Plasma motorer: historie, typer, erfaring

For langvarig arbeid i rommet, bør man bruke pålitelige elektriske fremdriftsmotorer med en utstrømningshastighet på omtrent ett hundre og fem meter per sekund og mer. Plasma motorer begynte å utvikle seg aktivt i midten av forrige århundre. Og i dag fortsetter dette arbeidet.

Start av forskning

I rommet har våre forfedre lenge ønsket å fly. Gass har blitt studert aktivt i lang tid ved hjelp av elektrisk utladning. Den ble plassert i en glassbeholder med elektroder. Da, da trykket ble senket, oppstod strålene som stammer fra katoden, som faktisk, som det senere ble funnet ut, var strømmen av elektroner.

Og i 1886 ble det oppdaget at mens de lagde hull i katoden, i motsatt retning fra dem strakte andre strålejoniserte gassatomer. Men så visste de selvfølgelig ikke at de ville bli vant til å oppnå reaksjonskraft.

Under Sovjetunionen ble ion- og plasmamotorer utviklet i laboratoriene til fysisk og teknisk SOS for å anvende disse teknologiene i romfartøy. Arbeidet startet i femtiotalet av det tjuende århundre. To typer enheter ble oppdaget:

• Erosjonsmotor (impuls);
• Stasjonær plasmamotor (ikke-puls).

Disse to slagene er vant til denne dagen.

Erosjon og stasjonær

Plasma-motoren, som er kjent i dag, fungerer på grunn av den reaktive kraften til plasmastrålen fra dysen. Plasmaet selv dannes ved elektrisk utladning. For en enklere motorkraftkilde velges en pulsmodus (erosjonsplasmotor). Energikilden er en kondensator med en kapasitans på 0,5 μF, og en spenning på 10 kV. Dens lading skjer fra transformatoren med dioder og en motstand.

Ved hjelp av slike anordninger dannes små og nøyaktige pulserte trykk, som ikke kan oppnås ved å drive andre typer rakettmotorer. Vellykkede tester pulsede plasmamotorer ble holdt i 1964 på romstasjonen "Zond-2."

SPD er en variant av akseleratoren på en utvidet sone og med en lukket drift av elektroner. Slike innretninger er i stand til å operere i lang tid. To motorer på xenon ble først lansert i 1972 ombord på sovjetiske "Meteor".

Operasjonsprinsipp: prototype

Arbeidet til installasjonen er som følger. Spenningen for kondensatoren er gapet mellom oppsamleren som leder strømmen og elektrodene til utladningskammeret. Når spenningen når verdien av nedbrytingen, vises en elektrisk utladning i motorkammeret. Luften der oppvarmes til ti tusen enheter og kjøper en plasmastatus. Trykket øker kraftig, og plasmastrålen flyter med stor hastighet fra dysen.

Raketen, som er koblet til motoren, mottar reaktiv kraft fra strålen. For å utføre myk rotasjon er missilen festet av et kulelager og balansert med en motvekt.

Det mest komplekse elektrouznomet er samleren, som gir strøm. Spaltene mellom elektrodene bør ikke være mer enn en halv millimeter. Da er transmisjonskraften fra kondensatoren nesten ikke tapt, og ingen ekstra friksjon vil bli dannet når raketten begynner å rotere.

Råket selv og hele plasma rakettmotoren kan ha forskjellige størrelser, men kildekapasiteten og kondensatorstørrelsen må respekteres. For å beregne de grunnleggende enhetene og utformingen av raketten, er det praktisk å bruke kretsen etter beregning ved spesielle formler.

Eksperimentelle verdier ved eksempel

Med et eksempel på en spesifisert spenning på seks tusen watt og en kondensator på 0,5 * 10 (-6) φ, er resultatet en beregning av energien som frigjøres i motorkammeret på 5.4 Joules. Og hvis temperaturforskjellen er 10000 K, blir kammervolumet Det vil være lik en halv kubikkcentimeter.

Da vil elementene i den elektriske ordningen være:

• Transformer 220 * 5000V, med en effekt på 200 watt;
• Motstandstråd, med en effekt på 100 watt.

Denne modellen har en driftsspenning på mer enn tusen volt, og derfor må du være veldig forsiktig når du arbeider med den og observere alle nødvendige sikkerhetsregler.

Sikkerhetsregler for opplevelsen

1. Kjører en person. Andre kan stå på avstand på en avstand fra en meter fra enheten.
2. Alle operasjoner og berøring av installasjonen med hender kan bare gjøres hvis den er koblet fra strømforsyningen, etter å ha ventet i minst et minutt etter det. Deretter vil kondensatoren slippes ut.
3. Strømforsyningen må være plassert i en metallkapsling som er lukket på alle sider. Ved arbeid er det jordet ved hjelp av en kobbertråd, hvis diameter må være minst en og en halv millimeter.

Plasma motorer for ekte raketter bør ha en kraft på flere tusen ganger mer! Kanskje de som nå utfører eksperimenter med små prøver, må i morgen oppdage nye muligheter og egenskaper av plasma.