Principiul de funcționare și design al motorului rachetă electrică. Motor electric cu reacție (EPE). Calculul costurilor de energie electrică pentru clienții privați
Multe metale.
Continuând conversația pe care am început-o, învățăm ce este un motor cu reacție electric, care sunt principiile funcționării sale și domeniul de aplicare și chiar vom obține un răspuns la întrebarea dacă un zbor este posibil în viitorul apropiat...
Mai întâi să revenim la explozii de impact ale metalelor. Cea mai importantă condiție pentru acest proces este viteza metalului.
Dacă viteza critică pentru uraniu este de 1.500 m/s, pentru fier depășește 4.000 m/s.
Prin urmare, de la niște meteoriți care cad la pământ cu aceeași viteză sau chiar mai mare, nu mai rămâne nici o urmă. Se transformă în cele mai subțiri...
Această caracteristică a fost observată în 1929 de celebrul creator al motoarelor și rachetelor noastre, Valentin Petrovici Glushko.
Foto 1. Academician Valentin Petrovici Glushko
A scris un articol sub titlul foarte intrigant „Metal as an Explosive”.
În primele rânduri, autorul a spus că nu vorbim despre utilizarea metalului ca exploziv, ci că atunci când un impuls suficient de puternic de curent electric este trecut printr-un fir metalic, poate avea loc o explozie.
Temperatura se ridică la 300.000 de grade. Energia unei astfel de explozii este de multe ori mai mare decât energia exploziei celui mai puternic exploziv luată într-o cantitate egală cu masa firului.
În acest caz, energia însăși depășește energia pulsului de curent care a provocat-o.
Motor cu reacție electric
Energia unei astfel de explozii a fost folosită de V.P. Glushko în miniatură motor electric cu reacție (EPE), dezvoltat la începutul anilor 1930.
Motorul se potrivește cu ușurință în palmă.
A fost introdus un fir metalic în el și au fost date impulsuri electrice, transformându-l în abur.
Foto 2. Motor electric cu reacție (EPE), creat de V.P. Glushko în 1929-1933.
Acest abur a ieșit printr-o duză specială cu o viteză de câteva zeci de mii de metri pe secundă.
Pentru a atinge viteza de 30 km/s in 4 luni, motorul trebuie sa consume putere... 300 W.
Nu atât de mult, de 3 ori mai puțină putere a fierului de călcat! Dar fierul de călcat are o priză și de unde pot obține o priză?
Ca sursă de energie pentru o rachetă echipată cu motor de propulsie electrică, V.P. Glushko a propus utilizarea fotocelulelor.
O rachetă echipată cu astfel de motoare nu poate merge singură în spațiu. Pentru a porni, trebuie folosit un alt motor.
Dar, după ce a pătruns în spațiu, o rachetă „solară” echipată cu un motor de propulsie electrică ar putea, în câteva zile, să atingă o viteză inaccesibilă oricărui alt tip de rachetă.
O schemă de zbor similară către Marte este în prezent luată în considerare în proiectul rus de aterizare a cosmonauților pe Planeta Roșie.
Un complex format dintr-un set de motoare de propulsie electrică, un sistem de stocare și alimentare cu fluid de lucru (SHiP), un sistem de control automat (ACS) și un sistem de alimentare cu energie (SPS) este numit sistem de propulsie electric (EPS).
Ideea utilizării energiei electrice în motoarele cu reacție pentru accelerare a apărut aproape la începutul dezvoltării tehnologiei rachetelor. Se știe că o astfel de idee a fost exprimată de K. E. Ciolkovsky. În -1917, R. Goddard a efectuat primele experimente, iar în anii 30 ai secolului XX în URSS, sub conducerea lui V.P.Glushko, a fost creat unul dintre primele motoare de propulsie electrice în funcțiune.
De la bun început, s-a presupus că separarea sursei de energie și a substanței accelerate ar asigura o viteză mare de evacuare a fluidului de lucru (PT), precum și o masă mai mică a navei spațiale (SC) datorită unei scăderi. în masa fluidului de lucru stocat. Într-adevăr, în comparație cu alte motoare de rachetă, motoarele electrice de propulsie fac posibilă creșterea semnificativă a duratei de viață activă (AS) a unei nave spațiale, reducând în același timp semnificativ masa sistemului de propulsie (PS), ceea ce, în consecință, face posibilă creșterea sarcina utilă sau îmbunătățirea caracteristicilor dimensionale de greutate ale navei spațiale în sine.
Calculele arată că utilizarea propulsiei electrice va reduce durata zborurilor către planete îndepărtate (în unele cazuri chiar va face posibile astfel de zboruri) sau, cu aceeași durată de zbor, va crește sarcina utilă.
Clasificarea motoarelor electrice de rachetă acceptată în literatura în limba rusă
ETD-urile, la rândul lor, sunt împărțite în motoare cu încălzire electrică (END) și motoare cu arc electric (EDA).
Motoarele electrostatice sunt împărțite în motoare ionice (inclusiv coloidale) (ID, CD) - acceleratori de particule într-un fascicul unipolar și acceleratori de particule într-o plasmă cvasineutră. Acestea din urmă includ acceleratoare cu deriva de electroni închisă și o zonă de accelerație extinsă (UZDP) sau scurtată (UZDU). Primele se numesc de obicei motoare cu plasmă staționară (SPD), iar numele apare și (din ce în ce mai rar) - motor liniar Hall (LHD), în literatura occidentală este numit motor Hall. Motoarele cu ultrasunete sunt de obicei numite motoare accelerate cu anod (LAM).
Acestea includ motoare cu propriul câmp magnetic și motoare cu un câmp magnetic extern (de exemplu, un motor Hall montat la capăt - THD).
Motoarele cu impulsuri folosesc energia cinetică a gazelor produse prin evaporarea unui solid într-o descărcare electrică.
Orice lichid și gaz, precum și amestecurile acestora, pot fi utilizate ca fluid de lucru în motoarele de propulsie electrice. Cu toate acestea, pentru fiecare tip de motor există fluide de lucru, a căror utilizare vă permite să obțineți cele mai bune rezultate. Amoniacul este folosit în mod tradițional pentru ETD, xenonul pentru electrostatic, litiu pentru curent înalt și fluoroplastic pentru impulsuri.
Dezavantajul xenonului este costul acestuia, din cauza producției anuale reduse (mai puțin de 10 tone pe an la nivel mondial), care îi obligă pe cercetători să caute alte RT-uri cu caracteristici similare, dar mai puțin costisitoare. Argonul este considerat principalul candidat pentru înlocuire. Este, de asemenea, un gaz inert, dar, spre deosebire de xenon, are o energie de ionizare mai mare cu o masă atomică mai mică. Energia cheltuită pentru ionizare pe unitatea de masă accelerată este una dintre sursele pierderilor de eficiență.
Motoarele electrice de propulsie sunt caracterizate printr-un debit scăzut de masă RT și o viteză mare de ieșire a unui flux accelerat de particule. Limita inferioară a vitezei de evacuare coincide aproximativ cu limita superioară a vitezei de evacuare a unui jet de motor chimic și este de aproximativ 3.000 m/s. Limita superioară este teoretic nelimitată (în limita vitezei luminii), totuși, pentru modelele de motoare promițătoare, se ia în considerare o viteză care nu depășește 200.000 m/s. În prezent, pentru motoarele de diferite tipuri, viteza optimă de evacuare este considerată a fi de la 16.000 la 60.000 m/s.
Datorită faptului că procesul de accelerare într-un motor de propulsie electrică are loc la presiune scăzută în canalul de accelerare (concentrația particulelor nu depășește 10 20 particule/m³), densitatea de tracțiune este destul de scăzută, ceea ce limitează utilizarea motoarelor electrice de propulsie. : presiunea externă nu trebuie să depășească presiunea din canalul de accelerare, iar accelerația navei spațiale este foarte mică (zecimi sau chiar sutimi g ). O excepție de la această regulă poate fi EDD pe nave spațiale mici.
Puterea electrică a motoarelor electrice de propulsie variază de la sute de wați la megawați. Motoarele electrice de propulsie utilizate în prezent pe nave spațiale au o putere de la 800 la 2.000 W.
Motor cu reacție electric la Muzeul Politehnic, Moscova. Creat în 1971 la Institutul de Energie Atomică care poartă numele. I. V. Kurchatova
În 1964, în sistemul de control al atitudinii navei spațiale sovietice Zond-2, 6 propulsoare de puls erozive care funcționează pe fluoroplastic au funcționat timp de 70 de minute; cheagurile de plasmă rezultate aveau o temperatură de ~ 30.000 K și curgeau cu o viteză de până la 16 km/s (bancul de condensatori avea o capacitate de 100 μ, tensiunea de funcționare a fost de ~ 1 kV). În SUA, teste similare au fost efectuate în 1968 pe nava spațială LES-6. În 1961, o cale de rulare cu puls de ciupit a companiei americane Republic Aviation a dezvoltat o tracțiune de 45 mN pe stand la o viteză de evacuare de 10-70 km/s.
La 1 octombrie 1966, laboratorul ionosferic automat Yantar-1 a fost lansat la o altitudine de 400 km de o rachetă geofizică în trei etape 1YA2TA pentru a studia interacțiunea curentului cu jet al unui motor electric de rachetă (ERE), care funcționează pe argon, cu plasmă ionosferică. Motorul experimental de propulsie electrică cu ioni de plasmă a fost pornit pentru prima dată la o altitudine de 160 km, iar în timpul zborului următor au fost efectuate 11 cicluri de funcționare. S-a atins o viteză a curentului cu jet de aproximativ 40 km/s. Laboratorul Yantar a atins o altitudine de zbor specificată de 400 km, zborul a durat 10 minute, motorul de propulsie electrică a funcționat constant și a dezvoltat o forță de proiectare de cinci grame de forță. Comunitatea științifică a aflat despre realizarea științei sovietice dintr-un raport TASS.
În a doua serie de experimente s-a folosit azot. Viteza de evacuare a fost crescută la 120 km/s. În 1971 au fost lansate patru dispozitive similare (conform altor surse, înainte de 1970 existau șase dispozitive).
În toamna anului 1970, un sistem de propulsie electrică ramjet a trecut cu succes testele în zbor real. În octombrie 1970, la al XXI-lea Congres al Federației Internaționale Astronomice, oamenii de știință sovietici - profesorul G. Grodzovsky, candidații la științe tehnice Yu. Danilov și N. Kravtsov, candidații la științe fizice și matematice M. Marov și V. Nikitin, doctor în Științe tehnice V. Utkin - raportat despre testarea unui sistem de propulsie cu aer. Viteza înregistrată a avionului a ajuns la 140 km/s.
În 1971, sistemul de corecție al satelitului meteorologic sovietic „Meteor” a operat două motoare cu plasmă staționare dezvoltate de Fakel Design Bureau, fiecare dintre acestea, cu o sursă de alimentare de ~ 0,4 kW, a dezvoltat o tracțiune de 18-23 mN și o evacuare. viteza de peste 8 km/s. RD-urile aveau o dimensiune de 108×114×190 mm, o masă de 32,5 kg și o rezervă de Xenon (xenon comprimat) de 2,4 kg. În timpul uneia dintre porniri, unul dintre motoare a funcționat continuu timp de 140 de ore.Acest sistem de propulsie electrică este prezentat în figură.
Motoarele electrice cu rachete sunt, de asemenea, folosite în misiunea Dawn. Utilizare planificată în proiectul BepiColombo.
Deși motoarele electrice cu rachete au o tracțiune scăzută în comparație cu rachetele cu combustibil lichid, ele sunt capabile să funcționeze pe perioade lungi de timp și să zboare lent pe distanțe lungi.
Această clasă largă de motoare combină diferite tipuri de motoare care sunt în prezent dezvoltate foarte intens. Fluidul de lucru este accelerat la o anumită viteză de evacuare folosind energie electrică. Energia este obținută dintr-o centrală nucleară sau solară situată la bordul navei spațiale (în principiu, chiar și dintr-o baterie chimică). Sunt posibile numeroase tipuri de sisteme de propulsie la bord.
Design-urile motoarelor electrice în curs de dezvoltare sunt extrem de diverse. Ne vom uita la trei grupuri principale de motoare electrice, care diferă în modul în care fluidul de lucru este ejectat din rachetă. (Cu toate acestea, sunt posibile și alte moduri de clasificare a motoarelor electrice
Motoare electrotermale. Aceste motoare, ca toate cele pe care le-am considerat până acum, sunt motoare termice. Fluidul de lucru (hidrogenul) încălzit la o temperatură ridicată se transformă în plasmă - un amestec neutru din punct de vedere electric
ioni pozitivi si electroni. Metodele de încălzire electrică pot fi diferite: încălzirea în arc electric (Fig. 10), folosind elemente de încălzire din wolfram, printr-o descărcare electrică și altele
Orez. 10. Schema motorului cu arc electric
În timpul testelor de laborator ale motoarelor cu arc electric s-a atins o viteză de evacuare de ordinul mărimii.Dacă este posibilă izolarea magnetică a plasmei de pereții camerei de împingere, temperatura plasmei poate fi foarte mare și viteza de evacuare este adusă la Accelerațiile reactive la motoarele electrotermale vor fi de ordinul .
Primul motor electrotermic din lume a fost dezvoltat în 1929-1933. în Uniunea Sovietică sub conducerea lui V.P.Glushko în celebrul Laborator de dinamică a gazelor.
Motoare electrostatice (ionice). În aceste motoare, pentru prima dată ne confruntăm cu accelerarea „rece” a fluidului de lucru. Particulele fluidului de lucru (perechile de metale ușor ionizate, cum ar fi rubidiu sau cesiu) își pierd electronii în ionizator și sunt accelerate la viteză mare într-un câmp electric. Pentru ca sarcina electrică a jetului de particule încărcate din spatele aparatului să nu interfereze cu scurgerea ulterioară, acest jet este neutralizat în afara acestuia prin ejecția de electroni prelevați din atomi (Fig. 11).
Orez. 11. Schema schematică a motorului
Nu există restricții de temperatură într-un motor cu ioni. Prin urmare, în principiu, este posibil să se realizeze viteze de evacuare arbitrar mari, până la cele care se apropie de viteza luminii. Cu toate acestea, vitezele de evacuare prea mari trebuie excluse din considerare, deoarece ar necesita o putere enormă de la centrala electrică de la bordul navei.
Orez. 12. Schema formării plasmoizilor în mișcare într-un motor cu plasmă „puls” 11.18].
În acest caz, masa sistemului de propulsie ar crește mult mai mult decât împingerea și, ca urmare, accelerația reactivă ar fi mult redusă. Scopul zborului spațial, durata acestuia și calitatea centralei determină cea mai bună, optimă viteză de evacuare pentru o anumită sarcină. Este, după unii autori, în limite, iar după alţii, , . Motoarele ionice vor fi capabile să furnizeze o accelerație de ordinul a .
Unii experți își pun mari speranțe într-un tip special de motor electrostatic - motor coloidal. Aceste motoare accelerează molecule mari încărcate și chiar grupuri de molecule sau particule de praf cu un diametru de aproximativ 1 micron.
Orez. 13. Diagrama unui motor magnetohidrodinamic cu câmpuri încrucișate.
Motoare magnetohidrodinamice (electrodinamice, electromagnetice, magnet-plasmă, „plasmă”). Acest grup de motoare combină o mare varietate de scheme în care plasma este accelerată până la o anumită viteză de ieșire prin modificarea câmpului magnetic sau prin interacțiunea câmpurilor electrice și magnetice. Metodele specifice pentru accelerarea plasmei, precum și obținerea acesteia, sunt foarte diferite. Într-un motor cu plasmă (Fig. 12), un cheag de plasmă („plasmoid”) este accelerat de presiunea magnetică. În „motor cu câmpuri electrice și magnetice încrucișate” (Fig. 13) prin plasmă,
plasată într-un câmp magnetic, trece un curent electric (plasma este un bun conductor) și ca urmare, plasma capătă viteză (ca un cadru de sârmă cu curent plasat într-un câmp magnetic). Viteza optimă de evacuare pentru motoarele magnetohidrodinamice este probabil de ordinul accelerației jetului
În testele de laborator ale motoarelor magnetohidrodinamice, viteze de evacuare de până la .
Trebuie remarcat faptul că în multe cazuri este dificil să clasificați un motor într-o clasă sau alta.
Motoare electrice cu admisie a fluidului de lucru din atmosfera superioară. O aeronavă care se deplasează în atmosfera superioară poate folosi mediul extern rarefiat ca fluid de lucru pentru un motor electric. Un astfel de motor electric este similar cu un motor care respiră aer din clasa motoarelor chimice. Gazul care intră prin admisia de aer poate fi folosit ca fluid de lucru fie direct, fie după acumulare (și eventual lichefiere) în rezervoare. De asemenea, este posibil ca fluidul de lucru să fie acumulat în rezervoarele unei aeronave și apoi pompat în rezervoarele altei aeronave.
Un avantaj important al tuturor tipurilor de motoare electrice este ușurința de reglare a tracțiunii. O dificultate serioasă este necesitatea de a scăpa de excesul de căldură generat de un reactor nuclear. Acest exces nu este purtat de fluidul de lucru și nu este dat mediului, care este practic absent în spațiul mondial. Puteți scăpa de el doar cu ajutorul caloriferelor cu suprafață mare.
În 1964, Statele Unite au efectuat primul test cu succes de 31 de minute al unui motor ionic montat pe un container lansat pe o traiectorie balistică. În condiții spațiale reale, motoarele cu ioni și cu plasmă au fost testate pentru prima dată pe nava sovietică Voskhod-1 și pe stația sovietică Zond-2, lansată în 1964 („Zond-2” - spre Marte); Alături de cele convenționale au fost folosite în sistemele de orientare. În aprilie 1965, un motor cu ioni de cesiu lichid a fost testat împreună cu reactorul nuclear Snap-10A de pe satelitul Pământului american, dezvoltând tracțiune (în locul motoarelor cu ioni de cesiu cu forță reglabilă calculată și motoare electrotermale care utilizează amoniac lichid ca fluid de lucru și tracțiune în curs de dezvoltare. au fost testate anterior cu succes variabil pe o serie de sateliți lansati în Statele Unite din 1966.
Motor rachetă electric (ERD)
Utilizarea limitată a motoarelor electrice de propulsie este asociată cu necesitatea unui consum mare de energie (10-100 kW de 1 n tracţiune). Datorită prezenței unei centrale electrice la bord (și a altor sisteme auxiliare), precum și datorită densității scăzute de tracțiune, un dispozitiv cu motor de propulsie electrică are o accelerație scăzută. Prin urmare, motoarele electrice de propulsie pot fi folosite doar în navele spațiale care zboară fie în condiții de câmpuri gravitaționale slabe, fie pe orbite aproape planetare. Sunt folosite pentru orientare, corectarea orbitelor navelor spațiale și alte operațiuni care nu necesită cantități mari de energie. Electrostatice, cu plasmă Hall și alte sisteme de propulsie electrică sunt considerate promițătoare ca principalele motoare ale navelor spațiale. Datorită masei mici ejectate a RT, timpul de funcționare continuă a unor astfel de motoare electrice de propulsie va fi măsurat în luni și ani; utilizarea lor în locul căilor de rulare chimice existente va crește masa sarcinii utile a navei spațiale. Ideea utilizării energiei electrice pentru a genera forță a fost prezentată de K. E. Tsiolkovsky și de alți pionieri ai astronauticii. În 1916-17, R. Goddard (SUA) a confirmat realitatea acestei idei prin experimente. În 1929-1933, V. P. Glushko (URSS) a creat un motor electric de propulsie experimental. În 1964 în URSS, propulsoarele cu pulsații cu plasmă au fost testate pe nava spațială de tip Zond, în 1966-1971 pe nava Yantar - propulsoare ionice, în 1972 pe nava Meteor - propulsoare cvasi-staționare cu plasmă. Din 1964 în SUA au fost testate diverse tipuri de sisteme de propulsie electrică: în zbor balistic, apoi în zbor spațial (pe ATS, CERT-2 etc.). Lucrări în acest domeniu se desfășoară și în Marea Britanie, Franța, Germania și Japonia. Lit.: Corliss W.R., Motoare de rachete pentru zboruri spațiale, trad. din engleză, M., 1962; Stuhlinger E., Motoare ionice pentru zboruri spațiale, trad. din engleză M., 1966; Gilzin K. A., Electric interplanetary ships, ed. a II-a, M., 1970; Gurov A.F., Sevruk D.D., Surnov D.N., Proiectarea și calculul rezistenței motoarelor de rachete electrice spațiale, M., 1970; Favorsky O. N., Fishgoit V, V., Yantovsky E. I., Fundamentele teoriei sistemelor de propulsie electrică spațială, M., 1970; Grishin S. D., Leskov L. V., Kozlov N. P., Motoare electrice cu rachete, M., 1975. Yu. M. Trushin.
Marea Enciclopedie Sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .
Vedeți ce este „motor rachetă electric” în alte dicționare:
Un motor-rachetă în care energia electrică a centralei de bord a unei nave spațiale este folosită ca sursă de energie pentru a crea tracțiune. Folosit pentru a corecta traiectoria și orientarea navelor spațiale.... ... Dicţionar enciclopedic mare
- Motor rachetă (EP), al cărui principiu de funcționare se bazează pe conversia energiei electrice în energie cinetică direcționată a particulelor. Există, de asemenea, nume care includ cuvintele reactiv și propulsie. Un complex format din... ... Wikipedia
Un motor de rachetă care utilizează energia electrică de la centrala electrică de la bordul unei nave spațiale pentru a genera forță. Folosit pentru a corecta traiectoria și orientarea navelor spațiale. Racheta electrica...... Dicţionar enciclopedic
motor rachetă electric- elektrinis raketinis variklis statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Raketinis variklis, kuriame reaktyvinė trauka sudaroma naudojant raketos energijos šaltinio elektros energiją. Pagal veikimo principą skiriamas elektroterminis, elektrostatinis ir… … Artilerijos terminų žodynas
- (EP) motor-rachetă, în care fluidul de lucru este accelerat la viteze foarte mari (neatins la motoarele cu rachete chimice) cu ajutorul energiei electrice. energie. ERD se caracterizează printr-o ritm ridicat. impulsul și relațiile mari. masa energiei electrice...... Big Enciclopedic Polytechnic Dictionary
Motor de rachetă electromagnetică, motor de rachetă cu plasmă, motor de rachetă electric cu propulsie electrică care creează tracțiune datorită accelerației în câmpul electromagnetic al fluidului de lucru, transformat în plasmă. Principiile de funcționare ale propulsiei electrice constau din două... ... Wikipedia
Motoare rusești electrostatice (plasmă staționară) Motorul rachetă electric este un motor rachetă electric electrostatic în care particulele fluidului de lucru sunt accelerate într-un câmp electrostatic. El... Wikipedia
Un motor de propulsie electrică care funcționează în modul de impulsuri de scurtă durată de la câteva microsecunde până la câteva milisecunde. Variind frecvența de activare a propulsorului și durata impulsurilor, este posibil să se obțină orice valori necesare ale impulsului total de împingere. Telecomanda cu... ... Wikipedia
Acest tip de motor electric de rachetă se caracterizează prin faptul că inițial energia electrică este utilizată pentru încălzirea fluidului de lucru (gaz). Energia termică a jetului este apoi convertită în energia cinetică a jetului în duză. De obicei, aceasta este... ... Wikipedia
- (RD) Un motor cu reacție care utilizează pentru funcționarea sa numai substanțe și surse de energie disponibile în rezervă pe un vehicul în mișcare (aeronava, sol, subacvatic). Astfel, spre deosebire de motoarele cu reacție de aer (vezi... ... Marea Enciclopedie Sovietică
Motor rachetă electric
Un motor de rachetă electric este un motor de rachetă al cărui principiu de funcționare se bazează pe utilizarea energiei electrice primite de la o centrală electrică de la bordul navei spațiale pentru a crea forță. Domeniul principal de aplicare este corecția minoră a traiectoriei, precum și orientarea în spațiu a navelor spațiale. Un complex format dintr-un motor electric de rachetă, un sistem de alimentare și stocare cu fluid de lucru, un sistem de control automat și un sistem de alimentare cu energie se numește sistem de propulsie electrică a rachetei.
Mențiunea posibilității de a folosi energia electrică în motoarele de rachete pentru a crea tracțiune se găsește în lucrările lui K. E. Tsiolkovsky. În 1916-1917 Primele experimente au fost efectuate de R. Goddard și deja în anii 30. secolul XX sub conducerea lui V.P. Glushko, a fost creat unul dintre primele motoare electrice de rachetă.
În comparație cu alte motoare de rachetă, cele electrice fac posibilă creșterea duratei de viață a unei nave spațiale și, în același timp, greutatea sistemului de propulsie este redusă semnificativ, ceea ce face posibilă creșterea sarcinii utile și obținerea celei mai complete greutăți și caracteristici de dimensiune. Folosind motoare de rachete electrice, este posibil să scurtați durata zborurilor către planete îndepărtate și, de asemenea, să faceți posibile zborurile către orice planetă.
La mijlocul anilor '60. secolul XX Motoarele electrice cu rachete au fost testate activ în URSS și SUA și deja în anii 1970. au fost folosite ca sisteme de propulsie standard.
În Rusia, clasificarea se bazează pe mecanismul de accelerare a particulelor. Se pot distinge următoarele tipuri de motoare: electrotermice (încălzire electrică, arc electric), electrostatice (motoare ionice, inclusiv coloidale, staționare cu plasmă cu accelerație în stratul anodic), motoare cu curent mare (electromagnetic, magnetodinamic) și cu impulsuri.
Orice lichid și gaz, precum și amestecurile acestora, pot fi utilizate ca fluid de lucru. Pentru fiecare tip de motor electric este necesar să folosiți fluidele de lucru adecvate pentru a obține cele mai bune rezultate. Amoniacul este folosit în mod tradițional pentru motoarele electrotermale, xenonul este folosit pentru motoarele electrostatice, litiul este folosit pentru motoarele cu curent ridicat, iar fluoroplasticul este cel mai eficient fluid de lucru pentru motoarele cu impulsuri.
Una dintre principalele surse de pierderi este energia cheltuită pentru ionizare pe unitatea de masă accelerată. Avantajul motoarelor electrice cu rachete este debitul de masă scăzut al fluidului de lucru, precum și viteza mare a fluxului accelerat de particule. Limita superioară a vitezei de scurgere este teoretic în limita vitezei luminii.
În prezent, pentru diferite tipuri de motoare, viteza de evacuare variază de la 16 la 60 km/s, deși modelele promițătoare vor putea oferi o viteză de evacuare a fluxului de particule de până la 200 km/s.
Dezavantajul este densitatea de tracțiune foarte scăzută; de asemenea, trebuie remarcat faptul că presiunea externă nu trebuie să depășească presiunea din canalul de accelerație. Puterea electrică a motoarelor de rachete electrice moderne utilizate pe nave spațiale variază de la 800 la 2000 W, deși puterea teoretică poate ajunge la megawați. Eficiența motoarelor electrice cu rachete este scăzută și variază de la 30 la 60%.
În următorul deceniu, acest tip de motor va îndeplini în principal sarcini pentru corectarea orbitei navelor spațiale situate atât pe orbite geostaționare, cât și pe orbitele terestre joase, precum și pentru livrarea navelor spațiale de pe orbita terestră joasă de referință către cele superioare, cum ar fi orbita geostaționară. .
Înlocuirea unui motor de rachetă lichid, care servește ca corector de orbită, cu unul electric, va reduce masa unui satelit tipic cu 15%, iar dacă perioada de ședere activă pe orbită este mărită, atunci cu 40%.
Una dintre cele mai promițătoare domenii pentru dezvoltarea motoarelor electrice de rachetă este îmbunătățirea lor în direcția creșterii puterii la sute de megawați și a unui impuls specific de tracțiune și, de asemenea, este necesar să se obțină o funcționare stabilă și fiabilă a motorului folosind substanțe mai ieftine, cum ar fi ca argon, litiu, azot.
Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (AN) a autorului TSB Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (DV) a autorului TSB Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (RA) a autorului TSB Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (SB) a autorului TSB Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (SU) a autorului TSB Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (EL) a autorului TSB Din cartea Marea Enciclopedie a Tehnologiei autor Echipa de autori Din cartea autorului Din cartea autoruluiMotor de rachetă de aviație Un motor de rachetă de aviație este un motor cu reacție directă care transformă un anumit tip de energie primară în energia cinetică a fluidului de lucru și creează tracțiunea jetului. Forța de împingere este aplicată direct pe corpul rachetei
Din cartea autoruluiMotor electric universal Un motor electric universal este unul dintre tipurile de motoare cu comutator cu excitație în serie monofazată. Poate funcționa atât pe curent continuu, cât și pe curent alternativ. Mai mult, atunci când utilizați universal
Din cartea autoruluiMotor electric Un motor electric este o mașină care transformă energia electrică în
Din cartea autoruluiMotor rachetă vernier Un motor rachetă vernier este un motor rachetă care este proiectat să asigure controlul vehiculului de lansare în faza activă. Uneori se folosește denumirea de „rachetă de direcție”.
Din cartea autoruluiMotor de rachetă cu radioizotopi Un motor de rachetă cu radioizotopi este un motor de rachetă în care încălzirea fluidului de lucru are loc datorită eliberării de energie în timpul dezintegrarii unui radionuclid, sau produsele reacției de descompunere creează un curent cu jet. Din punct de vedere
Din cartea autoruluiMotor de rachetă cu accelerație Un motor de rachetă cu accelerație (motor de propulsie) este motorul principal al unei aeronave rachetă. Sarcina sa principală este de a oferi viteza necesară
Din cartea autoruluiMotor de rachetă solară Un motor de rachetă solară, sau motor de rachetă cu fotoni, este un motor de rachetă care utilizează un impuls reactiv pentru a produce forță, care este creată de particule de lumină, fotoni, atunci când sunt expuse la o suprafață. Un exemplu dintre cele mai simple
Din cartea autoruluiMotor de rachetă de frânare Motorul de rachetă de frânare este un motor de rachetă care este utilizat pentru frânare la întoarcerea unei nave spațiale la suprafața Pământului. Frânarea este necesară pentru a reduce viteza navei spațiale înainte de a intra într-o mai mult
