Motor rakete elektromagnetike me fushën e vet magnetike. Motor elektrik rakete. Llogaritja e fuqisë reaktive

MOTOR ELEKTRIKE RAKETE, motor elektrik rakete(ERD) - motor rakete, në të cilën energjia elektrike e termocentralit në bord të anijes (zakonisht bateritë diellore ose bateritë) përdoret si një burim energjie për të krijuar shtytje. Sipas parimit të funksionimit, motorët elektrikë shtytës ndahen në motorët elektrotermikë të raketave, motorët elektrostatikë të raketave Dhe motorët e raketave elektromagnetike. Në RD elektrotermale, energjia elektrike përdoret për të ngrohur lëngun e punës (WM) në mënyrë që të shndërrohet në gaz me temperaturë 1000-5000 K; gazi që rrjedh nga hunda e avionit (i ngjashëm me grykën e një motori rakete kimike) krijon shtytje. Në motorët e avionëve elektrostatikë, për shembull, avionët jonikë, RT fillimisht jonizohet, pas së cilës jonet pozitive përshpejtohen në një fushë elektrostatike (duke përdorur një sistem elektrodash) dhe, duke rrjedhur nga hunda, krijojnë shtytje (për të neutralizuar ngarkesën e rryma e avionit, elektronet janë injektuar në të). Në një RD elektromagnetike (plazma), lëngu i punës është plazma e çdo substance, e përshpejtuar për shkak të forcës së Amperit në fushat elektrike dhe magnetike të kryqëzuara. Bazuar në llojet (klasat) kryesore të treguara të motorëve të shtytjes elektrike, është e mundur të krijohen opsione të ndryshme të ndërmjetme dhe të kombinuara që plotësojnë më së miri kushtet specifike të aplikimit. Përveç kësaj, disa motorë elektrikë shtytës mund të "kalojnë" nga një klasë në tjetrën kur ndryshon modaliteti i furnizimit me energji elektrike.

Motori elektrik shtytës ka një impuls specifik jashtëzakonisht të lartë - deri në 100 km/s ose më shumë. Megjithatë, konsumi i madh i kërkuar i energjisë (1-100 kW/N shtytje) dhe raporti i vogël i shtytjes me zonën e prerjes tërthore të rrjedhës së avionit (jo më shumë se 100 kN/m 2) kufizojnë shtytjen maksimale praktike. të një motori elektrik shtytës në disa dhjetëra njuton. Motorët elektrikë të shtytjes karakterizohen nga dimensionet ~ 0,1 m dhe një masë prej disa kilogramësh.

Lëngjet e punës të motorëve me shtytje elektrike përcaktohen nga thelbi i proceseve që ndodhin në lloje të ndryshme të këtyre motorëve dhe janë shumë të larmishëm: këto janë gazra dhe lëngje me peshë të ulët molekulare ose lehtësisht të shpërndara (në shtytësit elektrotermikë); metale alkaline ose të rënda, që avullohen lehtësisht, si dhe lëngje organike (në RD elektrostatike); gazra dhe lëndë të ngurta të ndryshme (në RD elektromagnetike). Në mënyrë tipike, rezervuari me RT kombinohet strukturisht me motorin elektrik shtytës në një njësi të vetme shtytëse (modul). Ndarja e burimit të energjisë dhe RT kontribuon në kontrollin shumë të saktë të shtytjes së motorit elektrik shtytës në një gamë të gjerë, duke ruajtur një vlerë të lartë specifike impulsi. Shumë motorë elektrikë shtytës janë të aftë të funksionojnë për qindra e mijëra orë kur ndizen vazhdimisht. Disa motorë shtytës elektrikë, të cilët sipas parimit të tyre janë motorë shtytës me pulsim, lejojnë dhjetëra miliona përfshirje. Efikasiteti dhe përsosja e procesit të punës së shtytjes elektrike karakterizohen nga vlerat e koeficientit të efikasitetit dhe çmimet e tërheqjes, dimensionet e shtytjes elektrike - vlera dendësia e shtytjes.

Vlerat karakteristike të disa parametrave të shtytjes elektrike

Opsione	Lloji i shtytjes elektrike
	elektro-termike	elektromagnetike	elektrostatike
Thrust, N	0,1 — 1	0,0001 — 1	0,001 — 0,1
Impuls specifik, km/s	1 — 20	20 — 60	30 — 100
Dendësia e shtytjes (maksimumi), kN/m 2	100	1	0,03 — 0,05
Tensioni i furnizimit, V	njësi - dhjetëshe	dhjetëra - qindra	dhjetëra mijëra
Fuqia e rrymës së furnizimit, A	qindra - mijëra	qindra - mijëra	fraksionet e një njësie
Çmimi i shtytjes, kW/N	1 — 10	100	10 — 40
Efikasiteti	0,6 — 0,8	0,3 — 0,5	0,4 — 0,8
Energjia elektrike, W	dhjetëra - mijëra	njësi - mijëra	dhjetëra - qindra

Një karakteristikë e rëndësishme e motorit shtytës elektrik janë parametrat e furnizimit me energji elektrike. Për shkak të faktit se shumica e termocentraleve ekzistuese dhe të ardhshme në bord karakterizohen nga gjenerimi i rrymës direkte të tensionit relativisht të ulët (njësi - dhjetëra volt) dhe fuqisë së lartë (deri në qindra e mijëra amper), mënyra më e lehtë për të zgjidhja e çështjes së furnizimit me energji elektrike është në RD elektrotermale, të cilat janë kryesisht me tension të ulët dhe rrymë të lartë. Këto RD mund të furnizohen gjithashtu nga një burim i rrymës alternative. Vështirësitë më të mëdha me furnizimin me energji lindin kur përdoren RD elektrostatike, funksionimi i të cilave kërkon një rrymë të drejtpërdrejtë me tension të lartë (deri në 30-50 kV), megjithëse me forcë të ulët. Në këtë rast, është e nevojshme të sigurohen pajisje konvertimi që rrisin ndjeshëm masën e telekomandës. Prania në sistemin e shtytjes së elementeve të punës që lidhen me furnizimin me energji të shtytjes elektrike dhe vlera e ulët e shtytjes së shtytjes elektrike përcaktojnë raportin jashtëzakonisht të ulët të shtytjes ndaj peshës së anijes kozmike me këta motorë. Prandaj, ka kuptim të përdoren motorë elektrikë shtytës vetëm në anije kozmike pasi të keni arritur shpejtësinë e parë të ikjes duke përdorur një shtytës kimik ose bërthamor (përveç kësaj, disa motorë elektrikë shtytës në përgjithësi mund të funksionojnë vetëm në vakum të hapësirës).

Ideja e përdorimit të energjisë elektrike për prodhimin e shtytjes së avionit u diskutua nga K. E. Tsiolkovsky dhe pionierë të tjerë të astronautikës. Në vitet 1916-1917, R. Goddard konfirmoi realitetin e kësaj ideje me eksperimente. Në 1929-33, V. P. Glushko krijoi një RD elektrotermike eksperimentale. Më pas, për shkak të mungesës së mjeteve për dërgimin e motorëve elektrikë shtytës në hapësirë ​​dhe vështirësisë së krijimit të furnizimit me energji elektrike me parametra të pranueshëm, zhvillimi i motorëve elektrikë shtytës u ndal. Ata rifilluan në fund të viteve '50 dhe në fillim të viteve '60. dhe u stimuluan nga sukseset e astronautikës dhe fizikës së plazmës me temperaturë të lartë (të zhvilluara në lidhje me problemin e shkrirjes termonukleare të kontrolluar). Nga fillimi i viteve 80. Në BRSS dhe SHBA, rreth 50 modele të ndryshme të sistemeve shtytëse elektrike u testuan si pjesë e anijeve kozmike dhe sondave atmosferike në lartësi të madhe. Në vitin 1964, shtytësit elektromagnetikë (BRSS) dhe elektrostatikë (SHBA) u testuan për herë të parë në fluturim; në vitin 1965 u testuan shtytës elektrotermikë (SHBA). Motorët elektrikë shtytës u përdorën për të kontrolluar pozicionin dhe korrigjimin e orbitave të anijes kozmike, për të transferuar anijen në orbita të tjera (për më shumë detaje, shihni artikullin mbi lloje të ndryshme të motorëve shtytëse elektrike). Progres i rëndësishëm në krijimin e motorëve me shtytje elektrike është arritur në Britaninë e Madhe, Gjermani, Francë, Japoni dhe Itali. Studimet e projektimit kanë treguar fizibilitetin e përdorimit të motorëve elektrikë shtytës në sistemet e kontrollit të avionëve kozmikë të projektuar për funksionim afatgjatë (disa vite), si dhe motorë shtytës për anije kozmike që kryejnë tranzicione komplekse orbitale afër Tokës dhe fluturime ndërplanetare. Përdorimi i motorëve elektrikë shtytës në vend të shtytësve kimikë për këto qëllime do të rrisë masën relative të ngarkesës së anijes kozmike dhe në disa raste do të zvogëlojë kohën e fluturimit ose do të kursejë para.

Për shkak të nxitimit të ulët që i jepet anijes nga motorët elektrikë, sistemet shtytëse me shtytje elektrike duhet të funksionojnë vazhdimisht për disa muaj (për shembull, kur një anije kozmike kalon nga një orbitë e ulët në një gjeosinkrone) ose disa vjet (gjatë fluturimeve ndërplanetare ). Në SHBA, për shembull, u studiua një sistem shtytëse shtytëse me disa motorë shtytës elektrikë jonikë me një shtytje prej 135 mN dhe një impuls specifik prej ~ 30 km/s, i mundësuar nga një termocentral diellor. Në varësi të numrit të shtytjes elektrike dhe rezervës së RT (merkurit), sistemi i shtytjes mund të sigurojë fluturimin e një anije kozmike drejt kometave dhe asteroideve, nisjen e një anije kozmike në orbitat e Mërkurit, Venusit, Saturnit, Jupiterit, dërgimin të një anije kozmike të aftë për të dërguar tokën marsiane në Tokë, dërgimi i sondave kërkimore në planetët e atmosferës së jashtme dhe satelitët e tyre, lëshimi i anijes në orbitat rrethore diellore jashtë rrafshit ekliptik, etj. Në veçanti, një sistem shtytës në versionin me 6 shtytje elektrike motorët dhe një rezervë RT prej 530 kg mund të siguronin një fluturim pranë kometës Encke-Backlund të një ngarkese me peshë 410 kg (përfshirë 60 kg pajisje shkencore).

Gjithashtu janë duke u studiuar PS-të me motorë shtytës elektrikë të fuqizuar nga centralet bërthamore. Përdorimi i këtyre instalimeve, parametrat e të cilave nuk varen nga kushtet e jashtme, duket i përshtatshëm kur fuqia elektrike e anijes kozmike është mbi 100 kW. Sistemet shtytëse të treguara mund të ofrojnë manovra të anijeve të transportit pranë Tokës, si dhe fluturime midis Tokës dhe Hënës, dërgimin e anijeve kozmike për një studim të detajuar të planetëve të jashtëm, fluturime të anijeve kozmike të drejtuara ndërplanetare, etj. Sipas studimeve paraprake, një Anija kozmike me një masë fillestare prej 20-30 tonë, e pajisur me një reaktor, një termocentral me një fuqi prej disa qindra kW dhe një numër të vogël motorësh elektromagnetikë me pulsim me një shtytje prej disa dhjetëra N, mund të studionte në detaje Jupiterin. sistemi brenda 8-9 viteve, duke dërguar në Tokë mostrat e tokës të satelitëve të tij. Megjithatë, arritja e karakteristikave të larta të projektimit të sistemit shtytës për një anije të tillë kozmike kërkon zgjidhjen e shumë problemeve.

Zhvillimi i motorëve me shtytje elektrike kontribuon në zgjidhjen e çështjeve teorike dhe krijimin e materialeve, teknologjisë, proceseve, elementeve dhe pajisjeve speciale që kanë një rëndësi të madhe për zhvillimin e proceseve teknologjike industriale, inxhinierisë elektrike, elektronikës, teknologjisë lazer, fizikës termonukleare. , dinamika e gazit, si dhe kërkimet hapësinore, kimike dhe mjekësore.

Kjo klasë e gjerë motorësh kombinon lloje të ndryshme motorësh që aktualisht janë duke u zhvilluar shumë intensivisht. Lëngu i punës përshpejtohet në një shpejtësi të caktuar shkarkimi duke përdorur energji elektrike. Energjia merret nga një termocentral bërthamor ose diellor i vendosur në bordin e anijes (në parim, edhe nga një bateri kimike). Lloje të shumta të sistemeve shtytëse në bord janë të imagjinueshme.

Modelet e motorëve elektrikë që po zhvillohen janë jashtëzakonisht të ndryshme. Ne do të shohim tre grupe kryesore të motorëve elektrikë, të ndryshëm në mënyrën në të cilën lëngu i punës nxirret nga raketa. (Megjithatë, mënyra të tjera të klasifikimit të motorëve elektrikë janë të mundshme

Motorët elektrotermikë. Këta motorë, si të gjithë ata që kemi konsideruar deri më tani, janë motorë termikë. Lëngu i punës (hidrogjeni) i ngrohur në një temperaturë të lartë kthehet në plazmë - një përzierje elektrike neutrale

jonet dhe elektronet pozitive. Metodat e ngrohjes elektrike mund të jenë të ndryshme: ngrohja në një hark elektrik (Fig. 10), duke përdorur elementë ngrohjeje tungsteni, përmes një shkarkimi elektrik dhe të tjera

Oriz. 10. Diagrami i motorit me hark elektrik

Gjatë testeve laboratorike të motorëve me hark elektrik, u arrit një shpejtësi e shkarkimit të rendit të madhësisë. Nëse është e mundur të izolohet magnetikisht plazma nga muret e dhomës së shtytjes, temperatura e plazmës mund të jetë shumë e lartë dhe shpejtësia e shkarkimit sillet në Përshpejtimet reaktive në motorët elektrotermikë do të jenë të rendit të .

Motori i parë elektrotermik në botë u zhvillua në 1929-1933. në Bashkimin Sovjetik nën drejtimin e V.P. Glushko në Laboratorin e famshëm të Dinamikës së Gazit.

Motorë elektrostatikë (jonikë). Në këta motorë, për herë të parë përballemi me përshpejtimin “të ftohtë” të lëngut të punës. Grimcat e lëngut të punës (çiftet e metaleve lehtësisht të jonizuar, si rubidiumi ose ceziumi) humbasin elektronet e tyre në jonizues dhe përshpejtohen në shpejtësi të lartë në një fushë elektrike. Në mënyrë që ngarkesa elektrike e rrymës së grimcave të ngarkuara pas aparatit të mos ndërhyjë në daljen e mëtejshme, ky avion neutralizohet jashtë tij nga nxjerrja e elektroneve të marra nga atomet (Fig. 11).

Oriz. 11. Diagrami skematik i motorit

Nuk ka kufizime të temperaturës në një motor jonik. Prandaj, në parim, është e mundur të arrihen shpejtësi arbitrare të larta të shkarkimit, deri në ato që i afrohen shpejtësisë së dritës. Megjithatë, shpejtësitë shumë të larta të shkarkimit duhet të përjashtohen nga shqyrtimi, pasi ato do të kërkonin energji të madhe nga termocentrali në bordin e anijes.

Oriz. 12. Skema e formimit të plazmoideve lëvizëse në një motor plazmatik "pulsi" 11.18].

Në këtë rast, masa e sistemit të shtytjes do të rritej shumë më tepër se shtytja, dhe si rezultat, nxitimi reaktiv do të zvogëlohej shumë. Qëllimi i fluturimit në hapësirë, kohëzgjatja e tij dhe cilësia e termocentralit përcaktojnë shpejtësinë më të mirë dhe optimale të shkarkimit për një detyrë të caktuar. Është, sipas disa autorëve, brenda kufijve, e sipas të tjerëve, , . Motorët jonikë do të jenë në gjendje të japin përshpejtim jet të rendit të .

Disa ekspertë vendosin shpresa të mëdha në një lloj të veçantë motori elektrostatik - motor koloidal. Këta motorë përshpejtojnë molekula të mëdha të ngarkuara dhe madje grupe molekulash ose grimcash pluhuri me një diametër prej rreth 1 mikron.

Oriz. 13. Diagrami i një motori magnetohidrodinamik me fusha të kryqëzuara.

Motorët magnetohidrodinamikë (elektrodinamikë, elektromagnetikë, magnet-plazma, "plazma"). Ky grup motorësh kombinon një larmi të madhe skemash në të cilat plazma përshpejtohet në një shpejtësi të caktuar rrjedhjeje duke ndryshuar fushën magnetike ose nga ndërveprimi i fushave elektrike dhe magnetike. Metodat specifike për përshpejtimin e plazmës, si dhe marrjen e saj, janë shumë të ndryshme. Në një motor plazma (Fig. 12), një mpiksje plazmatike ("plazmoid") përshpejtohet nga presioni magnetik. Në "motorin me fusha elektrike dhe magnetike të kryqëzuara" (Fig. 13) përmes plazmës,

i vendosur në një fushë magnetike, kalon një rrymë elektrike (plazma është një përcjellës i mirë) dhe si rezultat, plazma fiton shpejtësi (si një kornizë teli me rrymë të vendosur në një fushë magnetike). Shpejtësia optimale e shkarkimit për motorët magnetohidrodinamikë ka të ngjarë të jetë në rendin e përshpejtimit të avionit

Në testet laboratorike të motorëve magnetohidrodinamikë, shpejtësitë e shkarkimit deri në .

Duhet të theksohet se në shumë raste është e vështirë të klasifikosh një motor në një klasë ose në një tjetër.

Motorët elektrikë me marrjen e lëngut punues nga sipërfaqja e atmosferës. Një avion që lëviz në atmosferën e sipërme mund të përdorë mjedisin e rrallë të jashtëm si një lëng pune për një motor elektrik. Një motor i tillë elektrik është i ngjashëm me një motor që thith ajër në klasën e motorëve kimikë. Gazi që hyn përmes marrjes së ajrit mund të përdoret si një lëng pune ose drejtpërdrejt ose pas akumulimit (dhe ndoshta lëngëzimit) në rezervuarë. Është gjithashtu e mundur që lëngu i punës të grumbullohet në rezervuarët e një avioni dhe më pas të pompohet në rezervuarët e një avioni tjetër.

Një avantazh i rëndësishëm i të gjitha llojeve të motorëve elektrikë është lehtësia e rregullimit të tërheqjes. Një vështirësi serioze është nevoja për të hequr qafe nxehtësinë e tepërt të krijuar nga një reaktor bërthamor. Ky tepricë nuk merret nga lëngu i punës dhe nuk i jepet mjedisit, i cili praktikisht mungon në hapësirën botërore. Ju mund ta hiqni qafe atë vetëm me ndihmën e radiatorëve me një sipërfaqe të madhe.

Në vitin 1964, Shtetet e Bashkuara kryen testin e parë të suksesshëm për 31 minuta të një motori jonik të montuar në një enë të nisur në një trajektore balistike. Në kushte reale të hapësirës, ​​motorët jonikë dhe plazma u testuan për herë të parë në anijen sovjetike Voskhod-1 dhe stacionin Sovjetik Zond-2, të nisur në 1964 ("Zond-2" - drejt Marsit); Së bashku me ato konvencionale, ato u përdorën në sistemet e orientimit. Në prill 1965, një motor me jon të lëngshëm cezium u testua së bashku me reaktorin bërthamor Snap-10A në satelitin amerikan Tokë, duke zhvilluar shtytje (në vend të motorëve të joneve cezium me shtytje të llogaritur të rregullueshme dhe motorë elektrotermikë që përdorin amoniak të lëngshëm si lëng pune dhe shtytje në zhvillim janë testuar më parë me sukses të ndryshëm në një seri satelitësh të lëshuar në Shtetet e Bashkuara që nga viti 1966.

Cila është gjëja e parë që ju vjen në mendje kur dëgjoni shprehjen "motorë raketash"? Sigurisht, hapësira misterioze, fluturimet ndërplanetare, zbulimi i galaktikave të reja dhe shkëlqimi tërheqës i yjeve të largët. Në çdo kohë, qielli ka tërhequr njerëzit drejt vetes, ndërsa ka mbetur një mister i pazgjidhur, por krijimi i raketës së parë hapësinore dhe lëshimi i saj hapi horizonte të reja kërkimi për njerëzimin.

Motorët e raketave janë në thelb motorë reaktivë të zakonshëm me një veçori të rëndësishme: ata nuk përdorin oksigjenin atmosferik si oksidues karburanti për të krijuar shtytje avionësh. Gjithçka që nevojitet për funksionimin e tij ndodhet ose drejtpërdrejt në trupin e tij ose në sistemet e oksiduesit dhe furnizimit me karburant. Është kjo veçori që bën të mundur përdorimin e motorëve të raketave në hapësirën e jashtme.

Ka shumë lloje të motorëve të raketave dhe të gjithë ndryshojnë në mënyrë të habitshme nga njëri-tjetri jo vetëm në karakteristikat e tyre të projektimit, por edhe në parimin e tyre të funksionimit. Kjo është arsyeja pse çdo lloj duhet të konsiderohet veçmas.

Ndër karakteristikat kryesore të funksionimit të motorëve të raketave, vëmendje e veçantë i kushtohet impulsit specifik - raporti i sasisë së shtytjes së avionit me masën e lëngut të punës të konsumuar për njësi të kohës. Vlera specifike e impulsit përfaqëson efikasitetin dhe ekonominë e motorit.

Motorët kimikë të raketave (CRE)

Ky lloj motori është aktualisht i vetmi që përdoret gjerësisht për lëshimin e anijeve kozmike në hapësirën e jashtme, përveç kësaj, ai ka gjetur aplikim në industrinë ushtarake. Motorët kimikë ndahen në lëndë djegëse të ngurta dhe të lëngshme në varësi të gjendjes fizike të karburantit të raketës.

Historia e krijimit

Motorët e parë të raketave ishin lëndë djegëse e ngurtë dhe u shfaqën disa shekuj më parë në Kinë. Në atë kohë, ata kishin pak të bënin me hapësirën, por me ndihmën e tyre ishte e mundur të lëshoheshin raketa ushtarake. Karburanti i përdorur ishte një pluhur i ngjashëm në përbërje me barutin, vetëm përqindja e përbërësve të tij ishte ndryshuar. Si rezultat, gjatë oksidimit, pluhuri nuk shpërtheu, por gradualisht u dogj, duke lëshuar nxehtësi dhe duke krijuar një shtytje jet. Motorë të tillë u rafinuan, rafinuan dhe u përmirësuan me sukses të ndryshëm, por impulsi i tyre specifik mbeti ende i vogël, domethënë dizajni ishte joefektiv dhe joekonomik. Së shpejti, u shfaqën lloje të reja të karburantit të ngurtë, duke lejuar një impuls specifik më të madh dhe shtytje më të madhe. Shkencëtarët nga BRSS, SHBA dhe Evropa punuan për krijimin e tij në gjysmën e parë të shekullit të njëzetë. Tashmë në gjysmën e dytë të viteve 40, u zhvillua një prototip i karburantit modern, i cili përdoret edhe sot.

Motori i raketës RD-170 punon me karburant të lëngshëm dhe një oksidues.

Motorët e raketave të lëngëta janë shpikje e K.E. Tsiolkovsky, i cili i propozoi ato si një njësi fuqie për një raketë hapësinore në 1903. Në vitet 20, puna për krijimin e motorëve të raketave të lëngshme filloi të kryhet në SHBA, dhe në vitet '30 - në BRSS. Tashmë nga fillimi i Luftës së Dytë Botërore, u krijuan mostrat e para eksperimentale, dhe pas përfundimit të saj, motorët e raketave me lëndë të lëngshme filluan të prodhoheshin në masë. Ato u përdorën në industrinë ushtarake për pajisjen e raketave balistike. Në vitin 1957, për herë të parë në historinë njerëzore, u lëshua një satelit artificial sovjetik. Për lëshimin e tij u përdor një raketë e pajisur me Hekurudhat Ruse.

Projektimi dhe parimi i funksionimit të motorëve kimikë të raketave

Një motor me lëndë djegëse të ngurtë përmban lëndë djegëse dhe një oksidues në gjendje të ngurtë agregate në strehën e tij, dhe kontejneri me karburant është gjithashtu një dhomë djegieje. Karburanti zakonisht ka formën e një shufre me një vrimë qendrore. Gjatë procesit të oksidimit, shufra fillon të digjet nga qendra në periferi, dhe gazrat që rezultojnë nga djegia dalin përmes grykës, duke formuar draft. Ky është dizajni më i thjeshtë i të gjithë motorëve të raketave.

Në motorët e raketave të lëngëta, karburanti dhe oksiduesi janë në një gjendje agregate të lëngët në dy rezervuarë të veçantë. Nëpërmjet kanaleve të furnizimit hyjnë në dhomën e djegies, ku përzihen dhe ndodh procesi i djegies. Produktet e djegies dalin përmes grykës, duke formuar draft. Oksigjeni i lëngshëm zakonisht përdoret si oksidues, dhe karburanti mund të jetë i ndryshëm: vajguri, hidrogjeni i lëngshëm, etj.

Të mirat dhe të këqijat e RD kimike, fushëveprimi i tyre i aplikimit

Përparësitë e motorëve të raketave me karburant të ngurtë janë:

• thjeshtësia e dizajnit;
• siguria krahasuese në aspektin ekologjik;
• çmim të ulët;
• besueshmëria.

Disavantazhet e motorëve të raketave me karburant të ngurtë:

• kufizimi i kohës së funksionimit: karburanti digjet shumë shpejt;
• pamundësia e rindezjes së motorit, ndalimi i tij dhe rregullimi i tërheqjes;
• graviteti specifik i ulët në intervalin 2000-3000 m/s.

Duke analizuar të mirat dhe të këqijat e motorëve të raketave me lëndë djegëse të ngurta, mund të konkludojmë se përdorimi i tyre justifikohet vetëm në rastet kur nevojitet një njësi energjie me fuqi mesatare, mjaft e lirë dhe e lehtë për t'u zbatuar. Fusha e përdorimit të tyre është raketa balistike, meteorologjike, MANPADS, si dhe përforcues anësor të raketave hapësinore (raketat amerikane janë të pajisura me to; ato nuk u përdorën në raketat sovjetike dhe ruse).

Përparësitë e RD të lëngshme:

• impuls specifik i lartë (rreth 4500 m/s dhe më lart);
• aftësia për të rregulluar tërheqjen, ndalimin dhe rinisjen e motorit;
• pesha dhe kompaktësia më e lehtë, gjë që bën të mundur lëshimin në orbitë edhe ngarkesa të mëdha shumëtonëshe.

Disavantazhet e motorëve të raketave:

• projektimi dhe vënia në punë komplekse;
• Në kushtet e mungesës së peshës, lëngjet në rezervuarë mund të lëvizin në mënyrë kaotike. Për depozitimin e tyre është e nevojshme të përdoren burime shtesë të energjisë.

Fusha e aplikimit të motorëve të lëngshëm shtytës është kryesisht në astronautikë, pasi këta motorë janë shumë të shtrenjtë për qëllime ushtarake.

Përkundër faktit se deri më tani motorët e raketave kimike janë të vetmit të aftë për të lëshuar raketa në hapësirën e jashtme, përmirësimi i mëtejshëm i tyre është praktikisht i pamundur. Shkencëtarët dhe projektuesit janë të bindur se kufiri i aftësive të tyre tashmë është arritur dhe për të marrë njësi më të fuqishme me një impuls specifik të lartë, nevojiten burime të tjera energjie.

Motorët e raketave bërthamore (NRE)

Ky lloj motori rakete, ndryshe nga ato kimike, prodhon energji jo nga djegia e karburantit, por si rezultat i ngrohjes së lëngut të punës nga energjia e reaksioneve bërthamore. Motorët e raketave bërthamore janë izotopike, termonukleare dhe bërthamore.

Historia e krijimit

Dizajni dhe parimi i funksionimit të motorit shtytës bërthamor u zhvilluan në vitet '50. Tashmë në vitet '70, mostrat eksperimentale ishin gati në BRSS dhe SHBA, të cilat u testuan me sukses. Motori sovjetik i fazës së ngurtë RD-0410 me një shtytje prej 3.6 ton u testua në një bazë stoli dhe reaktori amerikan NERVA do të instalohej në raketën Saturn V përpara se të ndalohej sponsorizimi i programit hënor. Në të njëjtën kohë, u punua për krijimin e motorëve bërthamorë të fazës së gazit. Aktualisht, programet shkencore janë duke u zhvilluar për zhvillimin e motorëve të raketave bërthamore dhe eksperimentet po kryhen në stacionet hapësinore.

Kështu, tashmë ekzistojnë modele funksionale të motorëve të raketave bërthamore, por deri më tani asnjë prej tyre nuk është përdorur jashtë laboratorëve apo bazave shkencore. Potenciali i motorëve të tillë është mjaft i lartë, por rreziku që lidhet me përdorimin e tyre është gjithashtu i konsiderueshëm, kështu që tani për tani ato ekzistojnë vetëm në projekte.

Pajisja dhe parimi i funksionimit

Motorët e raketave bërthamore janë të fazës së gazit, të lëngët dhe të ngurtë, në varësi të gjendjes së grumbullimit të karburantit bërthamor. Karburanti në motorët shtytës bërthamorë të fazës së ngurtë është shufrat e karburantit, të njëjta si në reaktorët bërthamorë. Ato janë të vendosura në kutinë e motorit dhe gjatë kalbjes së materialit të zbërthyeshëm lëshojnë energji termike. Lëngu i punës - gazi hidrogjen ose amoniaku - në kontakt me elementin e karburantit, thith energjinë dhe nxehet, duke u rritur në vëllim dhe duke ngjeshur, pas së cilës del përmes hundës nën presion të lartë.

Parimi i funksionimit të një motori shtytës bërthamor të fazës së lëngshme dhe dizajni i tij janë të ngjashëm me ato të fazës së ngurtë, vetëm karburanti është në gjendje të lëngshme, gjë që bën të mundur rritjen e temperaturës, dhe për rrjedhojë, shtytjen.

Motorët shtytës bërthamorë të fazës së gazit funksionojnë me karburant në gjendje të gaztë. Zakonisht përdorin uranium. Karburanti i gaztë mund të mbahet në strehim nga një fushë elektrike ose të vendoset në një balonë transparente të mbyllur - një llambë bërthamore. Në rastin e parë, ka kontakt të lëngut të punës me karburantin, si dhe rrjedhje të pjesshme të këtij të fundit, prandaj, përveç pjesës më të madhe të karburantit, motori duhet të ketë një rezervë për rimbushje periodike. Në rastin e një llambë bërthamore, nuk ka rrjedhje, dhe karburanti është plotësisht i izoluar nga rrjedha e lëngut të punës.

Avantazhet dhe disavantazhet e motorëve me energji bërthamore

Motorët e raketave bërthamore kanë një avantazh të madh mbi ato kimike - ky është një impuls specifik i lartë. Për modelet me fazë të ngurtë, vlera e tij është 8000-9000 m/s, për modelet me fazë të lëngshme - 14,000 m/s, për fazën e gazit - 30,000 m/s. Në të njëjtën kohë, përdorimi i tyre sjell ndotjen e atmosferës me emetime radioaktive. Tani po punohet për të krijuar një motor bërthamor të sigurt, miqësor ndaj mjedisit dhe efikas, dhe "konkurrenti" kryesor për këtë rol është një motor bërthamor në fazë gazi me një llambë bërthamore, ku substanca radioaktive është në një balonë të mbyllur dhe nuk vjen. jashtë me një flakë avion.

Motorët elektrikë të raketave (ERM)

Një tjetër konkurrent i mundshëm i shtytësve kimikë është një shtytës elektrik që funksionon duke përdorur energji elektrike. Lëvizja elektrike mund të jetë elektrotermike, elektrostatike, elektromagnetike ose pulsuese.

Historia e krijimit

Motori i parë shtytës elektrik u projektua në vitet '30 nga projektuesi sovjetik V.P. Glushko, megjithëse ideja e krijimit të një motori të tillë u shfaq në fillim të shekullit të njëzetë. Në vitet '60, shkencëtarët nga BRSS dhe SHBA punuan në mënyrë aktive në krijimin e motorëve të shtytjes elektrike, dhe tashmë në vitet '70 mostrat e para filluan të përdoren në anijen kozmike si motorë kontrolli.

Dizajni dhe parimi i funksionimit

Një sistem shtytës elektrik i raketave përbëhet nga vetë motori elektrik shtytës, struktura e të cilit varet nga lloji i tij, sistemet e furnizimit me lëngun e punës, kontrolli dhe furnizimi me energji elektrike. Një RD elektrotermik ngroh rrjedhën e lëngut të punës për shkak të nxehtësisë së gjeneruar nga elementi ngrohës ose në një hark elektrik. Lëngu i punës i përdorur është heliumi, amoniaku, hidrazina, azoti dhe gazrat e tjerë inerte, më rrallë hidrogjeni.

RD-të elektrostatike ndahen në koloidale, jonike dhe plazma. Në to, grimcat e ngarkuara të lëngut të punës përshpejtohen për shkak të fushës elektrike. Në RD koloidale ose jonike, jonizimi i gazit sigurohet nga një jonizues, një fushë elektrike me frekuencë të lartë ose një dhomë shkarkimi gazi. Në RD-të e plazmës, lëngu i punës - ksenoni i gazit inert - kalon përmes anodës unazore dhe hyn në dhomën e shkarkimit të gazit me një kompensues katodë. Në tension të lartë, një shkëndijë shkëlqen midis anodës dhe katodës, duke jonizuar gazin, duke rezultuar në plazmë. Jonet e ngarkuar pozitivisht dalin përmes hundës me shpejtësi të lartë, të fituara për shkak të nxitimit nga fusha elektrike, dhe elektronet hiqen nga jashtë nga katoda e kompensuesit.

Shtytësit elektromagnetikë kanë fushën e tyre magnetike - të jashtme ose të brendshme, e cila përshpejton grimcat e ngarkuara të lëngut të punës.

Shtytësit e pulsit funksionojnë duke avulluar karburantin e ngurtë nën ndikimin e shkarkimeve elektrike.

Avantazhet dhe disavantazhet e motorëve me shtytje elektrike, fushëveprimi i përdorimit

Ndër avantazhet e ERD:

• impuls specifik i lartë, kufiri i sipërm i të cilit është praktikisht i pakufizuar;
• konsumi i ulët i karburantit (lëngu i punës).

Të metat:

• niveli i lartë i konsumit të energjisë elektrike;
• kompleksiteti i projektimit;
• tërheqje e lehtë.

Sot, përdorimi i motorëve elektrikë shtytës është i kufizuar në instalimin e tyre në satelitët hapësinorë dhe bateritë diellore përdoren si burime të energjisë elektrike për ta. Në të njëjtën kohë, janë këta motorë që mund të bëhen termocentralet që do të bëjnë të mundur eksplorimin e hapësirës, ​​kështu që puna për krijimin e modeleve të reja të tyre është duke u zhvilluar në mënyrë aktive në shumë vende. Ishin këto termocentrale që shkrimtarët e trillimeve shkencore përmendën më shpesh në veprat e tyre kushtuar pushtimit të hapësirës dhe ato mund të gjenden edhe në filmat fantastiko-shkencor. Për momentin, është shtytja elektrike e shtytjes ajo që është shpresa se njerëzit do të jenë ende në gjendje të udhëtojnë drejt yjeve.

Puna e kursit

Në këtë temë:

" Motorë jonikë raketash elektrikë "

Teoria e përgjithshme e motorëve të raketave elektrike (ERE)

Parimet e përgjithshme të shtytjes elektrike

Themeluesi i astronautikës K.E. Tsiolkovsky shprehu për herë të parë idenë në vitin 1911 se me ndihmën e energjisë elektrike është e mundur t'u jepet shpejtësia e madhe grimcave të nxjerra nga një pajisje jet. Më vonë, një klasë e motorëve të bazuar në këtë parim u quajt motorë me raketa elektrike. Sidoqoftë, ende nuk ka një përkufizim të pranuar përgjithësisht dhe plotësisht të paqartë të shtytjes elektrike.

Në Fjalorin enciklopedik fizik, një motor elektrik shtytës është një motor rakete në të cilin lëngu i punës është gaz i jonizuar (plazma), i përshpejtuar kryesisht nga fushat elektromagnetike; në enciklopedinë "Cosmonautics" - ky është një motor në të cilin energjia elektrike e gjeneruar nga termocentrali në bord i një anije kozmike përdoret si një burim energjie për të krijuar shtytje; Fjalori Politeknik ofron një version të tretë të përkufizimit të shtytjes elektrike: ky është një motor reaktiv në të cilin lëngu i punës përshpejtohet në shpejtësi të mëdha me përdorimin e energjisë elektrike.

Është më logjike të quhen motorë elektrikë të raketave që përdorin energji elektrike për të përshpejtuar lëngun e punës, dhe burimi i energjisë mund të gjendet si në bordin e anijes (SC) ashtu edhe jashtë saj. Në rastin e fundit, energjia ose furnizohet drejtpërdrejt në sistemin e përshpejtimit nga një burim i jashtëm, ose transferohet në anijen kozmike duke përdorur një rreze të fokusuar të rrezatimit elektromagnetik.

Kjo pikëpamje e shtytjes elektrike u nda edhe nga pionierët e astronautikës - Yu.V. Kondratyuk, G. Obert, F.A. Zander, V.P. Glushko. Në veprën e Yu.V. Kondratyuk 1 konsideroi një anije kozmike mbi të cilën bie një rreze e përqendruar drite, dhe një motor jet elektrik të bazuar në nxitimin elektrostatik të grimcave të mëdha të ngarkuara, për shembull, pluhur grafiti. E njëjta punë tregon mënyra specifike për të rritur efikasitetin e një përshpejtuesi të masës elektrodinamike (EDMA) duke përdorur kontaktin plazmatik dhe nxitimin në vakum. Në vitin 1929, G. Oberth 2 përshkroi motorin jonik. Në vitet 1929-1931 Për herë të parë, u krijua dhe u testua në laborator një motor elektrik shtytës elektrotermik pulsues, autori i të cilit ishte themeluesi i ndërtimit të motorit të raketave V.P. Glushko. Ai propozoi gjithashtu termin "motor elektrik rakete".

Megjithatë, puna në shtytje elektrike nuk u zhvillua më tej në atë kohë për shkak të mungesës së dritës dhe burimeve efikase të energjisë. Këto punime u rifilluan në BRSS dhe jashtë saj pas lëshimit në vendin tonë në 1957 të satelitit të parë artificial të Tokës dhe fluturimit të parë në hapësirë ​​në 1961 të një personi - qytetari i BRSS Yu.A. Gagarin. Gjatë këtyre viteve, me iniciativën e S.P. Korolev dhe I.V. Kurchatov miratoi një program gjithëpërfshirës të punës kërkimore dhe zhvillimore për motorët elektrikë të llojeve të ndryshme. Në të njëjtën kohë, filloi puna për krijimin e burimeve efikase të energjisë për anijet kozmike (bateritë diellore, bateritë kimike, qelizat e karburantit, reaktorët bërthamorë, burimet radioizotopike). Drejtimi kryesor i kërkimit të formuluar në këtë program ishte zhvillimi i themeleve shkencore dhe krijimi i modeleve shumë efikase të sistemeve shtytëse elektrike të krijuara për të zgjidhur problemet e zhvillimit industrial të hapësirës afër Tokës dhe për të mbështetur kërkimin shkencor të sistemit diellor.

Idetë e mëposhtme shkencore dhe teknike ishin më të rëndësishmet për formimin e teorisë moderne të shtytjes elektrike.

Parimi i nxitimit elektrodinamik, i propozuar në 1957 nga L.A. Artsimovich dhe bashkëpunëtorët e tij, u përdor si bazë për përshpejtuesit e klasave të ndryshme - motorë shtytës elektrikë pulsues që përdorin substanca pune të gazta dhe të ngurta, motorë të palëvizshëm shtytëse elektrike me rrymë të lartë.

Parimi i përshpejtimit shpërndarës të joneve në një plazmë të magnetizuar nga një fushë elektrike vetë-konsistente. Ky mekanizëm zbatohet në motorët e plazmës me zhvendosje azimutale të elektroneve, në shtytësit fundor Hall dhe, në një masë të caktuar, në motorët pulsues me nxitim plazmatik elektromagnetik. Në formën e saj më konsistente, kjo metodë e përshpejtimit zbatohet në një motor me shtresë anode (ALE), një variant optimal i motorëve me zhvendosje të elektroneve azimutale. Në formën e saj origjinale, ideja e DAS u formulua nga A.V. Zharinov në fund të viteve 50; Më vonë, bazuar në këtë ide, të plotësuar nga një numër shpikjesh, u zhvilluan motorë me lëvizje azimutale me dy dhe një shkallë shumë efikase.

Në SHBA, G. Kaufman propozoi parimin e një motori me jon plazma (PID), në të cilin jonet gjithashtu përshpejtohen nga një fushë elektrike gjatësore, por, ndryshe nga DAS, ato janë nxjerrë paraprakisht nga një shkarkim plazmatik me elektrone që lëkunden në një fushë magnetike gjatësore. Një motor me jon plazma ka efikasitet dhe jetëgjatësi të lartë, por është inferior ndaj DAS në shkathtësinë dhe gamën e kontrollit të karakteristikave të performancës.

Në lidhje me studimet e projektimit të termocentraleve diellore hapësinore të kryera vitet e fundit, interesi për skemat e shtytjes elektrike me furnizim me energji nga një burim i jashtëm është ringjallur. Zhvillimi i ideve të K.E. Tsiolkovsky dhe Yu.V. Kondratyuk, G.I. Babat 1 në 1943 propozoi përdorimin e energjisë së transmetuar në një avion në formën e një rrezeje të mirë-përqendruar të rrezatimit mikrovalor nga toka ose një anije kozmike. Në vitin 1971, A. Kantrowitz konsideroi rrezatimin lazer për të njëjtat qëllime.

Në vitin 1975, J. O. Neill propozoi përdorimin e një përshpejtuesi elektrodinamik të masës (EDMA) për të transportuar në hapësirë ​​nga sipërfaqja e Hënës materiale të destinuara për ndërtimin e termocentraleve diellore hapësinore. Natyrisht, këto projekte synojnë zgjidhjen e problemeve në afat të gjatë ndërtimi i objekteve orbitale të infrastrukturës së prodhimit të energjisë pranë Tokës.

Karakteristikat e sistemeve shtytëse me shtytje të ulët

Ndarja e burimit të energjisë dhe substancës së punës në motorin elektrik shtytës bën të mundur tejkalimin e kufizimit të natyrshëm në motorët kimikë - shpejtësinë relativisht të ulët të shkarkimit. Por, nga ana tjetër, nëse përdoret një burim energjie në bord, në mënyrë të pashmangshme lind një kufizim tjetër - shtytje relativisht e ulët. Prandaj, nëse nuk marrim parasysh raste të veçanta për momentin, për shembull, motorët e lehtë, motorët elektrikë shtytës duhet të klasifikohen si motorë me shtytje të ulët që janë në gjendje të ofrojnë vetëm përshpejtim të lehtë, dhe për këtë arsye janë të përshtatshëm për kryerjen e operacioneve të ndryshme transporti direkt në pjesën e jashtme. hapësirë. Motorët elektrikë shtytës, si rregull, janë motorë raketash hapësinore me shtytje të ulët.

Nëse, për shembull, motori zhvillon një shtytje prej 10 N; masa e anijes është 10 tonë, atëherë nxitimi që krijon do të jetë 10" 3 m/s 2, d.m.th. afërsisht 10" 4 g 0 ( shko – përshpejtimi i rënies së lirë në sipërfaqen e Tokës). Sigurisht, një motor i tillë nuk është i përshtatshëm për lëshimin e anijeve kozmike nga Toka në orbitat e satelitëve artificialë.

Kjo situatë mund të ndryshojë kur krijohen motorë efikasë lazer ose përshpejtues të masës elektrodinamike, tipari dallues i të cilave është se burimi i energjisë nuk është domosdoshmërisht i vendosur në bordin e anijes. Në këtë rast, duhet të flasim për një motor elektrik shtytës, i cili siguron shpejtësi të lartë të shkarkimit dhe nxitim të lartë në të njëjtën kohë.

Për të identifikuar veçori të tjera specifike të motorëve të shtytjes elektrike si motorë hapësinorë, le të shqyrtojmë problemin e kalimit midis dy orbitave rrethore afër Tokës. Le të kthehemi te ekuacioni Tsiolkovsky

(1.1)

(1.1)

(1.1)

ku u" dhe v janë respektivisht rritja e shpejtësisë së anijes kozmike dhe shpejtësia e rrjedhës së substancës punuese; M o - masa fillestare e anijes; M k = M o - mt – masa K A në orbitën përfundimtare. Këtu t– koha e tranzicionit ndërmjet orbitave; T - konsumi masiv i substancës punuese. Nga (1.1) rritja e shpejtësisë

(1.2)

Ndryshimi në energjinë kinetike të një anije kozmike gjatë fluturimit ndodh me një shpejtësi

Një kompleks i përbërë nga një grup motorësh elektrik shtytës, një sistem ruajtjeje dhe furnizimi me lëngje pune (SHiP), një sistem kontrolli automatik (ACS) dhe një sistem furnizimi me energji elektrike (SPS) quhet sistemi i shtytjes elektrike (EPS).

Prezantimi

Ideja e përdorimit të energjisë elektrike në motorët e avionëve për përshpejtim lindi pothuajse në fillim të zhvillimit të teknologjisë së raketave. Dihet se një ide e tillë u shpreh nga K. E. Tsiolkovsky. Në -1917, R. Goddard kreu eksperimentet e para, dhe në vitet '30 të shekullit të 20-të në BRSS, nën udhëheqjen e V.P. Glushko, u krijua një nga motorët e parë elektrikë të lëvizjes.

Që në fillim, u supozua se ndarja e burimit të energjisë dhe substancës së përshpejtuar do të siguronte një shpejtësi të lartë të shkarkimit të lëngut të punës (PT), si dhe një masë më të ulët të anijes (SC) për shkak të një rënieje. në masën e lëngut punues të ruajtur. Në të vërtetë, në krahasim me motorët e tjerë të raketave, motorët elektrikë shtytës bëjnë të mundur rritjen e konsiderueshme të jetëgjatësisë aktive (AS) të një anije kozmike, duke ulur ndjeshëm masën e sistemit të shtytjes (PS), gjë që, në përputhje me rrethanat, bën të mundur rritjen ngarkesën ose përmirësimin e karakteristikave peshë-dimensionale të vetë anijes kozmike.

Llogaritjet tregojnë se përdorimi i shtytjes elektrike do të zvogëlojë kohëzgjatjen e fluturimeve në planetë të largët (në disa raste edhe do të bëjë të mundur fluturime të tilla) ose, me të njëjtën kohëzgjatje fluturimi, do të rrisë ngarkesën.

• motorë me rrymë të lartë (elektromagnetike, magnetodinamike);
• motorët me impuls.

ETD-të, nga ana tjetër, ndahen në motorë me ngrohje elektrike (END) dhe me hark elektrik (EDA).

Motorët elektrostatikë ndahen në motorë jonikë (përfshirë koloidalë) (ID, CD) - përshpejtuesit e grimcave në një rreze unipolare dhe përshpejtuesit e grimcave në një plazmë kuazineutrale. Këto të fundit përfshijnë përshpejtuesit me zhvendosje të mbyllur të elektroneve dhe një zonë nxitimi të zgjeruar (UZDP) ose të shkurtuar (UZDU). Të parët zakonisht quhen motorë të palëvizshëm të plazmës (SPD), dhe emri shfaqet (gjithnjë e më rrallë) - motor linear Hall (LHD), në literaturën perëndimore quhet motor Hall. Motorët tejzanor zakonisht quhen motorë të përshpejtuar me ano (LAM).

Motorët me rrymë të lartë (magnetoplazma, magnetodinamikë) përfshijnë motorë me fushën e tyre magnetike dhe motorë me një fushë magnetike të jashtme (për shembull, një motor Hall i montuar në fund - THD).

Motorët me puls përdorin energjinë kinetike të gazrave të prodhuar nga avullimi i një trupi të ngurtë në një shkarkesë elektrike.

Çdo lëng dhe gaz, si dhe përzierjet e tyre, mund të përdoret si një lëng pune në motorët elektrikë shtytës. Sidoqoftë, për secilin lloj motori ka lëngje pune, përdorimi i të cilave ju lejon të arrini rezultatet më të mira. Amoniaku përdoret tradicionalisht për ETD, ksenoni për elektrostatik, litiumi për rrymë të lartë dhe fluoroplastik për pulsimin.

Disavantazhi i ksenonit është kostoja e tij, për shkak të prodhimit të tij të vogël vjetor (më pak se 10 tonë në vit në mbarë botën), gjë që i detyron studiuesit të kërkojnë RT të tjera me karakteristika të ngjashme, por më pak të kushtueshme. Argoni po konsiderohet si kandidati kryesor për zëvendësim. Ai është gjithashtu një gaz inert, por, ndryshe nga ksenoni, ka energji më të lartë jonizimi me një masë atomike më të ulët. Energjia e shpenzuar për jonizimin për njësi të masës së përshpejtuar është një nga burimet e humbjeve të efikasitetit.

Specifikime të shkurtra teknike

Motorët elektrikë të shtytjes karakterizohen nga një shkallë e ulët e rrjedhës së masës RT dhe një shpejtësi e lartë e daljes së një rrjedhje të përshpejtuar të grimcave. Kufiri i poshtëm i shpejtësisë së shkarkimit përafërsisht përkon me kufirin e sipërm të shpejtësisë së shkarkimit të një avioni motorik kimik dhe është rreth 3000 m/s. Kufiri i sipërm është teorikisht i pakufizuar (brenda shpejtësisë së dritës), megjithatë, për modelet premtuese të motorëve, konsiderohet një shpejtësi jo më e madhe se 200,000 m/s. Aktualisht, për motorët e llojeve të ndryshme, shpejtësia optimale e shkarkimit konsiderohet të jetë nga 16,000 në 60,000 m/s.

Për shkak të faktit se procesi i nxitimit në një motor shtytës elektrik zhvillohet me presion të ulët në kanalin e përshpejtimit (përqendrimi i grimcave nuk kalon 10 20 grimca/m³), densiteti i shtytjes është mjaft i ulët, gjë që kufizon përdorimin e motorëve me shtytje elektrike : presioni i jashtëm nuk duhet të kalojë presionin në kanalin përshpejtues, dhe nxitimi i anijes është shumë i vogël (të dhjetat apo edhe të qindtat g ). Një përjashtim nga ky rregull mund të jetë EDD në anijet e vogla kozmike.

Fuqia elektrike e motorëve shtytëse elektrike varion nga qindra vat në megavat. Motorët elektrikë shtytës që përdoren aktualisht në anijet kozmike kanë një fuqi nga 800 në 2000 W.

Perspektivat

Megjithëse motorët e raketave elektrike kanë shtytje të ulët në krahasim me raketat me lëndë djegëse të lëngshme, ato janë të afta të funksionojnë për periudha të gjata kohore dhe të aftë për fluturim të ngadaltë në distanca të gjata.