Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

925
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
  • 14.05 05:00
Что в СССР было и реально "участвующим в бою", и "не имеющим аналогов/на уровне лучших аналогов/превосходящим аналоги".
  • 14.05 04:20
  • 1
"Господство НАТО ставится под сомнение". Западу придется сменить военную доктрину из-за СВО
  • 14.05 03:08
  • 8869
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 14.05 00:36
  • 2
«Карантин» на Балтике – второй фронт альянса
  • 13.05 23:54
  • 0
О роли Войны, репараций, трофеев, lend-lease'а, международного сотрудничества для развития СССР, в том числе в военной области.
  • 13.05 17:59
  • 3
Сигнал Китаю: на авиашоу в Японии США продемонстрировали новую ракету «воздух-воздух» AIM-174B
  • 13.05 16:38
  • 2
Российский сверхзвуковой пассажирский самолет — преемник Ту-144 — будет летать со скоростью 2500 км/ч на расстояние свыше 8500 км
  • 13.05 15:05
  • 201
Конкурента российского Су-75 из Южной Кореи впервые представили на выставке
  • 13.05 12:06
  • 57
Какое оружие может оказаться эффективным против боевых беспилотников
  • 13.05 04:51
  • 1
Более 150 стран приглашены в Москву на встречу по безопасности
  • 12.05 22:10
  • 1
Раз пошла такая пьянка на тему технологий - о развитии "авиационных школ" в СССР.
  • 12.05 21:27
  • 8617
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков
  • 12.05 15:05
  • 0
Латвийские настроения. Часть 2
  • 12.05 14:43
  • 0
Россия и Беларусь: вместе выгодно, надёжно и безопасно
  • 12.05 10:46
  • 33
Российские системы ПВО: первый опыт реального боевого применения