Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

1039
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
  • 25.03 08:39
  • 15087
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 25.03 01:40
  • 1
Reuters: Китай картографирует подводный рельеф трёх океанов в военных целях
  • 25.03 01:31
  • 1
Обман США Израилем теперь выдают за ошибку
  • 24.03 21:00
  • 798
Подушка безопасности Ирана на фоне слов Израиля о недостаточности вывоза урана
  • 24.03 19:34
  • 4
Нужна ли России морская авиация, и, если да, то какая?
  • 24.03 11:46
  • 1
Трамп неожиданно заявил, что армия США временно прекращает атаковать Иран
  • 23.03 22:40
  • 0
Комментарий к "Почему Россия не может создать конкурентоспособный автомобиль, но производит лучшие в мире истребители?"
  • 23.03 21:06
  • 0
Комментарий к "Пехота ВСУ меняет свою тактику"
  • 23.03 14:38
  • 26
Мультизадачная гиперзвуковая БРСД на "стэлс" платформах, как условие неядерного сдерживания
  • 23.03 04:35
  • 1
Пехота ВСУ меняет свою тактику
  • 23.03 04:14
  • 3
ЦАМТО: союзники США заняли выжидательную позицию после призыва Трампа отправить корабли в Персидский залив
  • 23.03 01:59
  • 1
Бортников заявил о способности России привести в чувства спецслужбы Украины
  • 23.03 01:47
  • 1
Комментарий к "Главком ВМФ: заменим все устаревшие многоцелевые АПЛ на современные "Ясени""
  • 22.03 20:12
  • 0
Комментарий к "Путин: российские оборонные наработки еще пригодятся"
  • 21.03 22:34
  • 0
Комментарий к "Названы российские подлодки 2050-х"