Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

1074
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
  • 03.06 19:13
  • 15984
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 03.06 12:36
  • 1
В ОАК сообщили о начале сборки опытного образца истребителя Checkmate
  • 03.06 12:26
  • 1
Армия России в ответ на атаки Киева поразила завод «Мотор Сич» в Запорожье
  • 03.06 05:26
  • 0
Комментарий к "Украинский конфликт стал европейским. Нельзя думать об одном лишь выживании (The Economist, Великобритания)"
  • 03.06 04:47
  • 0
Комментарий к "«Удары по этим объектам ранее не наносились». Как Россия может усилить атаки на Украину"
  • 03.06 04:12
  • 2
День Северного флота России
  • 03.06 03:40
  • 1
«Удары по этим объектам ранее не наносились». Как Россия может усилить атаки на Украину
  • 03.06 03:38
  • 1
Украинский конфликт стал европейским. Нельзя думать об одном лишь выживании (The Economist, Великобритания)
  • 02.06 17:45
  • 0
Польша: Балтийский хаб НАТО
  • 02.06 12:33
  • 1
Комментарий к: "Военкор: рассказы про удары по центрам принятия решения - детские страшилки", и сходные тексты.
  • 02.06 12:15
  • 2
ОАК начала поставки Ту-214
  • 02.06 11:19
  • 1
Самый большой корабль ВМФ России начал последний этап испытаний после ремонта
  • 02.06 07:28
  • 1
США намерены заменить «уязвимые» самолёты ДРЛО спутниками Илона Маска с ИИ
  • 02.06 05:18
  • 0
Комментарий к "В НАТО довольны результатом нового моделирования вторжения России в Литву"
  • 02.06 04:48
  • 342
Космонавтика Илона Маска