Войти

Создан прототип нового космического плазменного двигателя

1066
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 09:18
  • 15783
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 14.05 05:04
  • 1
Немецко-украинские ракеты Ruta Block 2 сочли угрозой для России
  • 14.05 00:31
  • 4
Уязвимость кораблей ВМС США в Ормузском проливе связали с проблемой радиогоризонта
  • 13.05 12:56
  • 74
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 13.05 01:48
  • 1
«Извините, я ошибся»: в США обсуждают искусственный интеллект в науке
  • 13.05 01:34
  • 1
Франция отказалась создавать крупные зарубежные военные базы
  • 12.05 17:20
  • 0
«Помощь» идёт
  • 12.05 17:10
  • 0
Минск – Варшаве: «Мяч на вашей стороне!»
  • 12.05 04:47
  • 0
Комментарий к ""Это сыграло решающую роль". Какой танк признали лучшим в мире"
  • 12.05 03:18
  • 1
Технологический рывок Китая оставит Европу далеко позади
  • 12.05 03:05
  • 1
Военная спираль раскручивается
  • 11.05 23:42
  • 0
Комментарий к "Стало известно об опережении Россией Запада в важном военном аспекте"
  • 11.05 19:21
  • 2
В Китае за коррупцию приговорили к смертной казни двух экс-министров обороны
  • 11.05 11:56
  • 0
Кулуары переговоров
  • 11.05 11:47
  • 0
Европа без США