Princíp činnosti a konštrukcia elektrického raketového motora. Elektrický prúdový motor (EPE). Kalkulácia nákladov na elektrickú energiu pre súkromných klientov
Veľa kovov.
V konverzácii, ktorú sme začali, sa učíme čo je elektrický prúdový motor, aké sú princípy jej fungovania a rozsah aplikácie a dokonca dostaneme odpoveď aj na otázku, či je let v blízkej dobe možný...
Najprv sa vráťme k nárazové výbuchy kovov. Najdôležitejšou podmienkou pre tento proces je rýchlosť kovu.
Ak je kritická rýchlosť pre urán 1 500 m/s, pre železo presahuje 4 000 m/s.
Preto z niektorých meteoritov padajúcich na zem rovnakou alebo ešte väčšou rýchlosťou nezostane ani stopa. Menia sa na najtenšie...
Túto vlastnosť si všimol už v roku 1929 slávny tvorca našich motorov a rakiet Valentin Petrovič Glushko.
Foto 1. Akademik Valentin Petrovič Glushko
Napísal článok pod veľmi zaujímavým názvom „Kov ako výbušnina“.
Hneď v jej prvých riadkoch autor povedal, že nehovoríme o použití kovu ako výbušniny, ale že pri prechode dostatočne silného impulzu elektrického prúdu cez kovový drôt môže dôjsť k výbuchu.
Teplota stúpa na 300 000 stupňov. Energia takejto explózie je mnohonásobne väčšia ako energia explózie najsilnejšej výbušniny prijatej v množstve rovnajúcom sa hmotnosti drôtu.
V tomto prípade samotná energia prevyšuje energiu aktuálneho impulzu, ktorý ju spôsobil.
Elektrický prúdový motor
Energiu takéhoto výbuchu využil V.P. Glushko v miniatúre elektrický prúdový motor (EPE), vyvinuté začiatkom 30. rokov 20. storočia.
Motor sa ľahko zmestí do dlane.
Bol do nej privedený kovový drôt a boli vydávané elektrické impulzy, ktoré ho premenili na paru.
Foto 2. Elektrický prúdový motor (EPE), ktorý vytvoril V.P. Glushko v rokoch 1929-1933.
Táto para vychádzala cez špeciálnu trysku rýchlosťou niekoľko desiatok tisíc metrov za sekundu.
Aby motor dosiahol rýchlosť 30 km/s za 4 mesiace, musí spotrebovať výkon... 300 W.
Nie toľko, 3x menší výkon žehličky! Ale žehlička má zásuvku a kde ju môžem získať?
Ako zdroj energie pre raketu vybavenú elektrickým hnacím motorom V.P. Glushko navrhol použitie fotobuniek.
Raketa vybavená takýmito motormi nemôže ísť do vesmíru sama. Na spustenie je potrebné použiť iný motor.
Ale po vstupe do vesmíru mohla „slnečná“ raketa vybavená elektrickým hnacím motorom v priebehu niekoľkých dní dosiahnuť rýchlosť, ktorá je pre iný typ rakiet nedostupná.
O podobnej schéme letu ako na Marse sa momentálne uvažuje v ruskom projekte pristávania kozmonautov na Červenej planéte.
Komplex pozostávajúci zo sady elektrických hnacích motorov, systému skladovania a zásobovania pracovnej tekutiny (SHiP), automatického riadiaceho systému (ACS) a systému napájania (SPS) je tzv. elektrický pohonný systém (EPS).
Myšlienka využitia elektrickej energie v prúdových motoroch na zrýchlenie vznikla takmer na začiatku vývoja raketovej techniky. Je známe, že takúto myšlienku vyslovil K. E. Ciolkovskij. V roku -1917 uskutočnil R. Goddard prvé experimenty a v 30. rokoch 20. storočia v ZSSR pod vedením V.P.Glushka vznikol jeden z prvých fungujúcich elektrických hnacích motorov.
Od samého začiatku sa predpokladalo, že oddelenie zdroja energie a urýchľovanej látky zabezpečí vysokú rýchlosť odsávania pracovnej tekutiny (PT), ako aj nižšiu hmotnosť kozmickej lode (SC) v dôsledku poklesu v hmote uloženej pracovnej tekutiny. V porovnaní s inými raketovými motormi umožňujú elektrické hnacie motory výrazne zvýšiť aktívnu životnosť (AS) kozmickej lode a zároveň výrazne znížiť hmotnosť pohonného systému (PS), čo teda umožňuje zvýšiť užitočné zaťaženie alebo zlepšenie hmotnostných a rozmerových charakteristík samotnej kozmickej lode.
Výpočty ukazujú, že použitie elektrického pohonu skráti trvanie letov na vzdialené planéty (v niektorých prípadoch dokonca takéto lety umožnia) alebo pri rovnakom trvaní letu zvýši užitočné zaťaženie.
Klasifikácia elektrických raketových motorov akceptovaná v ruskej literatúre
ETD sa zase delia na motory s elektrickým ohrevom (END) a elektrickým oblúkom (EDA).
Elektrostatické motory sa delia na iónové (vrátane koloidných) motory (ID, CD) - urýchľovače častíc v unipolárnom zväzku a urýchľovače častíc v kvázineutrálnej plazme. Medzi posledné patria urýchľovače s uzavretým elektrónovým driftom a rozšírenou (UZDP) alebo skrátenou (UZDU) akceleračnou zónou. Prvé sa zvyčajne nazývajú stacionárne plazmové motory (SPD) a objavuje sa aj (čoraz menej často) názov - lineárny Hallov motor (LHD), v západnej literatúre sa mu hovorí Hallov motor. Ultrazvukové motory sa zvyčajne nazývajú anódovo akcelerované motory (LAM).
Patria sem motory s vlastným magnetickým poľom a motory s vonkajším magnetickým poľom (napríklad koncový Hallov motor - THD).
Pulzné motory využívajú kinetickú energiu plynov produkovaných odparovaním pevnej látky v elektrickom výboji.
Akékoľvek kvapaliny a plyny, ako aj ich zmesi, môžu byť použité ako pracovná kvapalina v elektrických hnacích motoroch. Pre každý typ motora však existujú pracovné kvapaliny, ktorých použitie vám umožňuje dosiahnuť najlepšie výsledky. Amoniak sa tradične používa pre ETD, xenón pre elektrostatické, lítium pre silnoprúdové a fluoroplastické pre pulzné.
Nevýhodou xenónu je jeho cena vzhľadom na jeho malú ročnú produkciu (celosvetovo menej ako 10 ton ročne), čo núti výskumníkov hľadať iné RT s podobnými vlastnosťami, ale lacnejšie. Argón sa zvažuje ako hlavný kandidát na nahradenie. Je to tiež inertný plyn, ale na rozdiel od xenónu má vyššiu ionizačnú energiu s nižšou atómovou hmotnosťou. Energia vynaložená na ionizáciu na jednotku zrýchlenej hmoty je jedným zo zdrojov strát účinnosti.
Elektrické hnacie motory sa vyznačujú nízkym hmotnostným prietokom RT a vysokou výstupnou rýchlosťou zrýchleného prúdu častíc. Spodná hranica rýchlosti výfukových plynov sa približne zhoduje s hornou hranicou rýchlosti výfukových plynov z chemického motora a je približne 3000 m/s. Horná hranica je teoreticky neobmedzená (v rámci rýchlosti svetla), pri perspektívnych modeloch motorov sa však počíta s rýchlosťou nepresahujúcou 200 000 m/s. V súčasnosti sa pre motory rôznych typov považuje za optimálnu rýchlosť výfuku od 16 000 do 60 000 m/s.
Vzhľadom na skutočnosť, že proces zrýchlenia v elektrickom hnacom motore prebieha pri nízkom tlaku v zrýchľovacom kanáli (koncentrácia častíc nepresahuje 10 20 častíc/m³), je hustota ťahu pomerne nízka, čo obmedzuje použitie elektrických hnacích motorov. : vonkajší tlak by nemal prekročiť tlak v zrýchľovacom kanáli a zrýchlenie kozmickej lode je veľmi malé (desatiny alebo dokonca stotiny g ). Výnimkou z tohto pravidla môže byť EDD na malých kozmických lodiach.
Elektrický výkon elektrických hnacích motorov sa pohybuje od stoviek wattov až po megawatty. Elektrické hnacie motory používané v súčasnosti na kozmických lodiach majú výkon od 800 do 2 000 W.
Elektrický prúdový motor v Polytechnickom múzeu v Moskve. Vytvorené v roku 1971 v Ústave atómovej energie pomenovanom po. I. V. Kurčatovej
V roku 1964 v systéme riadenia polohy sovietskej kozmickej lode Zond-2 fungovalo 6 erozívnych impulzných trysiek pracujúcich na fluoroplaste 70 minút; výsledné plazmové zrazeniny mali teplotu ~ 30 000 K a vytekali rýchlosťou až 16 km/s (banka kondenzátorov mala kapacitu 100 μ, prevádzkové napätie ~ 1 kV). V USA sa podobné testy uskutočnili v roku 1968 na kozmickej lodi LES-6. V roku 1961 vyvinula pinch pulse rolovacia dráha americkej spoločnosti Republic Aviation ťah 45 mN na stojane pri rýchlosti výfuku 10-70 km/s.
1. októbra 1966 bolo automatické ionosférické laboratórium Yantar-1 vypustené do výšky 400 km trojstupňovou geofyzikálnou raketou 1YA2TA na štúdium interakcie prúdového prúdu elektrického raketového motora (ERE), bežiaceho na argón, s ionosférickou plazmou. Experimentálny plazmovo-iónový elektrický hnací motor bol najskôr zapnutý vo výške 160 km a počas nasledujúceho letu bolo vykonaných 11 cyklov jeho prevádzky. Dosiahla sa rýchlosť prúdového prúdu asi 40 km/s. Laboratórium Yantar dosiahlo určenú výšku letu 400 km, let trval 10 minút, elektrický pohonný motor pracoval stabilne a vyvinul konštrukčný ťah päť gramov sily. Vedecká komunita sa o úspechu sovietskej vedy dozvedela zo správy agentúry TASS.
V druhej sérii experimentov bol použitý dusík. Rýchlosť výfuku bola zvýšená na 120 km/s. V roku 1971 boli spustené štyri podobné zariadenia (podľa iných zdrojov pred rokom 1970 šesť zariadení).
Na jeseň roku 1970 úspešne prešiel náporový elektrický pohonný systém testami v reálnom lete. V októbri 1970 na XXI. kongrese Medzinárodnej astronomickej federácie sovietski vedci - profesor G. Grodzovskij, kandidáti technických vied Ju. Danilov a N. Kravcov, kandidáti fyzikálnych a matematických vied M. Marov a V. Nikitin, doktor Technické vedy V. Utkin - referoval o testovaní vzduchového pohonného systému. Zaznamenaná rýchlosť prúdu dosiahla 140 km/s.
V roku 1971 korekčný systém sovietskeho meteorologického satelitu „Meteor“ prevádzkoval dva stacionárne plazmové motory vyvinuté Fakel Design Bureau, z ktorých každý s napájaním ~ 0,4 kW vyvinul ťah 18-23 mN a výfuk. rýchlosť nad 8 km/s. RD mali rozmer 108×114×190 mm, hmotnosť 32,5 kg a rezervu xenónu (stlačený xenón) 2,4 kg. Pri jednom zo štartov jeden z motorov pracoval nepretržite 140 hodín Tento elektrický pohonný systém je znázornený na obrázku.
V misii Dawn sa používajú aj elektrické raketové motory. Plánované použitie v projekte BepiColombo.
Hoci elektrické raketové motory majú v porovnaní s raketami na kvapalné palivo nízky ťah, sú schopné prevádzky po dlhú dobu a schopné pomalého letu na veľké vzdialenosti.
Táto široká trieda motorov kombinuje rôzne typy motorov, ktoré sú v súčasnosti veľmi intenzívne vyvíjané. Pracovná kvapalina sa pomocou elektrickej energie urýchľuje na určitú rýchlosť výfuku. Energia sa získava z jadrovej alebo solárnej elektrárne umiestnenej na palube kozmickej lode (v zásade dokonca z chemickej batérie). Je možné si predstaviť množstvo typov palubných pohonných systémov.
Konštrukcie vyvíjaných elektromotorov sú mimoriadne rôznorodé. Pozrieme sa na tri hlavné skupiny elektromotorov, líšiacich sa spôsobom vystreľovania pracovnej tekutiny z rakety. (Sú však možné aj iné spôsoby klasifikácie elektromotorov
Elektrotermické motory. Tieto motory, rovnako ako všetky, ktoré sme doteraz uvažovali, sú tepelné motory. Pracovná tekutina (vodík) zahriata na vysokú teplotu sa mení na plazmu – elektricky neutrálnu zmes
kladné ióny a elektróny. Spôsoby elektrického ohrevu môžu byť rôzne: ohrev v elektrickom oblúku (obr. 10), pomocou volfrámových vykurovacích telies, cez elektrický výboj a iné
Ryža. 10. Schéma elektrického oblúkového motora
Pri laboratórnych skúškach elektrických oblúkových motorov bola dosiahnutá rýchlosť výfukových plynov rádovo, ak je možné magneticky izolovať plazmu od stien náporovej komory, teplota plazmy môže byť veľmi vysoká a rýchlosť výfukových plynov sa privedie na Reaktívne zrýchlenia v elektrotermálnych motoroch budú rádovo .
Prvý elektrotepelný motor na svete bol vyvinutý v rokoch 1929-1933. v Sovietskom zväze pod vedením V.P.Gluška v známom Laboratóriu dynamiky plynu.
Elektrostatické (iónové) motory. V týchto motoroch sa po prvýkrát stretávame so „studeným“ zrýchlením pracovnej tekutiny. Častice pracovnej tekutiny (páry ľahko ionizovateľných kovov, ako je rubídium alebo cézium) strácajú v ionizátore svoje elektróny a v elektrickom poli sa urýchľujú na vysokú rýchlosť. Aby elektrický náboj prúdu nabitých častíc za aparatúrou neinterferoval s ďalším výstupom, je tento prúd mimo neho neutralizovaný vyvrhnutím elektrónov odoberaných z atómov (obr. 11).
Ryža. 11. Schéma motora
V iónovom motore neexistujú žiadne teplotné obmedzenia. Preto je v princípe možné dosiahnuť ľubovoľne vysoké rýchlosti výfuku, až také, ktoré sa blížia rýchlosti svetla. Príliš vysoké rýchlosti výfukových plynov však musia byť vylúčené z úvahy, pretože by vyžadovali enormný výkon z elektrárne na palube lode.
Ryža. 12. Schéma vzniku pohyblivých plazmoidov v „pulznom“ plazmovom motore 11.18].
V tomto prípade by sa hmotnosť pohonného systému zvýšila oveľa viac ako ťah a v dôsledku toho by sa značne znížilo reaktívne zrýchlenie. Účel kozmického letu, jeho trvanie a kvalita elektrárne určujú najlepšiu a optimálnu rýchlosť výfuku pre danú úlohu. Podľa niektorých autorov je v medziach a podľa iných , . Iónové motory budú schopné dodať prúdové zrýchlenie rádovo .
Niektorí odborníci vkladajú veľké nádeje do špeciálneho typu elektrostatického motora – koloidného motora. Tieto motory urýchľujú veľké nabité molekuly a dokonca aj skupiny molekúl alebo prachových častíc s priemerom približne 1 mikrón.
Ryža. 13. Schéma magnetohydrodynamického motora so skríženými poľami.
Magnetohydrodynamické (elektrodynamické, elektromagnetické, magneticko-plazmové, „plazmové“) motory. Táto skupina motorov kombinuje obrovskú škálu schém, v ktorých sa plazma urýchľuje na určitú výstupnú rýchlosť zmenou magnetického poľa alebo interakciou elektrických a magnetických polí. Špecifické metódy urýchľovania plazmy, ako aj jej získavania, sú veľmi odlišné. V plazmovom motore (obr. 12) sa plazmová zrazenina („plazmoid“) urýchľuje magnetickým tlakom. V „motore so skríženými elektrickými a magnetickými poľami“ (obr. 13) cez plazmu,
umiestnený v magnetickom poli prechádza elektrický prúd (plazma je dobrý vodič) a v dôsledku toho plazma nadobúda rýchlosť (ako drôtený rám s prúdom umiestneným v magnetickom poli). Optimálna rýchlosť výfukových plynov pre magnetohydrodynamické motory je pravdepodobne v ráde zrýchlenia prúdu
Pri laboratórnych skúškach magnetohydrodynamických motorov boli zistené rýchlosti výfukových plynov až .
Treba poznamenať, že v mnohých prípadoch je ťažké zaradiť motor do jednej alebo druhej triedy.
Elektromotory s nasávaním pracovnej kvapaliny z hornej atmosféry. Lietadlo pohybujúce sa v hornej atmosfére môže využívať riedke vonkajšie prostredie ako pracovnú tekutinu pre elektromotor. Takýto elektromotor je podobný motoru dýchajúcemu vzduch v triede chemických motorov. Plyn vstupujúci cez prívod vzduchu môže byť použitý ako pracovná kvapalina buď priamo, alebo po akumulácii (prípadne skvapalnení) v nádržiach. Je tiež možné, že sa pracovná kvapalina nahromadí v nádržiach jedného lietadla a potom sa prečerpá do nádrží iného lietadla.
Dôležitou výhodou všetkých typov elektromotorov je jednoduchosť nastavenia trakcie. Vážnym problémom je potreba zbaviť sa prebytočného tepla generovaného jadrovým reaktorom. Tento prebytok nie je odnášaný pracovnou tekutinou a nie je daný do prostredia, ktoré vo svetovom priestore prakticky chýba. Zbavíte sa ho len pomocou radiátorov s veľkou plochou.
V roku 1964 Spojené štáty vykonali prvý úspešný test trvajúci 31 minút iónového motora namontovaného na nádobe vypustenej po balistickej dráhe. V skutočných vesmírnych podmienkach boli iónové a plazmové motory prvýkrát testované na sovietskej lodi Voskhod-1 a sovietskej stanici Zond-2, ktorá bola spustená v roku 1964 („Zond-2“ - smerom k Marsu); Spolu s konvenčnými sa používali v orientačných systémoch. V apríli 1965 bol spolu s jadrovým reaktorom Snap-10A testovaný na americkom satelite Zeme motor s kvapalným céznym iónom, vyvíjajúci ťah (namiesto céziových iónových motorov s vypočítaným nastaviteľným ťahom a elektrotermických motorov využívajúcich ako pracovnú tekutinu kvapalný amoniak a vyvíjajúcich ťah boli predtým testované s rôznym úspechom na sérii satelitov vypustených v Spojených štátoch od roku 1966.
Elektrický raketový motor (ERD)
Obmedzené používanie elektrických hnacích motorov je spojené s potrebou vysokej spotreby energie (10-100 kW o 1 n trakcia). Vďaka prítomnosti palubnej elektrárne (a iných pomocných systémov), ako aj kvôli nízkej hustote ťahu má zariadenie s elektrickým hnacím motorom nízke zrýchlenie. Elektrické hnacie motory je preto možné použiť len v kozmických lodiach lietajúcich buď v podmienkach slabých gravitačných polí, alebo na blízkych planetárnych dráhach. Používajú sa na orientáciu, korekciu obežných dráh kozmických lodí a iné operácie, ktoré nevyžadujú veľké množstvo energie. Elektrostatické, plazmové Hallove a iné elektrické pohonné systémy sa považujú za perspektívne hlavné motory kozmických lodí. Vzhľadom na malú vymrštenú hmotu RT bude doba nepretržitej prevádzky takýchto elektrických hnacích motorov meraná v mesiacoch a rokoch; ich použitie namiesto existujúcich chemických rolovacích dráh zvýši hmotnosť užitočného zaťaženia kozmickej lode. Myšlienku využitia elektrickej energie na generovanie ťahu predložil K. E. Tsiolkovsky a ďalší priekopníci astronautiky. R. Goddard (USA) v rokoch 1916-17 experimentmi potvrdil reálnosť tejto myšlienky. V rokoch 1929-33 vytvoril V. P. Glushko (ZSSR) experimentálny elektrický hnací motor. V roku 1964 sa v ZSSR testovali plazmové impulzné trysky na kozmickej lodi typu Zond, v rokoch 1966-71 na lodi Yantar - iónové trysky, v roku 1972 na kozmickej lodi Meteor - plazmové kvázistacionárne trysky. Od roku 1964 sa v USA testovali rôzne typy elektrických pohonných systémov: v balistickom lete a potom v kozmickom lete (na ATS, CERT-2 atď.). Práca v tejto oblasti prebieha aj vo Veľkej Británii, Francúzsku, Nemecku a Japonsku. Lit.: Corliss W.R., Raketové motory pre vesmírne lety, trans. z angličtiny, M., 1962; Stuhlinger E., Iónové motory pre vesmírne lety, trans. z angličtiny M., 1966; Gilzin K. A., Elektrické medziplanetárne lode, 2. vydanie, M., 1970; Gurov A.F., Sevruk D.D., Surnov D.N., Návrh a pevnostný výpočet vesmírnych elektrických raketových motorov, M., 1970; Favorsky O. N., Fishgoit V, V., Yantovsky E. I., Základy teórie vesmírnych elektrických pohonných systémov, M., 1970; Grishin S. D., Leskov L. V., Kozlov N. P., Elektrické raketové motory, M., 1975. Yu.M. Trushin.
Veľká sovietska encyklopédia. - M.: Sovietska encyklopédia. 1969-1978 .
Pozrite sa, čo je „elektrický raketový motor“ v iných slovníkoch:
Raketový motor, v ktorom sa ako zdroj energie na vytvorenie ťahu využíva elektrická energia palubnej elektrárne kozmickej lode. Používa sa na korekciu trajektórie a orientácie kozmickej lode... ... Veľký encyklopedický slovník
- (EP) raketový motor, ktorého princíp činnosti je založený na premene elektrickej energie na usmernenú kinetickú energiu častíc. Existujú aj názvy, ktoré obsahujú slová reaktívny a pohon. Komplex pozostávajúci z... ... Wikipédie
Raketový motor, ktorý využíva elektrickú energiu z palubnej elektrárne kozmickej lode na generovanie ťahu. Používa sa na korekciu trajektórie a orientácie kozmickej lode. Elektrická raketa...... encyklopedický slovník
elektrický raketový motor- 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) raketový motor, v ktorom je pracovná kvapalina urýchľovaná na veľmi vysoké rýchlosti (nedosiahnuteľné v chemických raketových motoroch) pomocou elektriny. energie. ERD sa vyznačuje vysokým taktom. impulzné a veľké vzťahy. hmotnosť elektrickej energie...... Veľký encyklopedický polytechnický slovník
Elektromagnetický raketový motor, plazmový raketový motor, elektrický pohon pohon elektrický raketový motor, ktorý vytvára ťah v dôsledku zrýchlenia v elektromagnetickom poli pracovnej tekutiny, premenený na plazmu. Princíp fungovania elektrického pohonu pozostáva z dvoch hlavných... ... Wikipedia
Ruské elektrostatické (stacionárne plazmové) motory Elektrický raketový motor je elektrostatický elektrický raketový motor, ktorého zrýchlenie častíc pracovnej tekutiny sa uskutočňuje v elektrostatickom poli. El... Wikipedia
Elektrický hnací motor pracujúci v režime krátkodobých impulzov v trvaní od niekoľkých mikrosekúnd až po niekoľko milisekúnd. Zmenou frekvencie aktivácie náporového pohonu a trvania impulzov je možné získať ľubovoľné požadované hodnoty celkového ťahového impulzu. Diaľkové ovládanie s... ... Wikipedia
Tento typ elektrického raketového motora sa vyznačuje tým, že spočiatku sa elektrická energia využíva na ohrev pracovnej tekutiny (plynu). Tepelná energia prúdu sa potom v dýze premieňa na kinetickú energiu prúdu. Zvyčajne je to... ... Wikipedia
- (RD) Prúdový motor, ktorý na svoju činnosť využíva iba látky a zdroje energie dostupné v zálohe na pohybujúcom sa dopravnom prostriedku (lietadle, zemi, pod vodou). Teda na rozdiel od vzduchových prúdových motorov (Pozri... ... Veľká sovietska encyklopédia
Elektrický raketový motor
Elektrický raketový motor je raketový motor, ktorého princíp činnosti je založený na využití elektrickej energie prijatej z elektrárne na palube kozmickej lode na vytvorenie ťahu. Hlavnou oblasťou použitia je menšia korekcia trajektórie, ako aj priestorová orientácia kozmickej lode. Komplex pozostávajúci z elektrického raketového motora, systému prívodu a skladovania pracovnej tekutiny, automatického riadiaceho systému a systému napájania sa nazýva elektrický raketový pohon.
Zmienka o možnosti využitia elektrickej energie v raketových motoroch na vytvorenie ťahu sa nachádza v prácach K. E. Ciolkovského. V rokoch 1916-1917 Prvé pokusy uskutočnil R. Goddard a už v 30. rokoch. XX storočia pod vedením V.P. Glushka vznikol jeden z prvých elektrických raketových motorov.
V porovnaní s inými raketovými motormi umožňujú elektrické zvýšiť životnosť kozmickej lode a zároveň sa výrazne znižuje hmotnosť pohonného systému, čo umožňuje zvýšiť užitočné zaťaženie a získať čo najúplnejšiu hmotnosť a veľkostné charakteristiky. Pomocou elektrických raketových motorov je možné skrátiť trvanie letov na vzdialené planéty a tiež uskutočniť lety na akúkoľvek planétu.
V polovici 60. rokov. XX storočia Elektrické raketové motory boli aktívne testované v ZSSR a USA a už v 70. rokoch. boli používané ako štandardné pohonné systémy.
V Rusku je klasifikácia založená na mechanizme urýchľovania častíc. Rozlišujeme tieto typy motorov: elektrotermické (elektrický ohrev, elektrický oblúk), elektrostatické (iónové, vrátane koloidných, stacionárne plazmové motory so zrýchlením v anódovej vrstve), silnoprúdové (elektromagnetické, magnetodynamické) a impulzné motory.
Ako pracovná kvapalina sa môžu použiť akékoľvek kvapaliny a plyny, ako aj ich zmesi. Pre každý typ elektromotora je pre dosiahnutie najlepších výsledkov potrebné použiť vhodné pracovné kvapaliny. Amoniak sa tradične používa pre elektrotermické motory, xenón sa používa pre elektrostatické motory, lítium sa používa pre silnoprúdové motory a fluoroplast je najúčinnejšou pracovnou kvapalinou pre impulzné motory.
Jedným z hlavných zdrojov strát je energia vynaložená na ionizáciu na jednotku zrýchlenej hmoty. Výhodou elektrických raketových motorov je nízky hmotnostný prietok pracovnej tekutiny, ako aj vysoká rýchlosť zrýchleného prúdenia častíc. Horná hranica výstupnej rýchlosti je teoreticky v rámci rýchlosti svetla.
V súčasnosti sa rýchlosť výfukových plynov pri rôznych typoch motorov pohybuje od 16 do 60 km/s, hoci sľubné modely budú schopné poskytnúť rýchlosť prúdenia častíc až 200 km/s.
Nevýhodou je veľmi nízka hustota ťahu, treba tiež poznamenať, že vonkajší tlak by nemal prekročiť tlak v akceleračnom kanáli. Elektrický výkon moderných elektrických raketových motorov používaných na kozmických lodiach sa pohybuje od 800 do 2000 W, hoci teoretický výkon môže dosiahnuť megawatty. Účinnosť elektrických raketových motorov je nízka a pohybuje sa od 30 do 60 %.
V nasledujúcom desaťročí bude tento typ motora vykonávať najmä úlohy na korekciu obežnej dráhy kozmických lodí nachádzajúcich sa na geostacionárnej aj nízkej obežnej dráhe, ako aj na dodávanie kozmických lodí z referenčnej nízkej obežnej dráhy na vyššie, ako je geostacionárna dráha. .
Výmena kvapalného raketového motora, ktorý slúži ako korektor obežnej dráhy, za elektrický zníži hmotnosť typického satelitu o 15% a ak sa predĺži doba jeho aktívneho pobytu na obežnej dráhe, tak o 40%.
Jednou z najperspektívnejších oblastí pre vývoj elektrických raketových motorov je ich zdokonaľovanie v smere zvyšovania výkonu na stovky megawattov a špecifického ťahového impulzu a taktiež je potrebné dosiahnuť stabilnú a spoľahlivú prevádzku motora s použitím lacnejších látok, napr. ako argón, lítium, dusík.
Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (AN) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (DV) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (RA) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (SB) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (SU) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (EL) od autora TSB Z knihy Veľká encyklopédia techniky autora Kolektív autorov Z knihy autora Z knihy autoraLetecký raketový motor Letecký raketový motor je motor s priamou reakciou, ktorý premieňa určitý druh primárnej energie na kinetickú energiu pracovnej tekutiny a vytvára prúdový ťah. Ťahová sila pôsobí priamo na telo rakety
Z knihy autoraUniverzálny elektromotor Univerzálny elektromotor je jedným z typov jednofázového sériovo budeného komutátorového motora. Môže pracovať s jednosmerným aj striedavým prúdom. Navyše pri použití univerzál
Z knihy autoraElektromotor Elektromotor je stroj, ktorý premieňa elektrickú energiu na
Z knihy autoraRaketový motor s noniem Raketový motor s noniem je raketový motor, ktorý je určený na riadenie nosnej rakety v aktívnej fáze. Niekedy sa používa názov „riadiaca raketa“.
Z knihy autoraRádioizotopový raketový motor Rádioizotopový raketový motor je raketový motor, v ktorom dochádza k zahrievaniu pracovnej tekutiny v dôsledku uvoľnenia energie pri rozpade rádionuklidu, alebo samotné produkty rozpadovej reakcie vytvárajú tryskový prúd. Z pohľadu
Z knihy autoraUrýchľovací raketový motor Urýchľovací raketový motor (hnací motor) je hlavným motorom raketového lietadla. Jeho hlavnou úlohou je poskytnúť požadovanú rýchlosť
Z knihy autoraSolárny raketový motor Solárny raketový motor alebo fotónový raketový motor je raketový motor, ktorý využíva reaktívny impulz na vytvorenie ťahu, ktorý vytvárajú častice svetla, fotóny, keď sú vystavené povrchu. Príklad toho najjednoduchšieho
Z knihy autoraBrzdný raketový motor Brzdový raketový motor je raketový motor, ktorý sa používa na brzdenie pri návrate kozmickej lode na povrch Zeme. Brzdenie je potrebné na zníženie rýchlosti kozmickej lode pred vstupom do viac
