Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

1080
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
  • 24.06 06:04
  • 129
МС-21 готовится к первому полету
  • 24.06 05:39
  • 0
Комментарий к "В США рассказали о советском «Граните» для уничтожения авианосцев"
  • 24.06 01:40
  • 1
Зеленский подписал закон об увеличении военных расходов на 2026 год
  • 24.06 01:38
  • 3
Ушаков: РФ ждёт не выполнения договоренностей Анкориджа, а победы
  • 24.06 01:33
  • 3
Почему Politico в последний момент отменило статью Лаврова
  • 24.06 00:38
  • 5
О Су-57 - свежая (от 19 июня) статье MWM
  • 24.06 00:05
  • 2
Як-130 с оружием "воздух-воздух" может быть прекрасным охотником на БПЛА
  • 23.06 12:56
  • 16160
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.06 05:26
  • 1
Удар по Воронежу противник наносил франко-британскими ракетами Storm Shadow
  • 22.06 23:29
  • 0
О цитатах из Е. Холмогорова.
  • 22.06 20:53
  • 1
На Западе рассказали о будущем Т-14 «Армата»
  • 22.06 05:23
  • 0
Комментарий к "УДОБНАЯ ИСТОРИЯ, ИЛИ КАК ВЫПИЛИТЬ ИЗ ИСТОРИИ РОССИИ XX ВЕК"
  • 22.06 03:25
  • 0
Об "Орланах" - от 19fortyfive.
  • 21.06 22:37
  • 0
О российских фрегатах 2-го ранга - от MWM
  • 21.06 21:05
  • 0
О танковых резервах РФ - от MWM