Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

1021
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
  • 15.01 15:33
  • 13416
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 15.01 15:12
  • 2
В чем сила
  • 15.01 12:05
  • 10
Казахстан планирует организовать производство турецкого легкого танка "Тулпар"
  • 15.01 06:37
  • 0
Комментарий к "«Война изменится до неузнаваемости» Полковник Генштаба Андрей Демуренко — об уроках СВО, переменах в армии и оружии будущего"
  • 15.01 05:11
  • 2
На Зеленодольском заводе модернизировали производственные мощности
  • 15.01 03:40
  • 0
Комментарий к "Новая гиперзвуковая ракета Х-99 вдребезги разнесет любой украинский объект"
  • 15.01 02:39
  • 0
О дальних ЗУР ПВО и ПРО
  • 15.01 01:37
  • 1
«Война изменится до неузнаваемости» Полковник Генштаба Андрей Демуренко — об уроках СВО, переменах в армии и оружии будущего
  • 15.01 00:55
  • 0
Комментарий к "Шмыгаль заявил, что союзники передали Украине 23 системы ПВО в 2025 году"
  • 14.01 21:26
  • 1
МИД Индии: оборонные закупки определяются интересами страны, а не идеологией
  • 14.01 20:26
  • 0
Комментарий к сообшениям от использовании С-300(В) в ходе СВО
  • 14.01 19:01
  • 48
"Для прорыва островных цепей". Китай дал мощный ответ Пентагону
  • 14.01 16:26
  • 1
Россия в 2026 году поведет наступление на двух основных направлениях СВО
  • 14.01 16:20
  • 8
Россия получила четыре повода для гордости за свою авиацию
  • 14.01 03:22
  • 1
Стартап из США планирует построить отели на Луне