的复杂性进行了批判性的讨论。 2. 核电推进（Nuclear Electric Propulsion, NEP）： 探讨了小型化、高可靠性的空间核反应堆（如Fission Surface Power, FSP）如何为高功率电推系统提供能源。着重分析了热电转换效率、辐射屏蔽设计，以及反应堆启动和远程操作的挑战。 3. 前沿概念——核脉冲推进（Orion Concept Revisited）： 虽然争议性较大，但本书仍对其核心物理原理进行了客观描述，探讨了使用可控核爆炸作为推力源的可能性，特别是针对逃逸太阳系的需求。我们关注了对结构材料冲击负载的缓解技术研究。 4. 聚变推进的理论基础： 对未来聚变反应堆（如磁约束或惯性约束）一旦小型化成功后，对实现高推力、高 $I_{sp}$ 飞行的颠覆性影响进行了前瞻性分析。 --- 第四部分：超越工质的范式转变——光帆与引力辅助 (Paradigm Shifts Beyond Reaction Mass: Solar Sails and Gravitational Aids) 本部分将目光投向那些完全或部分摒弃携带传统工质的推进方式，它们代表了对“携带燃料”这一传统观念的彻底超越。 核心技术包括： 1. 太阳帆（Solar Sails）与激光帆（Laser Sails）： 详细介绍了光子动量转移的基本原理，以及如何通过巨大的、超轻薄的膜结构捕获太阳辐射压力。我们重点分析了用于微小探测器（如LightSail, IKAROS）的实际部署技术，并对使用地面或轨道激光阵列驱动的“星光驱动器”（Breakthrough Starshot）进行了详细的工程可行性评估，包括光束瞄准精度和膜的结构完整性。 2. 引力弹弓与行星际机动： 探讨了如何最大化利用行星的引力势能，优化任务路径。这部分不仅仅是轨道力学的复习，而是将引力辅助与低推力电推进的长期、连续加速相结合的“引力-电混合机动”策略。 3. 概念性推进：突破限制的思考： 简要概述了尚处于理论物理阶段的概念，例如曲速场（Warp Drive）的爱因斯坦场方程约束，以及利用零点能等前沿物理现象的推进设想，旨在激发读者对基础物理学在航天工程中应用的思考。 --- 总结与展望 本书最后一部分总结了不同推进系统在不同任务阶段（近地轨道、行星际、星际）的适用性矩阵，并对未来三十年内最有可能实现工程化的技术路线图进行了预测。它强调了材料科学、高功率电子学以及先进等离子体物理学是推动下一代空间探索进步的共同关键因素。本书力求在严谨的科学基础上，为下一代航天工作者指明方向，共同迎接人类走出太阳系的挑战。

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这本书的实践指导性是我最为看重的一点，毕竟理论终归要落地。我特别留意了其中关于设备选型和故障排除的章节。这部分内容写得非常实用，提供了一系列清晰的流程图和“如果...那么...”的判断矩阵，对于现场工程师来说无疑是一本救急手册。作者显然有着丰富的工程经验，他对实际操作中可能遇到的各种“坑”都做了细致的标注，比如不同环境温度对设备寿命的影响、以及常见的装配公差对运行稳定性的制约等等。唯一让我感到有些遗憾的是，在数字化和智能控制这一块的篇幅相对较少。在当前的工业4.0背景下，如何将高级算法，例如基于机器学习的预测性维护集成到这些设备中，这本书的涉及比较保守，更多地停留在传统的PID控制和逻辑控制层面。这或许是受限于出版周期，但对于追求高精度和高度自动化的读者来说，这部分内容略显滞后了。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了一种深邃的蓝色调，搭配着简洁的银色字体，透露出一种专业而又前沿的气息。拿到手里掂量了一下，分量十足，光是这份厚重感就让人对接下来的阅读充满了期待。我尤其欣赏作者在排版上的用心，字体大小适中，行距舒适，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。插图和图表的质量也是一流的，那些复杂的机械结构图被绘制得清晰明了，即便是初学者也能大致把握其工作原理。不过，我翻阅了目录，发现它似乎更侧重于某个特定领域的研究，比如对特定类型电机的详细剖析，而对于更宏观的、跨行业的应用案例介绍似乎略显不足。如果能在章节的开头或结尾增加一些“产业前瞻”或者“未来趋势”的小栏目，或许能让这本书的知识体系更加完整，更具启发性。整体而言，从纸张的质感到内页的布局，这本书在物理层面上已经达到了专业教材的水准，让人愿意细细品味。

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从学术深度来看，这本书的文献引用和参考文献列表做得相当扎实，几乎涵盖了近二十年的重要研究成果，显示出作者扎实的学术功底和严谨的研究态度。它在某个特定子领域的深度挖掘是令人印象深刻的，特别是关于某一类特殊工作模式下的能量反馈机制的分析，写得极为透彻，甚至提出了几个值得进一步研究的开放性问题。这种勇于探索未知领域的精神非常值得称赞。不过，作为一本综合性的技术著作，它在不同技术路线之间的对比分析上略显单薄。例如，当讨论到两种主要的技术路径A和B时，作者更多的是分别详细阐述各自的优势，却缺少一个横向的、量化的比较分析框架，比如从成本、能耗、维护复杂度等多个维度进行打分和权衡。这样的对比能更好地帮助决策者选择最适合自身需求的解决方案，而不是仅仅依赖于对单一路径的深入了解。

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这本书的语言风格非常严谨，带着一种教科书特有的那种不容置疑的权威感。阅读时，我感觉自己仿佛坐在一个资深教授的课堂上听课，每一个定义、每一个结论都经过了反复的推敲和验证。作者的行文逻辑严密，层层递进，从基础原理到复杂应用，过渡自然流畅，极大地降低了理解难度。然而，这种高度的专业性也带来了一个小小的副作用：对于那些背景相对薄弱的读者，可能需要极大的耐心和专注力才能完全消化其中的信息量。书中的术语定义非常精确，但偶尔会出现过多的缩写词汇堆叠，尤其是在介绍新概念的章节中，如果能为初次出现的缩写提供更清晰的上下文解释或在页边注明确指，将会对非专业领域的读者更加友好。总而言之，这是一本值得反复研读的工具书，但它更像是为已经具备一定知识储备的工程师或研究生量身定制的深度参考资料。

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我花了些时间浏览了这本书的绪论部分，它对该技术领域的发展历程梳理得非常到位，几乎可以称得上是一部微型的技术编年史。作者没有堆砌枯燥的理论，而是巧妙地穿插了一些历史上的关键技术突破点和背后的工程师故事，使得整个叙述过程生动有趣，极大地激发了我的求知欲。然而，在深入到核心理论推导时，我发现有些公式的推导过程显得有些仓促，尤其是涉及高阶偏微分方程的部分，似乎默认读者已经具备了深厚的数学基础。对于希望自学并理解每一个细节的读者来说，这里可能需要借助其他的数学参考书才能完全跟上作者的思路。另外，书中对一些新兴的材料科学在驱动技术中的应用探讨得不够深入，感觉像是点到为止，没有充分展现出当前科研的前沿动态。如果能增加一些关于高性能永磁材料或新型导电材料对效率提升的具体影响分析，那这本书的价值无疑会再上一个台阶。

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TH132/143 苏图 自科(主馆四楼) 1

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