Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

1090
0
0
Так выглядит работа плазменных двигателей
Так выглядит работа плазменных двигателей.
Источник изображения: Роскосмос ТВ/YouTube

Ученые Университета Тохоку (Япония) улучшили производительность радиочастотного космического двигателя, который в отличие от традиционных электрических установок не имеет электродов, что потенциально способно увеличить срок эксплуатации. Прототип новой установки представлен в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

В космических кораблях уже используются такие электрические ракетные двигатели, как ионные двигатели с сетками и двигатели на эффекте Холла. В обоих типах солнечная энергия, преобразуется в тягу за счет ускорения магнитными полями ионизированных газов, что позволяет достичь очень высокого удельного импульса. Однако электроды, необходимые для этих устройств, подвергаются воздействию плазмы и повреждаются, что ограничивает срок службы двигателей.

Решением этой проблемы является радиочастотный плазменный двигатель с магнитным соплом, где отсутствуют электроды, контактирующие с плазмой. Вместо них имеется антенна, которая излучает радиоволны в цилиндрическую камеру для ионизации нейтрального газа. Образующаяся плазма высокой плотности перемещается вдоль силовых линий магнитного поля к выходу из источника, а затем самопроизвольно ускоряется в сопле. В этом случае критической проблемой стала низкая эффективность преобразования энергии радиочастотных волн в энергию тяги из-за взаимодействия с внутренними стенками двигателя.

Профессор Кадзунори Такахаси (Kazunori Takahashi) разработал прототип радиочастотного двигателя, в котором используется магнитное поле остроконечного типа, препятствующее контакту плазмы со стенками. Экспериментальная установка состояла из стеклянной трубки с внутренней камерой диаметром 10,5 сантиметра и длиной 25 сантиметров. Трубку обмотали двухвитковой рамочной антенной и поместили внутрь двух соленоидов, один из которых располагался около выхода. Всю конструкцию поместили на маятниковый балансир внутрь просторной вакуумной камеры.

Вместо ксенона, который используется в традиционных электрических двигателях, в экспериментальной установке применялся более дешевый аргон. Газ вводили через керамическую трубку вблизи сопла со скоростью 2,1 миллиграмма в секунду, благодаря чему в камере создавалось давление 28 миллипаскаль, что в 10 раз больше фонового значения, рекомендуемого для тестирования ионных двигателей и двигателя Холла.

Эксперимент продемонстрировал, что эффективность преобразования равна 30 процентам по сравнению с предыдущим результатом в 20 процентов. Однако автор отмечает, что срок службы радиочастотного плазменного двигателя еще не определен и остается целью дальнейших исследований. Кроме того, рассчитанный КПД двигателя не учитывал трату энергии на работу соленоидов и потери энергии в радиочастотном генераторе, что также остается сложной задачей, пока что препятствующий летным испытаниям установки.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 03.08 17:07
  • 2
«Новая эра авиации спецопераций»: генерал США оценил штурмовик Skyraider II
  • 03.08 13:04
  • 134
МС-21 готовится к первому полету
  • 03.08 08:54
  • 0
Комментарий к "Голодомор. Ложь и факты"
  • 03.08 07:29
  • 0
Комментарий к "Нравственный вакуум: Может ли атеизм обосновать добро? Христианство как опора человечности"
  • 03.08 05:13
  • 0
Комментарий к "Что дала русским крестьянам победа над Наполеоном?"
  • 02.08 21:06
  • 0
Об обороне, наступлении, и готовности к войне (по мотивам Шишкина :))
  • 02.08 05:13
  • 16351
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 02.08 04:46
  • 1
Комментарий к "Танк Т-64 с автоматом заряжания убрал четвёртого члена экипажа — что это изменило в конструкции"
  • 02.08 04:35
  • 0
Комментарий к "Что не так у Маркса с «эксплуатацией»"
  • 01.08 19:13
  • 0
Комментарий к "Почему гуманитарию так сложно найти общий язык с техническими специалистами? Я одна такая? Есть ли вообще решение?"
  • 01.08 06:43
  • 0
Комментарий к "Так какую же всё-таки роль сыграл Ленд-лиз"
  • 01.08 02:20
  • 0
Об эсминцах, раз уж пошел разговор о возобновлении их постройки в РФ
  • 01.08 00:27
  • 0
Комментарий к "Один стационарный С-200 закрывал площадь сорока дивизионов С-75"
  • 31.07 19:20
  • 0
Комментарий к "Модернизацию атомного подводного флота назвали важнейшей задачей для развития ВМФ"
  • 31.07 19:02
  • 2
Россия объявила о первой за 40 лет программе создания эсминцев. Срочно требуются: океанские боевые корабли (Military Watch Magazine, США)