关于23AD等离子燃料推进做为飞船动力理论情况的简报
等离子燃料推进
等离子燃料推进是指用约束等离子体储存能量,并通过引擎使其回归正常态从而释放能量,并加速其正常态产物作为工质喷射,从而推进飞船的推进方式。
等离子的能量可以认为源于由其完全电离电子相对原子核的电势能。当等离子回归正常态时,电子回到低能量的原子轨道从而释放能量。
化学能可以认为是分子参与化学反应的电子的电势能。由于完全电离态的电子能量高于任何常态分子中(轨道上)的电子,因此等离子的能量密度理论上高于任何一种化学燃料(注意:化学燃料在计算能量时一般不计入氧化剂(通常是空气中的氧气)的质量,因此在此比较能量密度时请把氧化剂质量加回来)
氢等离子是量密度较高而易获取的等离子。每个氢原子有一个电子,电离电子的能量为Ea,每克氢含一摩尔Na个氢原子。可得氢等离子的能量密度为:
E(氢等)=1EaNa1000=约1.310^9焦/千克
相比之下,高标聚变燃料为约6.310^14焦/千克,约为其48万倍,氢-氧为1.5810^7焦/千克(单氢为1.43*10^8焦/千克)

以理想状况,其能量全部赋予产物(氢)转化为动能,代入动能定理式得喷气速度约为1.7空间节。
代入火箭方程, 氢等离子燃料推进的载荷/总质量比(2次加速)分别约为:
21%,1.3节(三个月地火)
1.1%,3.8节(一个月地火)
相比之下,高标聚变的荷总比均超过99%。
很明显,使用氢等离子燃料推进即使在最慢速度下,也远超33%燃料比例的可接受范围。涉及的大量设备基础,加之长时间约束等离子的需求等,可以认为其存在经济性优势的可能性渺茫。
而化学燃料、电池的效率还远在此之下。因此, 等离子燃料及以下的推进方式,在23AD大规模用于飞船是难以接受的。