Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

942
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
  • 30.06 13:19
  • 2
Всемирное Смутное время: хочет ли в действительности Европа воевать - Мнения ТАСС
  • 30.06 13:03
  • 9522
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 30.06 12:40
  • 1074
Израиль "готовился не к той войне" — и оказался уязвим перед ХАМАС
  • 30.06 12:25
  • 1
Вьетнам получил третий американский патрульный корабль типа Hamilton
  • 30.06 11:14
  • 3
Су-35 отложат про запас
  • 30.06 11:03
  • 1
Проблемному российскому самолету сменили конструктора
  • 30.06 10:30
  • 1
Мини-ракеты для "Панцирей" поставили на серийное производство
  • 30.06 10:09
  • 486
Претензии к администрации сайта
  • 30.06 09:56
  • 2
Барражирующие боеприпасы России в СВО: китайская оценка
  • 30.06 09:44
  • 1
Финская наводка: самолеты НАТО отработали прорыв системы ПВО России
  • 30.06 09:25
  • 1
Комиссар ЕС по обороне: Европа должна быть готова построить «миллионы беспилотников», чтобы противостоять РФ в «войне дронов»
  • 30.06 07:26
  • 1
США очертили задачи каждой из бомбивших Иран бомб GBU-57
  • 30.06 01:59
  • 1
Глава генштаба США: иранский ядерный объект в Исфахане недоступен для любых обычных вооружений
  • 30.06 01:51
  • 1
Эксперт Степанов: Пентагон обеспечивает присутствие ВВС НАТО в приграничье РФ
  • 29.06 22:10
  • 1
Ответ на "НАТО не готова к российскому модернизированному бомбардировщику Ту-160 (The National Interest, США)"