Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

978
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
  • 28.09 10:13
  • 2
Что стоит за призывом США к ядерному разоружению
  • 28.09 06:00
  • 10642
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 27.09 21:17
  • 0
О неизбежности перехода (точнее, перевода) СВО в войну против европейского нацизма
  • 27.09 20:00
  • 104
ChatGPT-4 и нейросети (ИИ) спешат на помощь ГШ ВС РФ и Российской армии
  • 27.09 19:45
  • 1
Комментарий на "Стала известна ценность атакованного ВСУ российского ЗРК «Бук-М3»"
  • 27.09 06:47
  • 2
Российский 350-нм фотолитограф готов к массовому производству
  • 26.09 23:22
  • 0
Комментарий к "Названа альтернатива «расточительному» «Панцирю»"
  • 26.09 21:29
  • 0
Комментарий к ""Преступник" против "Молнии": Су-57 или F-35 — кто кого? (The National Interest, США)"
  • 26.09 19:33
  • 0
Комментарий к "Что стоит за призывом США к ядерному разоружению"
  • 26.09 17:37
  • 0
В Европе правят «безответственные политики, которым плевать на собственных граждан»
  • 26.09 04:12
  • 0
Комментарий к "«Война на Украине сигнализирует о крупных потерях»: танк K2 усилят КАЗ Trophy"
  • 26.09 03:06
  • 0
О высказывании Трампа по поводу СВО
  • 26.09 02:51
  • 1
К вопросу о военно-позиционном тупике на "украинских фронтах"
  • 25.09 21:51
  • 0
Комментарий к "Боевые действия на Украине пора заканчивать (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 25.09 20:51
  • 0
Комментарий к "Залужный: на фронте в настоящее время тупик, как во времена «Курской авантюры»"