动力定位系统的应用

动力定位系统首先在海洋钻井船、平台支持船、潜水器支持船、管道和电缆敷设船、科学考察船、深海救生船等方面得到应用，其主要原理是利用计算机对采集来的环境参数（风、浪、流），根据位置参照系统提供的位置，自动地进行计算，控制各推力器的推力大小，使船舶保持艏向和船位的“纹丝不动”。

动力定位系统简介

船舶的动力定位系统从70 年代逐渐发展起来，在海洋工程、科学考察等领域有着重要的用途。随着船舶电力推进的成熟和自动控制理论的发展，动力定位系统的性能也不断提高。动力定位系统的组成动力定位系统包括3 个分系统：动力系统、推力器系统和动力定位控制系统。动力系统动力系统一般来说是给整个动力定位系统提供电力的。一般的船舶电站可兼作动力系统，但应满足一些特殊要求。输入（船位、控制器、推力器）输出（船位、推力器系统)推力器系统作为动力定位系统执行部分，常用电动机或柴油机驱动的推进器。主推进装置(包括其舵系统)可兼作动力定位系统的推力器，在船舶进入动力定位运作模式时，由动力定位系统的控制器进行控制。为提高定位能力，主推进装置可设计为全回转推进器，例如Z 型推进、SSP 推进等。一般各推力器的工作组合应产生横向、纵向推力及回转力矩。动力定位控制系统动力定位控制系统包括控制器和测量系统。控制器指的是动力定位系统总的控制部分，一般采用计算机控制的方法。测量系统包括位置参照系统、电罗经、风向风速仪、倾角仪等，测量船舶的船位、艏向、纵倾横倾角等船舶状态，以及风向、风力、流速等环境条件，通过接口输入到控制器中。控制器根据人工输入的船位和艏向，对测量系统提供的数据进行分析和运算，给出推力器的控制指令。动力定位控制系统执行的功能可总结如下：（1） 给出推力器的控制指令。（2） 测量船舶的船位、艏向等船舶状态。（3） 测量风向、风力等环境条件。（4） 接收各种操纵指令的人工输入。（5） 动力定位系统的故障检测及报警。（6） 动力定位系统工作状态的显示。动力定位系统的系泊试验动力定位系统在进行系泊试验之前，应确认已取得本社颁发的产品证书，并确认布置和安装已严格按本社审批的图纸进行，采用的工艺满足本社有关规定。动力系统系泊试验动力系统的各组成部分，如发电机、发电机原动机、主配电板等，应满足船舶建造检验的一般要求。另外还应进行下列检验：发电机组一台发电机组不投入运行，并联运行其他发电机组，逐个启动几台功率较大的推力器电动机。启动期间引起的电压降不超过15%。动力管理系统（1） 进行发电机的自动并联及自动解列试验。动力管理系统（通常是船舶电站的自动管理系统）应能在运行的发电机负荷较重时，自动启动备用发电机投入电网，即自动并联。并在运行的发电机负荷较轻时，自动切断一台发电机的供电并停止其原动机的运转，即自动解列。建议自动并联可设置在单台发电机的输出功率超过额定功率的大约85%时进行。自动解列可设置在单台发电机的输出功率低于额定功率的大约30%时进行。（2） 进行重负载询问试验。动力定位系统的重负载通常是推力器的电动机。在其启动前应向动力管理系统发出询问信号，动力管理系统根据运行发电机的功率裕量发出允许启动指令。否则启动备用发电机再发指令。或当整个动力系统的功率裕量都不足以启动负载时，禁止其启动，这就是所谓重负载询问，或称为大功率询问、重载询问。系统的各个重负载均应进行试验。（3） 试验高电力负载报警功能当总的电力负载超过运转中发电机总容量的预定百分比时，应发出报警。报警的设定值应在运转容量50%至100%之间可调，并应按运行发电机的数量和任一台发电机失灵的影响加以确定。该报警的设定值可设于自动并联时的功率百分比之上。（4） 发电机超负荷时，推力器负载自动调整功能的试验。运行发电机负荷超过100%时，推力器应降低功率运行。可根据实际情况进行模拟试验，如可降低超负荷的功率设定值。在发电机输出功率超过设定值时，验证推力器进行自动降速。（5） 注意动力定位系统控制器与动力管理系统的协调。配电板（1） 检查主配电板汇流排的分段及其连接，对于DP-3 附加标志，每一汇流排要以A-60 进行分隔，在每个分隔内均应设有断路器连接。（2） 在DP 控制中心，应设置连续显示器，显示发电机的在线功率储备，即在线发电机的容量与输出功率的差。对于分段式汇流排，每一分段要设置这种指示器。如果推力器的操作不会引起电站的过载，可不要求设储备功率指示器。动力定位控制系统系泊试验计算机（1） 如果计算机出现故障或未准备好就进行控制，应发出报警。（2） 当检测出一套计算机系统有故障时，应能自动转至冗余计算机系统控制。当控制从一个计算机系统向另一个计算机系统切换时，应保持平稳动力定位操作，其变化应保持在可接受的操作范围内。应试验予以确认。（3） 每一个动力定位计算机系统必须提供不间断电源（UPS），以确保任何动力故障不会影响一台以上的计算机。不间断电源电池的容量需支持至少30 分钟的操作。推力器手柄控（1） 在动力定位控制站设有各个推力器的手动控制器，逐一试验启动、停车、方位和螺距/转速控制的操纵控制。对于高压电动机可不包括启动停止的操纵。（2） 动力定位手动控制台上连续显示的各推力器运行/停车、螺距/转速和方位应精确。（3） 推力器的手动控制应在任何时候都能起作用，包括自动控制和操纵杆控制出现故障的情况下。（4） 在DP控制站逐一试验推进器的应急停止装置。推力器的联合操纵杆控推力器的联合操纵杆控制一般是由设于动力定位控制站的一个操纵杆同时控制多个推力器的运转，实现纵向推力、横向推力、回转力矩及这些分量的组合。通常用于轨迹控制。在码头系泊试验时，应确认操纵杆可同时操纵各推力器。推力器的自动控制推力器的自动控制是人工将给定的船位、艏向输入到控制器中，由推力器根据指令自动地将船舶调整到期望的船位及艏向，并加以保持。（1） 对于DP-1 附加标志，模拟计算机的严重故障，计算机系统执行自检程序时，应停止工作，并通过自动方法或手动方法将转速/螺距设置到零。（2） 对于DP-2 附加标志，计算机系统应执行探测故障的自检程序。如果在线工作的计算机系统探出故障，应自动转换至备用计算机系统。在显示装置上应显示正在实施控制的控制系统的标志。（3） 对于DP-3 系统应设有一个自动备用系统，该备用系统的位置与主系统之间采用A-60级分隔隔离。至少应有一个位置参照系统和一台罗经与备用系统相连接，并独立于主控制系统。备用系统应由操作者在主动力定位控制站或备用控制站启动，这种转换应确保任何单个故障不会使主控制系统和备用系统都不能工作。推力器控制方式的选择（1） 在动力定位控制站，进行不同推力器控制方式的转换。（2） 控制方式的选择应布置成当动力定位控制方式出现故障后，总是能够选择手柄控制。传感器系统（1） 应设置传感器故障（过热失电）报警及传感器与动力定位系统通讯故障（短路、低阻、开路）报警。（2）传感器间自动转换出现故障时，应在控制站发出听觉和视觉报警。（3）对于DP-3 附加标志，每类传感器的一个必须和备用控制系统连接，并通过A-60 级分隔和其他传感器分离。显示和报警（1） 动力定位控制站应显示从动力系统、推力器系统和动力定位控制系统传来的信息，以确保这些系统在正常运行。安全操作动力定位系统所必需的信息应在任何时候均可得到。对设置的报警和显示逐一进行试验。（2） 对于具有DP-2 和DP-3 附加标志的船舶，操作员控制装置应设计成操作屏的任何误操作都不会导 致极限状况。（3） 当动力定位系统及其控制的设备发生故障时，应发出听觉和视觉报警。对这些故障的发生及状态应进行永久的记录。通信系统（1） 试验下列双向通信设施的有效性：a动力定位控制中心与驾驶室的双向通信b动力定位控制中心与主机控制室的双向通信c动力定位控制中心与有关操作控制站的双向通信（2） 确认通信系统独立于船舶主电源。推力器系统系泊试验推力器也可以在非动力定位状态使用，其各部分应满足一般的建造检验要求。如果操作次序的错误会导致危险状态或设备损坏时，则应联锁。对设置的联锁功能进行试验。安装在驾驶室内的控制器和指示器应有充分的照明，并可调光。对DP-2 附加标志，对动力定位系统至关重要的燃油、滑油、液压油、冷却水和气动管路，以及电缆的布置应充分考虑火灾和机械损坏。对于DP-2 附加标志，冗余管系（燃油、滑油、液压油、冷却水和气动管路）不得与主系统一起穿越同一舱室。当不可避免时，管路必须安装在A-60 级管道内。冗余设备或系统的电缆不得与主系统一起穿越同一舱室，当不可避免时，电缆必须安装A-60 级电缆通道内，电缆的接线箱不允许设置在这类电缆通道内。动力定位系统的航行试验动力定位系统的航行试验大纲应根据船舶的实际情况与设计部门及船厂商定。联合操纵杆模式的试验动力定位系统的联合操纵杆模式可进行航迹控制，可采用下列两种方法试验其有效性及控制精度。保持艏第一项试验：（1） 系统准备，系统各部分投入工作，各部分之间通讯正常。（2） 在DP 控制台上，设定艏向并记录船位。（3） 启动操纵杆。（4） 操纵船向正前方移动20 米。（5） 操纵船向正后方移动40 米。（6） 操纵船向正前方移动20 米。（7） 记录船位与艏向并与初始船位及设定的艏向对照，误差应在设计要求范围之内。第二项试验：（1） 系统准备，系统各部分投入工作，各部分之间通讯正常。（2） 在DP 控制台上，设定艏向并记录船位。（3） 启动操纵杆。（4） 操纵船向正左方移动20 米。（5） 操纵船向正右方移动40 米。（6） 操纵船向正左方移动20 米。（7） 记录船位与艏向并与初始船位及设定的艏向对照，误差应在设计要求范围之内。保持船位的旋转试验第一项试验：（1） 系统准备，系统各部分投入工作，各部分之间通讯正常。（2） 在DP 操纵台上，输入自动保持的船位并设定船旋转的圆心。（3） 在系统稳定后，启动操纵杆。（4） 操纵船顺时针旋转360 度。（5） 记录船位并与初始船位相对照，误差应在设计要求范围之内。第二项试验：（1） 系统准备，系统各部分投入工作，各部分之间通讯正常。（2） 在DP 操纵台上，输入自动保持的船位并设定船旋转的圆心。（3） 在系统稳定后，启动操纵杆。（4） 操纵船逆时针旋转360 度。（5） 记录船位并与初始船位相对照，误差应在设计要求范围之内。自动模式的试验动力定位系统的自动模式是根据人工输入的船位和艏向自动定位并加以保持。可采用下列方式进行试验：（1） 系统准备，系统各部分投入工作，各部分之间通讯正常。（2） 在DP 操纵台上输入给定的船位和艏向。（3） 启动自动控制模式，保持6 至8 小时。期间每隔一段时间记录其船位及艏向或由系统自动记录。（4） 考察船位及艏向的误差，应在设计要求范围之内。注意：在整个系统进行操作时，至少有连续2 小时的气候条件达到一定水平，即使推力器上的平均载荷达到50%或更高。当环境条件无法达到上述要求时，可推迟到在适当场合下作为一个特殊的试验来进行。故障模式与影响分析试验DP 定位系统应进行故障模式与影响分析（FMEA），编制FMEA 报告或作为替向的位移试验代，可对每一种故障模式下的系统冗余度进行试验。试验的结果应能满足其附加标志所要求的冗余度。详细的冗余度试验程序应提交审查。DP-2 附加标志进行FMEA 试验时，应尽可能详细地包括动力系统定位系统所有组成部分的主要部件，如发电机、推力器、配电板、GPS、电罗经等，但可不包括具有适当保护的电缆和管系。在出现单一故障时（不包括一个舱室或几个舱室的损失），在固定的作业范围内，在规定的作业环境条件下，自动保持船舶的位置和艏向。DP-3 附加标志的船舶，FMEA 试验同上条，但需要进行由于失火或进水造成一个舱室完全损失的模拟试验。同时不论有无保护均要考虑电缆和管系故障的情况。对于DP-2 和DP-3 附加标志，进行“结果分析”试验。这是一项软件功能，可以连续验证在出现最严重的故障时，船舶也可保持其位置。该分析可以证明当最严重的故障发生后，后续工作推力器可产生与故障前所要求的相同的合力和力矩。当最严重的故障会导致位置偏移（由于在当时的环境条件推力不足）时，“结果分析”应发出报警。对于需长时间才能安全终止的操作，“结果分析”应包括一项在人工输入气候趋势的基础上模拟当最严重故障发生后剩余推力及动力的能力。最严重的单个故障应包括一台推力器不能工作、一台发电机组不能工作、一个汇流排分段不能工作。应以实际的操作进行验证。具体试验的实施应按已审查的试验程序进行。主要的试验方法是模拟某一设备故障，考察其对系统的影响。实际有两种情况：一种是备用设备投入工作，对系统无影响；另外一种是导致系统能力下降，如一台推力器故障不工作，导致系统剩余能力减少，这时需要确认是否可以在规定环境条件下，仍然能够定位。

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　　五年级上册科学第一单元复习资料

1种子发芽的必须条件是水分、空气、适宜的温度。

2种子发芽可以不需要阳光，但生长需要阳光。

　　3植物生长需要泥土、水份、阳光、空气、适宜的温度。

4蚯蚓喜欢生活在阴暗、潮溼的环境中。

5各种动物都喜欢生活在一定的环境里。

6生物的生存除了需要一定的自然条件外，它们彼此之间也是互相依赖，互相影响的。

7食物是动物生存最重要的需求之一。

8生物之间这种像链环一样的食物关系叫食物链。

9食物链中能自己制造食物的生物叫生产者，直接或间接消费别人制造的食物的生物叫消费者。

10食物链通常从绿色植物开始，到凶猛的肉食动物结束。

11同一种植物会被不同的动物吃掉，同一种动物也可以吃多种食物。生物之间这种复杂的食物关系形成了一个网状结交食物网。

12像生物和非生物我们可以把它们看成一个生态群落。

13自然界里某一区域的生物形成一个平衡的整体叫生态系统。

14如果生态系统的一个环节受到破坏，整个生态系统就会失去平衡。

15自然界和生态瓶一样,如果环境条件受到破坏,生物的生存就会受到影响。

五年级上册科学第二单元复习资料

1 向电灯这样可以自己发光的物体叫光源。

2 像这样，从不同侧面照射得到的物体的影子叫投影。

3 影子的形成必须有光源、萤幕和遮挡物。

4 影子的长短与光源的位置、角度有关。

5 影子的大小和光源到物体的距离有关。

6 影子的形状和被照射的物体侧面有关。

7 古代的人利用日影观测仪计时。

8 小明发现大树的影子朝西，那太阳在东边。

9 光以直线形式传播，速度以每秒30万千米。

10光碰到镜面改变了传播方向，被反射回去，这种现象叫做光的反射，反光也是以直线形式传播的。

11运用光的反射的有额镜、反光镜。

12太阳表面温度达6千多摄氏度，内部则达2千多万摄氏度。

13吸热本领最强的是黑色的粗糙物体。

14物体和太阳光垂直升温快。

15人们对太阳能的利用有：太阳灶、太阳能电板、点燃奥运圣火、太阳能热水器。

16汇聚太阳光的方法有凹面镜、凸透镜。

17光弱时瞳孔放大，光强时瞳孔缩小。

五年级上册科学第四单元复习资料

1、物体都有一个向下的力，这个力就是重力。

2、用橡皮筋作动力的小车，橡皮筋绕的圈数越多，行驶速度越快，行驶距离越远;橡皮筋绕的圈数越少，行驶速度越慢，行驶距离越近。

3、橡皮筋、弹簧这样的物体在受到外力作用时，形状很容易改变，在形状改变时，它们会产生一个要恢复原来形状的力，这个力叫弹力。

4、衣裤松紧带、票夹、弓箭、拉力器和各式各样的弹簧都是利用了物体的弹力。

5、气球里的气体喷出时，会产生一个和喷出方向相反的推力，这个力叫反冲力。喷气式飞机、火箭都是靠喷气发动机产生的反冲力运动的。

6、要使精致的物体运动起来，必须对物体用力;要使物体运动的更快，必须对物体用更大的力。

7、科学技术上统一规定用“牛顿”作力的单位，简称“牛”，用“N”表示。1牛约等于100克的力。

8、使用弹簧测力计测重力时应注意：1拿起测力计，先检查指标是不是指在“0”位置;2读数时，视线与指标相平;3测量的力不能超过测力计刻度标出的最大中数值。

9、一个物体在另一个物体的表面运动时，两个物体的接触面会发生摩擦，运动物体要受到一种阻碍运动的力，这种力叫摩擦力。

10、我们用测力计沿水平方向拉一个物体，刚好能使这个物体运动起来的力就是它受到的摩擦力。

11、物体间接触面光滑，摩擦力越小;物体间接触面粗糙，摩擦力越大。物体重，运动时摩擦力越大;物体轻，摩擦力越小。

12、一个物体在另一个物体表面运动，有滑动和滚动两种方式。滑动摩擦力要远远大于滚动摩擦力。

13、一个物体在另一个物体表面运动时，总是有摩擦力伴随着。

14、自行车上需要摩擦力的地方：前后轮胎、脚蹬的表面、刹车橡皮、手柄做成花纹;不需要摩擦力的地方：前轴、中轴、后轴、脚蹬的轴、大小齿轮与链条。

15、赛车的设计特点：1轮胎很宽，可以增大摩擦力，避免打滑;2要设计力量很大的发动机;3车身重心很低，轮与轮之间的距离较宽，可以使行驶稳定;4设计流线型车身，使阻力减到最低。

1五年级科学复习重点人教版

2五年级上册科学手抄报资料

3人教版小学五年级语文上册复习资料整理

4冀教版五年级科学上册复习资料

5苏教版五年级上册科学复习资料

　　人们利用航天器中的失重(有时称为“微重力”)条件，制造出具有理想球形的滚珠，冶炼出不同密度组分均匀的合金，生长出结构完整、不含杂质的大尺寸单晶，加工出薄如蝉翼的金属膜和细如头发的金属丝，提取高纯度的生物药品，开辟了空间材料加工和空间生命科学等新的空间应用与空间科学领域。我国返回式卫星多次搭载空间材料加工和空间生命科学试验获得圆满成功，特别是其中的太空育种试验，硕果累累。卫星搭载过的多种谷物、蔬菜等植物种子，返回地面后经过培育、变异、选优，其后代果实产量增加，营养成分提高，抗病能力增强。人们往往把这些空间应用与科学试验的成功归功于微重力的作用，因而使“微重力”不胫而走，广为传播。人们也许不知道太空中有高远位置、高真空、强辐射、超低温等环境资源，但对微重力却并不陌生，甚至耳熟能详。然而，对于究竟什么是微重力，它和地球引力有没有关系；它是怎样产生的等问题，人们都还比较陌生，需要给予科学的回答。

微重力不是微小的重力

根据《中国大百科全书・力学卷》关于重力的定义，重力是物体受到的行星或其他天体的引力，在地球附近，重力通常指地球的引力。重力的大小可用重力使物体产生的加速度大小来表示，地球表面的重力加速度g=981m/s2，已熟为人知，所以，其他地方、其他天体的重力或重力加速度常常用g来作单位。

某一点处重力大小是与该点到引力中心(以地球为例，则为地心)距离的平方成反比，离地心越远，重力越小。例如在离地面200千米～1000千米高度范围内，重力是地面的94%～75%，即重力加速度为094g～075g；即使在10000千米高空，重力还是地面重力的15%，即015g。

根据引力摄动理论，地球引力的作用范围是以地心为中心，半径为92万千米的球形区域，只有远离地球几十万千米处重力才会变得微小(10-3g以下)。

通常所说的航天器中的“微重力”显然不是这种由天体产生的微小重力，而是一种环境诱发的“视重力、表观重力”(apparent gravity)或者可称其为“伪重力”(psued ogravity)。

微重力不是太空环境的特点

有关介绍航天科技的文章常说，太空是一个高真空、强辐射、超低温和微重力的环境。前三点――高真空、强辐射、超低温确实是太空环境的特点。因为，在太空中(距地面200千米以上)大气压力已低于5×10-5Pa；太空中有来自太阳的X射线、紫外线等短波电磁辐射、粒子辐射和来自银河系的γ射线和宇宙粒子 辐射；太空的环境温度在－200℃以下,以至－269℃(4K)。至于太空中的重力环境，在离地球10万千米之内，重力只是有所减少，充其量只能算是“低重力”。航天器中的微重力环境并不是太空的自然环境，而是由于航天器运动而导致的一种诱发环境，是相对于航天器中的失重或“零重力”环境而言的。

失重(零重力)本质上也是诱发环境。如前所述，只要有天体存在，就有重力存在。太空中重力并不为零。当航天器仅在重力作用下自由飞行时，航天器及其内部的一切物体，都以相同的速度、加速度运动，相互之间没有作用力，所有物体都表现不出有重量。这就是“失重”。

航天器在运行中，实际上常会受到非引力的作用或干扰，其结果使航天器及其内部的物体获得额外的加速度。这时，物体与物体之间，物体与航天器之间就产生相互作用力，表现出“重量”，物理学上称这种重量为“表观重量”，因而衍生出“表观重力”。这个“表观重力”或“伪重力”通常是很微小的，人们就简称它为“微重力”(microgravity)，其实它与天体产生的引力完全是两回事。

对空间材料加工和空间生命科学等试验研究，微重力不是条件，而是干扰；不是有利，而是有害

有重力和零重力是矛盾的两个对立面。人们在航天器中进行空间材料加工，空间生命科学和流体力学等试验研究，利用的是航天器中产生的零重力(失重)环境。正是失重这一诱发环境提供了轻重不分，上下无别、沉浮不现，对流消失等物理条件，才能实现无容器冶炼，悬浮生长，不同密度流体的均匀混合以及用电泳法高效制取高纯度生物药品，而非引力产生的微重力恰恰破坏了零重力环境，破坏了无轻重、无上下、无沉浮、无对流的理想条件，构成对空间材料加工、空间生命科学等试验研究的有害干扰，降低了试验研究的效果、精度或可信度。因此，通常所说：“利用微重力条件进行有关的空间材料加工和生命科学等试验”，是功过颠倒，利害不分。为这些空间应用与空间科学等试验研究作出贡献的是失重而不是微重力。

微重力产生的根源及其大小

微重力产生的根源主要有：残余的大气阻力；航天器变轨机动或姿态调整时产生的推力；航天器绕质心的转动；载人航天器中航天员的走动；重力梯度。其中残余的大气阻力和重力梯度引起的微重力属于长期存在，其它三种情况是瞬时的或短暂作用的微重力。

那么如何计算这几种情况下的微重力大小呢

一、残余大气阻力

残余大气阻力主要作用在低地轨道航天器上。大气阻力产生的微重力可根据大气阻力计算出来。例如，轨道高度300千米、质量为2000千克，平均横截面积为10m2的航天器，残余大气阻力产生的微重力约为25×10-4g。

若该航天器中有一质量为10千克的设备，则其表观重量为25千牛。如果航天器带有精密的弹簧秤，则可以称出该设备的表观重量，除以质量，即可得到微重力的实测值。

二、因变轨机动或调整姿态时产生的推力

例如：航天器质量为2000千克，调整姿态用的反作用推力器的推力为10牛顿，则因推力产生的微重力为5×10-4g。

三、航天器绕质心的转动

例如：航天器转速为1转／分钟，在垂直于转动轴距质心为1米处的离心微重力约为1×10-3g。

四、载人航天器中航天员的走动

在载人航天器中，航天员为了从一个地点“飞”到另一个地点，必须用手或脚推航天器舱壁以产生反作用力，其结果使载人航天器中产生微重力。

例如，载人航天器是质量为7000千克的飞船，航天员的推力为10牛顿，则产生的微重力约为14×10-4g。若载人航天器是空间站，其质量为数十吨甚至上百吨，则同样一名航天员走动产生的微重力将小于10-5g。

五、重力梯度

重力梯度是指航天器中不同点到地心的距离与航天器质心到地心的距离不相等而产生的重力差。这个重力差就形成一种微重力。

低轨道航天器：以直径4米，长度20米的空间站为例，当空间站的纵轴平行地面时，空间站的顶面和底面处，重力梯度产生的微重力最大，约为6×10-7g；当空间站纵轴垂直地面时，则最大重力梯度微重力约为3×10-6g。由此可见，在一般大小的航天器中，因重力梯度产生的微重力很小，可以忽略不计；只有当航天器的尺寸达到百米以至千米级时，才值得考虑。

高轨道航天器：以地球静止轨道为例，在地球静止轨道上，重力的绝对值减小，重力梯度也相应减小。与低地球轨道相比，航天器中同样的高度差下，重力梯度产生的微重力还要小约300倍，所以完全可以忽略不计。

最后要指出，微重力是向量。上述5种微重力各有不同的方向。若同时存在时，它们的合成微重力大小应按向量叠加。

减小微重力干扰的对策

为了提高空间材料加工、生命科学、流体力学及太空育种等试验研究的效果和精确性，应尽可能保持试验研究所必需的理想失重条件，减少微重力干扰。为此应采取如下对策：

①航天器运行轨道高度不能太低，以减小残余大气阻力产生的微重力；

②在自旋稳定的航天器中不宜进行空间材料加工、生命科学和流体力学等试验研究；

③空间材料加工、生命科学、流体力学等试验研究装置应尽可能靠近航天器的质心，以减小航天器绕质心转动及重力梯度产生的微重力；

④不在变轨机动和姿态调整推力器工作时进行上述试验；

⑤在载人航天器中进行有关试验研究时，应避免航天员走动；如非走动不可，航天员应轻手轻脚，使作用在舱体上的力尽量小。★

用电能加速工质（工作介质）形成高速射流而产生推力的火箭发动机。它与化学火箭发动机不同，能源和工质是分开的。电能由飞行器提供，一般由太阳能、核能或化学能经转换装置得到。工质常用氢、氮、氩或碱金属（铯、汞、铷、锂等）的蒸气。电火箭发动机比冲高、寿命长（可起动上万次，累计工作上万小时），但推力小于100牛（10公斤力）,适用于航天器的姿态控制、位置保持和星际航行等。

1906年美国RH戈达德提出用电能加速带电粒子产生推力的设想，并于1916年进行了初步试验。电火箭发动机的推力很小，不可能用它从地面发射任何有效载荷，因此一直未能进入实用阶段。直到1957年第一颗人造地球卫星上天以后，电火箭发动机的研究才逐渐引起重视。1960年以后，苏联、美国研制出各种电火箭发动机，并进行了多次空间飞行试验。中国和其他一些国家也相继开展了电火箭发动机的研究和制造。已研制成功 100多个不同类型、不同尺寸的发动机，使电火箭发动机进入了实用阶段。

电火箭发动机由电源、电源交换器、电源调节器、工质供应系统和电推力器等组成。电源和电源交换器供给电能；电源调节器按预定程序起动发动机，并不断调整电推力器的各种参数，使发动机始终处于规定的工作状态。工质供应系统贮存和输送工质。电推力器将电能转换成工质的动能，使其高速喷出产生推力。

电火箭发动机按工质加速方式可分为三种类型：电热火箭发动机、静电火箭发动机和电磁火箭发动机。

电热火箭发动机

利用电能加热工质（如肼、氨、氢等）使其气化，经喷管膨胀加速、喷出产生推力。电热火箭发动机按加热方式又可分为电阻加热式和电弧加热式两种。电热火箭发动机比冲为700～1000秒,推力为001～01牛（约10-3～10-2公斤力）。

静电火箭发动机

这种发动机的工质（如汞、铯、氢等）从贮箱经过电离室电离成离子，在引出电极的静电场力作用下加速形成射束。离子射束与中和器发射的电子耦合形成中性的高速束流，喷射而产生推力。推力通常在(05～25)×10-5牛之间，比冲达 8500～20000秒。

电磁火箭发动机

利用电磁场对载流等离子体产生洛伦兹力的原理，使处于中性等离子状态的工作介质加速以产生推力。其比冲为5000～25000秒。