Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

1051
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
  • 23.04 20:04
  • 3
Уникальность российского «Терминатора» объяснили
  • 23.04 19:13
  • 15624
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.04 17:21
  • 1
Опутали берега: в ВМФ созданы антидронные подразделения
  • 23.04 17:02
  • 9
Новая политика Китая: увеличение процента учёных в ЦК КПК для ускорения развития
  • 23.04 16:46
  • 2
Франция подставляет Польшу под ядерный ответ России
  • 23.04 13:09
  • 129
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 23.04 12:06
  • 2
Комментарий к "В США выступили с тяжелым признанием о российском оружии в зоне СВО"
  • 23.04 03:59
  • 1
Концерн Rheinmetall запустил серийное производство безэкипажных надводных аппаратов Kraken K3 Scout
  • 23.04 03:45
  • 1
Окружить работой: как Российская армия меняет тактику наступления
  • 22.04 22:15
  • 1
Индонезия ищет иностранное финансирование для приобретения истребителей Rafale и Mirage 2000
  • 22.04 19:01
  • 2
Экс-президент - Европе: Посмотрите, как защищены ваши военные заводы, энергетика
  • 22.04 14:34
  • 19
Крупнейший производитель микроэлектроники в России ушел в убыток: финансовые показатели группы «Элемент» резко ухудшились
  • 22.04 14:08
  • 2
Российский БПЛА несколько часов вел съемку украинского ЗРК Patriot
  • 22.04 13:34
  • 1
Этим летом в Швейцарии пройдут самые экстремальные состязания военных роботов
  • 22.04 03:34
  • 1
В США констатировали исчезновение Су-57