Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

956
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
  • 26.07 21:11
Ответ на "Адмирал: ВМФ России нужны атомные авианосцы"
  • 26.07 20:51
  • 0
Ответ на "Путин назвал ракетоносцы "Борей-А" основой морских ядерных сил"
  • 26.07 20:44
  • 9740
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 26.07 20:19
  • 1
Ответ на "БМПТ "Терминатор" может сменить название на российское"
  • 26.07 05:31
  • 108
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 26.07 01:57
  • 2
ВМС США испытали новую систему перезарядки ракетных установок непосредственно в море
  • 25.07 15:29
  • 1
Мордашов видит тренд на чеболизацию российской экономики
  • 25.07 12:07
  • 2
БМПТ "Терминатор" может сменить название на российское
  • 25.07 05:46
  • 0
Ответ на "Будущее американского истребителя шестого поколения F/A-XX остаётся под вопросом"
  • 25.07 04:09
  • 0
Ответ на "Крейсер "Адмирал Нахимов" может скоро войти в боевой состав ВМФ РФ"
  • 25.07 03:48
  • 0
Ответ на "Путин попросил доложить о создании атомной подлодки пятого поколения"
  • 25.07 03:35
  • 1
В России рассказали о создании транспортеров на шасси Lada
  • 25.07 03:21
  • 6
Не стесняясь комплексов: российский флот начал масштабные учения перед Днем ВМФ
  • 25.07 02:47
  • 1
Путин попросил доложить о создании атомной подлодки пятого поколения
  • 25.07 02:37
  • 1
Крейсер "Адмирал Нахимов" может скоро войти в боевой состав ВМФ РФ