Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

885
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
  • 25.11 07:37
  • 2
«Синоним лжи и неоправданных потерь». Командующего группировкой «Юг» сняли с должности
  • 25.11 05:29
  • 0
О БПК проекта 1155 - в свете современных требований
  • 25.11 05:22
  • 10
Стало известно о выгоде США от модернизации мощнейшего корабля ВМФ России
  • 25.11 05:14
  • 5923
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 25.11 04:03
  • 1
Белоруссия выиграла тендер на модернизацию 10 истребителей Су-27 ВВС Казахстана
  • 25.11 04:00
  • 0
О крейсерах проекта 1164 "Атлант" - в свете современных требований.
  • 25.11 03:54
  • 1
Истребители Су-30 получат новые двигатели в 2025 году
  • 25.11 03:48
  • 1
Ульянов заявил, что Франция и Британия заплатят за помощь Украине в ударах по РФ
  • 25.11 03:33
  • 1
Путин подписал закон о ратификации договора о военно-техническом сотрудничестве с Южной Осетией
  • 25.11 03:26
  • 1
Темпы производства ОПК РФ позволят оснастить СЯС современными образцами на 95%
  • 25.11 02:18
  • 1
Times: США одобрили применение Storm Shadow для ударов вглубь России
  • 25.11 02:12
  • 1
Ответ на "Правильно ли иметь на Балтике две крупнейшие кораблестроительные верфи Янтарь и Северная верфь ?"
  • 25.11 01:54
  • 1
Аналитик Коротченко выступил за модернизацию зениток ЗУ-23 для борьбы с БПЛА
  • 25.11 01:54
  • 1
Пресса Германии: Осуществлявший разведку над палубой британского авианосца Queen Elizabeth беспилотник перехватить не удалось
  • 25.11 01:37
  • 1
"Туда еще не били". Какие именно западные ракеты будут запускать по России