Elektrikli roket motorunun çalışma prensibi ve tasarımı. Elektrikli jet motoru (EPE). Özel müşteriler için elektrik maliyetlerinin hesaplanması
Birçok metal.
Başlattığımız sohbete devam ederek öğreniyoruz elektrikli jet motoru nedir, çalışma prensipleri ve uygulama alanları nelerdir, hatta yakın gelecekte uçuşun mümkün olup olmadığı sorusunun cevabını da alacağız...
İlk önce şuraya geri dönelim metallerin darbe patlamaları. Bu işlem için en önemli koşul metalin hızıdır.
Uranyum için kritik hız 1.500 m/s ise demir için 4.000 m/s'yi aşmaktadır.
Dolayısıyla yere aynı veya hatta daha büyük bir hızla düşen bazı göktaşlarından iz kalmaz. En ince şeye dönüşüyorlar...
Bu özellik, 1929 yılında motorlarımızın ve roketlerimizin ünlü yaratıcısı Valentin Petrovich Glushko tarafından fark edildi.
Fotoğraf 1. Akademisyen Valentin Petrovich Glushko
Oldukça ilgi çekici bir başlık olan “Patlayıcı Olarak Metal” başlıklı bir makale yazdı.
Yazar, ilk satırlarında metalin patlayıcı olarak kullanılmasından bahsetmediğimizi, ancak metal bir telden yeterince güçlü bir elektrik akımı darbesi geçirildiğinde bir patlama meydana gelebileceğini söyledi.
Sıcaklık 300.000 dereceye çıkar. Böyle bir patlamanın enerjisi, telin kütlesine eşit miktarda alınan en güçlü patlayıcının patlama enerjisinden kat kat daha fazladır.
Bu durumda enerjinin kendisi, buna neden olan mevcut darbenin enerjisini aşar.
Elektrikli jet motoru
Böyle bir patlamanın enerjisi V.P. Minyatürde Glushko elektrikli jet motoru (EPE) 1930'ların başında geliştirildi.
Motor avucunuza kolayca sığar.
İçine metal bir tel beslendi ve elektrik darbeleri verilerek buhar haline getirildi.
Fotoğraf 2. V.P. tarafından oluşturulan elektrikli jet motoru (EPE). 1929-1933'te Glushko.
Bu buhar, saniyede onbinlerce metre hızla özel bir ağızlıktan çıkıyordu.
Motorun 4 ayda 30 km/s hıza ulaşması için 300 W güç tüketmesi gerekiyor.
O kadar değil, ütünün gücü 3 kat daha az! Ama ütünün bir çıkışı var ve nereden bulabilirim?
Elektrikli tahrik motoruyla donatılmış bir roket için enerji kaynağı olarak V.P. Glushko fotosellerin kullanılmasını önerdi.
Bu tür motorlarla donatılmış bir roket tek başına uzaya gidemez. Çalıştırmak için farklı bir motor kullanılmalıdır.
Ancak elektrikli tahrik motoruyla donatılmış bir “güneş enerjisi” roketi, uzaya girdikten sonra birkaç gün içinde başka hiçbir roket türünün erişemeyeceği bir hıza ulaşabilir.
Mars'a benzer bir uçuş planı şu anda Rusya'nın Kızıl Gezegene kozmonot indirme projesinde değerlendiriliyor.
Bir dizi elektrikli tahrik motoru, bir çalışma sıvısı depolama ve besleme sistemi (SHiP), bir otomatik kontrol sistemi (ACS) ve bir güç kaynağı sisteminden (SPS) oluşan bir komplekse denir elektrikli tahrik sistemi (EPS).
Jet motorlarında hızlanma için elektrik enerjisinin kullanılması fikri, neredeyse roket teknolojisinin gelişiminin başlangıcında ortaya çıktı. Böyle bir fikrin K. E. Tsiolkovsky tarafından dile getirildiği biliniyor. -1917'de R. Goddard ilk deneyleri gerçekleştirdi ve 20. yüzyılın 30'lu yıllarında SSCB'de V.P. Glushko'nun önderliğinde ilk çalışan elektrikli tahrik motorlarından biri yaratıldı.
En başından beri, enerji kaynağının ve hızlandırılmış maddenin ayrılmasının, çalışma akışkanının (PT) yüksek bir egzoz hızının yanı sıra, bir azalma nedeniyle uzay aracının (SC) daha düşük bir kütlesini sağlayacağı varsayılmıştır. depolanan çalışma sıvısının kütlesinde. Aslında, diğer roket motorlarıyla karşılaştırıldığında, elektrikli tahrik motorları, bir uzay aracının aktif ömrünü (AS) önemli ölçüde artırmayı mümkün kılarken, tahrik sisteminin (PS) kütlesini de önemli ölçüde azaltır, bu da buna göre artırmayı mümkün kılar. yük taşıma veya uzay aracının kendisinin ağırlık-boyutsal özelliklerini iyileştirme.
Hesaplamalar, elektrikli itiş gücünün kullanılmasının uzak gezegenlere yapılan uçuşların süresini azaltacağını (hatta bazı durumlarda bu tür uçuşları mümkün kılacağını) veya aynı uçuş süresiyle faydalı yükü artıracağını gösteriyor.
Rus dili literatüründe kabul edilen elektrikli roket motorlarının sınıflandırılması
ETD'ler ise elektrikli ısıtmalı (END) ve elektrik arklı (EDA) motorlara bölünmüştür.
Elektrostatik motorlar iyon (kolloidal dahil) motorlara (ID, CD) - tek kutuplu bir ışındaki parçacık hızlandırıcıları ve yarı nötr plazmadaki parçacık hızlandırıcıları olarak ikiye ayrılır. İkincisi, kapalı elektron sürüklenmesine ve uzatılmış (UZDP) veya kısaltılmış (UZDU) hızlanma bölgesine sahip hızlandırıcıları içerir. Birincisine genellikle sabit plazma motorları (SPD) denir ve adı da (giderek daha az sıklıkla) görünür - doğrusal Hall motoru (LHD), Batı literatüründe buna Hall motoru denir. Ultrasonik motorlara genellikle anotla hızlandırılan motorlar (LAM'ler) adı verilir.
Bunlar, kendi manyetik alanına sahip motorları ve harici manyetik alana sahip motorları (örneğin, uca monteli Hall motoru - THD) içerir.
Darbeli motorlar, bir katının elektrik deşarjında buharlaşmasıyla üretilen gazların kinetik enerjisini kullanır.
Elektrikli tahrik motorlarında çalışma sıvısı olarak herhangi bir sıvı ve gaz ve bunların karışımları kullanılabilir. Bununla birlikte, her motor tipi için, kullanımı en iyi sonuçları elde etmenizi sağlayan çalışma sıvıları vardır. Amonyak geleneksel olarak ETD için, ksenon elektrostatik için, lityum yüksek akım için ve floroplastik darbeli için kullanılır.
Ksenonun dezavantajı, araştırmacıları benzer özelliklere sahip ancak daha ucuz olan diğer RT'leri aramaya zorlayan yıllık üretiminin küçük olması (dünya çapında yılda 10 tondan az) nedeniyle maliyetidir. Argon, değiştirilecek ana aday olarak değerlendiriliyor. Aynı zamanda inert bir gazdır ancak ksenonun aksine daha düşük atom kütlesiyle daha yüksek iyonlaşma enerjisine sahiptir. Hızlandırılmış kütle birimi başına iyonizasyon için harcanan enerji, verim kayıplarının kaynaklarından biridir.
Elektrikli tahrik motorları, düşük RT kütle akış hızı ve hızlandırılmış parçacık akışının yüksek çıkış hızı ile karakterize edilir. Egzoz hızının alt sınırı yaklaşık olarak bir kimyasal motor jetinin egzoz hızının üst sınırına denk gelir ve yaklaşık 3.000 m/s'dir. Üst sınır teorik olarak sınırsızdır (ışık hızı dahilinde), ancak gelecek vaat eden motor modellerinde 200.000 m/s'yi aşmayan bir hız dikkate alınır. Şu anda, çeşitli tipteki motorlar için optimum egzoz hızının 16.000 ila 60.000 m/s olduğu kabul edilmektedir.
Bir elektrikli tahrik motorunda hızlanma işleminin, hızlanma kanalında düşük basınçta gerçekleşmesi nedeniyle (partikül konsantrasyonu 10 20 parçacık/m³'ü aşmaz), itme yoğunluğu oldukça düşüktür ve bu da elektrikli tahrik motorlarının kullanımını sınırlar. : dış basınç, hızlanma kanalındaki basıncı aşmamalı ve uzay aracının ivmesi çok küçük (onda biri, hatta yüzde biri) G ). Bu kuralın bir istisnası küçük uzay aracındaki EDD olabilir.
Elektrikli tahrik motorlarının elektrik gücü yüzlerce watt'tan megawatt'a kadar değişir. Şu anda uzay gemilerinde kullanılan elektrikli tahrik motorlarının gücü 800 ila 2.000 W arasındadır.
Moskova Politeknik Müzesi'ndeki elektrikli jet motoru. 1971 yılında Atom Enerjisi Enstitüsü'nde oluşturuldu. I. V. Kurchatova
1964 yılında Sovyet Zond-2 uzay aracının tutum kontrol sisteminde, floroplastikle çalışan 6 aşındırıcı darbe iticisi 70 dakika boyunca çalıştırıldı; ortaya çıkan plazma pıhtıları ~ 30.000 K sıcaklığa sahipti ve 16 km/s'ye kadar bir hızla dışarı akıyordu (kapasitör bankası 100 μ kapasiteye sahipti, çalışma voltajı ~ 1 kV idi). ABD'de 1968 yılında LES-6 uzay aracında benzer testler yapıldı. 1961 yılında, Amerikan Republic Aviation şirketine ait bir kıstırma darbeli taksi yolu, 10-70 km/s egzoz hızında, stand üzerinde 45 mN'lik bir itme kuvveti geliştirdi.
1 Ekim 1966'da, Yantar-1 otomatik iyonosfer laboratuvarı, argonla çalışan bir elektrikli roket motorunun (ERE) jet akışının etkileşimini incelemek için üç aşamalı jeofizik roket 1YA2TA tarafından 400 km yüksekliğe fırlatıldı. İyonosferik plazma ile. Deneysel plazma iyon elektrikli tahrik motoru ilk olarak 160 km yükseklikte çalıştırıldı ve sonraki uçuş sırasında 11 çalışma döngüsü gerçekleştirildi. Yaklaşık 40 km/s'lik bir jet akışı hızına ulaşıldı. Yantar laboratuvarı 400 km'lik belirli bir uçuş yüksekliğine ulaştı, uçuş 10 dakika sürdü, elektrikli tahrik motoru istikrarlı bir şekilde çalıştı ve beş gramlık bir tasarım itme kuvveti geliştirdi. Bilim topluluğu Sovyet biliminin başarısını bir TASS raporundan öğrendi.
İkinci deney serisinde nitrojen kullanıldı. Egzoz hızı 120 km/s'ye çıkarıldı. 1971'de dört benzer cihaz piyasaya sürüldü (diğer kaynaklara göre 1970'den önce altı cihaz vardı).
1970 sonbaharında, bir ramjet elektrikli tahrik sistemi gerçek uçuşta testleri başarıyla geçti. Ekim 1970'te, Uluslararası Astronomi Federasyonu'nun XXI. Kongresi'nde Sovyet bilim adamları - Profesör G. Grodzovsky, Teknik Bilimler Adayları Yu.Danilov ve N.Kravtsov, Fiziksel ve Matematik Bilimleri Adayları M. Marov ve V. Nikitin, Doktora Doktoru Teknik Bilimler V. Utkin - hava tahrik sisteminin test edilmesi hakkında rapor verdi. Kaydedilen jet hızı 140 km/s'ye ulaştı.
1971 yılında, Sovyet meteoroloji uydusu Meteor'un düzeltme sistemi, Fakel Tasarım Bürosu tarafından geliştirilen, her biri ~ 0,4 kW güç kaynağına sahip, 18-23 mN'lik bir itme kuvveti ve bir egzoz geliştiren iki sabit plazma motorunu çalıştırdı. Hız 8 km/s'nin üzerindedir. RD'lerin boyutu 108×114×190 mm, kütlesi 32,5 kg ve Xenon (sıkıştırılmış ksenon) rezervi 2,4 kg idi. Çalıştırmalardan birinde motorlardan biri 140 saat boyunca sürekli çalıştı.Bu elektrikli tahrik sistemi şekilde gösterilmiştir.
Şafak görevinde elektrikli roket motorları da kullanılıyor. BepiColombo projesinde kullanılması planlanıyor.
Elektrikli roket motorları, sıvı yakıtlı roketlere göre daha düşük itme kuvvetine sahip olmalarına rağmen, uzun süre çalışabilme ve uzun mesafelerde yavaş uçuş yapabilme kapasitesine sahiptirler.
Bu geniş motor sınıfı, şu anda yoğun bir şekilde geliştirilmekte olan çeşitli motor türlerini bir araya getirmektedir. Çalışma akışkanı elektrik enerjisi kullanılarak belirli bir egzoz hızına hızlandırılır. Enerji, uzay aracında bulunan bir nükleer veya güneş enerjisi santralinden (prensip olarak kimyasal bir bataryadan bile) elde edilir. Çok çeşitli tipte yerleşik tahrik sistemleri düşünülebilir.
Geliştirilmekte olan elektrik motorlarının tasarımları son derece çeşitlidir. Çalışma sıvısının roketten atılma şekli farklı olan üç ana elektrik motoru grubuna bakacağız. (Ancak elektrik motorlarını sınıflandırmanın başka yolları da mümkündür.
Elektrotermal motorlar. Bu motorlar, şu ana kadar incelediklerimiz gibi, termal motorlardır. Yüksek sıcaklığa ısıtılan çalışma sıvısı (hidrojen), elektriksel olarak nötr bir karışım olan plazmaya dönüşür.
Pozitif iyonlar ve elektronlar. Elektrikli ısıtma yöntemleri farklı olabilir: bir elektrik arkında ısıtma (Şekil 10), tungsten ısıtma elemanları kullanılarak, bir elektrik deşarjı yoluyla ve diğerleri
Pirinç. 10. Elektrik ark motoru şeması
Elektrik ark motorlarının laboratuvar testleri sırasında, büyüklük sırasına göre bir egzoz hızı elde edildi.Plazmayı, itme odasının duvarlarından manyetik olarak izole etmek mümkünse, plazma sıcaklığı çok yüksek olabilir ve egzoz hızı, Elektrotermal motorlarda reaktif ivmeler mertebesinde olacaktır.
Dünyanın ilk elektrotermal motoru 1929-1933'te geliştirildi. Sovyetler Birliği'nde ünlü Gaz Dinamiği Laboratuvarı'nda V.P. Glushko'nun önderliğinde.
Elektrostatik (iyon) motorlar. Bu motorlarda ilk defa çalışma akışkanının “soğuk” ivmelenmesiyle karşılaşıyoruz. Çalışma sıvısının parçacıkları (rubidyum veya sezyum gibi kolayca iyonlaşabilen metal çiftleri) iyonlaştırıcıda elektronlarını kaybeder ve bir elektrik alanında yüksek hıza kadar hızlandırılır. Cihazın arkasındaki yüklü parçacık jetinin elektrik yükünün daha fazla dışarı akışı engellememesi için, bu jet, atomlardan alınan elektronların fırlatılmasıyla dışarıda nötralize edilir (Şekil 11).
Pirinç. 11. Motorun şematik diyagramı
İyon motorunda sıcaklık sınırlaması yoktur. Bu nedenle prensipte ışık hızına yaklaşanlara kadar keyfi yüksek egzoz hızlarına ulaşmak mümkündür. Ancak çok yüksek egzoz hızları, gemideki enerji santralinden çok büyük bir güç gerektireceğinden değerlendirme dışı bırakılmalıdır.
Pirinç. 12. Bir "darbeli" plazma motorunda hareketli plazmoidlerin oluşum şeması 11.18].
Bu durumda tahrik sisteminin kütlesi itme kuvvetinden çok daha fazla artacak ve bunun sonucunda reaktif ivme büyük ölçüde azalacaktır. Uzay uçuşunun amacı, süresi ve enerji santralinin kalitesi, belirli bir görev için en iyi, en uygun egzoz hızını belirler. Bazı yazarlara göre sınırlar dahilinde, bazılarına göre ise , . İyon motorları yaklaşık 0,000 jet ivmesi sağlama kapasitesine sahip olacak.
Bazı uzmanlar, özel bir elektrostatik motor türü olan kolloidal motora büyük umutlar bağlamaktadır. Bu motorlar büyük yüklü molekülleri ve hatta yaklaşık 1 mikron çapındaki molekül gruplarını veya toz parçacıklarını hızlandırır.
Pirinç. 13. Çapraz alanlara sahip manyetohidrodinamik motorun şeması.
Manyetohidrodinamik (elektrodinamik, elektromanyetik, mıknatıs-plazma, “plazma”) motorlar. Bu motor grubu, manyetik alanı değiştirerek veya elektrik ve manyetik alanların etkileşimi yoluyla plazmanın belirli bir çıkış hızına kadar hızlandırıldığı çok çeşitli şemaları birleştirir. Plazmayı hızlandırmak ve elde etmek için özel yöntemler çok farklıdır. Bir plazma motorunda (Şekil 12), bir plazma pıhtısı ("plazmoid") manyetik basınçla hızlandırılır. Plazma yoluyla “çapraz elektrik ve manyetik alanlara sahip motorda” (Şekil 13),
manyetik bir alana yerleştirildiğinde, bir elektrik akımı geçer (plazma iyi bir iletkendir) ve sonuç olarak plazma hız kazanır (manyetik alana yerleştirilen akımlı bir tel çerçeve gibi). Manyetohidrodinamik motorlar için optimal egzoz hızı muhtemelen jet ivmesi düzeyinde olacaktır.
Manyetohidrodinamik motorların laboratuvar testlerinde egzoz hızları .
Çoğu durumda bir motoru bir sınıfa veya diğerine sınıflandırmanın zor olduğu unutulmamalıdır.
Üst atmosferden çalışma sıvısı alan elektrik motorları. Üst atmosferde hareket eden bir uçak, seyrekleştirilmiş dış ortamı bir elektrik motoru için çalışma sıvısı olarak kullanabilir. Böyle bir elektrik motoru, kimyasal motorlar sınıfındaki hava soluyan motora benzer. Hava girişinden giren gaz, doğrudan veya tanklarda biriktirildikten (ve muhtemelen sıvılaştırıldıktan) sonra çalışma akışkanı olarak kullanılabilir. Çalışma sıvısının bir uçağın tanklarında birikmesi ve daha sonra başka bir uçağın tankına pompalanması da mümkündür.
Her türlü elektrik motorunun önemli bir avantajı çekiş ayarının kolaylığıdır. Ciddi bir zorluk, nükleer reaktörün ürettiği aşırı ısıdan kurtulma ihtiyacıdır. Bu fazlalık, çalışma sıvısı tarafından taşınmaz ve dünya alanında neredeyse hiç bulunmayan çevreye verilmez. Ondan ancak geniş yüzeye sahip radyatörlerin yardımıyla kurtulabilirsiniz.
1964 yılında Amerika Birleşik Devletleri, balistik bir yörüngeye fırlatılan bir konteynere monte edilmiş bir iyon motorunun 31 dakikalık ilk başarılı testini gerçekleştirdi. Gerçek uzay koşullarında, iyon ve plazma motorları ilk olarak Sovyet gemisi Voskhod-1'de ve 1964'te fırlatılan Sovyet istasyonu Zond-2'de (“Zond-2” - Mars'a doğru) test edildi; Geleneksel olanların yanı sıra yönlendirme sistemlerinde de kullanıldılar. Nisan 1965'te, Amerikan Dünya uydusundaki Snap-10A nükleer reaktörüyle birlikte bir sıvı sezyum iyon motoru test edildi ve itme kuvveti geliştirildi (hesaplanan ayarlanabilir itme gücüne sahip Sezyum iyon motorları ve çalışma sıvısı olarak sıvı amonyak kullanan ve itme gücü geliştiren elektrotermal motorlar yerine) Daha önce, 1966'dan bu yana Amerika Birleşik Devletleri'nde fırlatılan bir dizi uydu üzerinde değişen başarıyla test edilmişti.
Elektrikli roket motoru (ERD)
Elektrikli tahrik motorlarının sınırlı kullanımı, yüksek güç tüketimi (10-100 kW 1'e kadar Nçekiş). Yerleşik bir elektrik santralinin (ve diğer yardımcı sistemlerin) varlığı ve ayrıca düşük itme yoğunluğu nedeniyle, elektrikli tahrik motoruna sahip bir cihazın ivmesi düşüktür. Bu nedenle, elektrikli tahrik motorları yalnızca zayıf yerçekimi alanlarında veya gezegene yakın yörüngelerde uçan uzay araçlarında kullanılabilir. Uzay aracı yörüngelerinin yönlendirilmesi, düzeltilmesi ve büyük miktarda enerji gerektirmeyen diğer işlemler için kullanılırlar. Elektrostatik, plazma Hall ve diğer elektrikli tahrik sistemleri, uzay aracının ana motorları olarak ümit verici kabul ediliyor. RT'nin fırlatılan küçük kütlesi nedeniyle, bu tür elektrikli tahrik motorlarının sürekli çalışma süresi aylar ve yıllar olarak ölçülecektir; Mevcut kimyasal taksi yolları yerine bunların kullanılması, uzay aracının faydalı yük kütlesini artıracaktır. İtki üretmek için elektrik enerjisini kullanma fikri K. E. Tsiolkovsky ve diğer astronotik öncüleri tarafından ortaya atıldı. 1916-17 yıllarında R. Goddard (ABD) bu fikrin gerçekliğini deneylerle doğruladı. 1929-33'te V. P. Glushko (SSCB) deneysel bir elektrikli tahrik motoru yarattı. 1964'te SSCB'de, plazma darbeli iticiler Zond tipi uzay aracında, 1966-71'de Yantar uzay aracı - iyon iticileri üzerinde, 1972'de Meteor uzay aracı - plazma yarı sabit iticiler üzerinde test edildi. ABD'de 1964'ten beri çeşitli tipte elektrikli tahrik sistemleri test edilmiştir: balistik uçuşta ve ardından uzay uçuşunda (ATS, CERT-2 vb.). Bu alandaki çalışmalar İngiltere, Fransa, Almanya ve Japonya'da da yürütülüyor. Aydınlatılmış.: Corliss W.R., Uzay uçuşları için roket motorları, çev. İngilizce'den, M., 1962; Stuhlinger E., Uzay uçuşları için iyon motorları, çev. İngilizce'den M., 1966; Gilzin K.A., Elektrikli gezegenlerarası gemiler, 2. baskı, M., 1970; Gurov A.F., Sevruk D.D., Surnov D.N., Uzay elektrikli roket motorlarının tasarımı ve mukavemet hesaplaması, M., 1970; Favorsky O.N., Fishgoit V, V., Yantovsky E.I., Uzay elektrikli tahrik sistemleri teorisinin temelleri, M., 1970; Grishin S.D., Leskov L.V., Kozlov N.P., Elektrikli roket motorları, M., 1975. Yu.M. Trushin.
Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. 1969-1978 .
Diğer sözlüklerde “Elektrikli roket motoru” nun ne olduğunu görün:
Bir uzay aracının yerleşik enerji santralinin elektrik enerjisinin, itme kuvveti oluşturmak için enerji kaynağı olarak kullanıldığı bir roket motoru. Uzay aracının yörüngesini ve yönünü düzeltmek için kullanılır.... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük
- (EP) çalışma prensibi elektrik enerjisinin parçacıkların yönlendirilmiş kinetik enerjisine dönüştürülmesine dayanan roket motoru. Reaktif ve itici kelimelerini içeren isimler de vardır. Aşağıdakilerden oluşan bir kompleks... ... Vikipedi
İtki üretmek için bir uzay aracının yerleşik enerji santralinden gelen elektrik enerjisini kullanan bir roket motoru. Uzay aracının yörüngesini ve yönünü düzeltmek için kullanılır. Elektrikli roket... ... ansiklopedik sözlük
elektrikli roket motoru- elektrinlerin çeşitli durumları T sritis Gynyba apibrėžtis Raketinis variklis, kuriame reaktyvinė trauka sudaroma naudojant raketos enerjileri šaltinio elektros enerjik. Pagal veikimo principą skiriamas elektroterminis, elektrostatinis ve… … Artilerijos terminų žodynas
- (EP) roket motoru, çalışma sıvısının elektrik yardımıyla çok yüksek hızlara (kimyasal roket motorlarında ulaşılamayan) hızlandırıldığı. enerji. ERD yüksek atımla karakterizedir. dürtü ve büyük ilgilidir. elektrik gücü kütlesi... ... Büyük Ansiklopedik Politeknik Sözlüğü
Elektromanyetik roket motoru, plazma roket motoru, çalışma akışkanının elektromanyetik alanındaki hızlanma nedeniyle itme kuvveti oluşturan, plazmaya dönüştürülen elektrikli itişli elektrikli roket motoru. Elektrikli tahrikin çalışma prensipleri iki ana bölümden oluşur... ... Vikipedi
Rus elektrostatik (sabit plazma) motorları Elektrikli roket motoru, çalışma sıvısının parçacıklarının elektrostatik bir alanda hızlandırıldığı elektrostatik bir elektrikli roket motorudur. El... Vikipedi
Birkaç mikrosaniyeden birkaç milisaniyeye kadar süren kısa süreli darbeler modunda çalışan bir elektrikli tahrik motoru. İtici aktivasyonunun sıklığını ve darbelerin süresini değiştirerek, toplam itme darbesinin gerekli değerlerini elde etmek mümkündür. Uzaktan kumanda... ... Vikipedi
Bu tip elektrikli roket motoru, çalışma sıvısını (gaz) ısıtmak için başlangıçta elektrik enerjisinin kullanılmasıyla karakterize edilir. Daha sonra jetin termal enerjisi, nozülde jetin kinetik enerjisine dönüştürülür. Genellikle bu... ... Vikipedi
- (RD) Operasyonu için yalnızca hareket halindeki bir araçta (uçak, yer, su altı) yedekte bulunan maddeleri ve enerji kaynaklarını kullanan bir jet motoru. Böylece hava jetli motorlardan farklı olarak (Bkz.... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi
Elektrikli roket motoru
Elektrikli roket motoru, çalışma prensibi, uzay aracındaki bir elektrik santralinden alınan elektrik enerjisinin itme kuvveti oluşturmak için kullanılmasına dayanan bir roket motorudur. Ana uygulama alanı, uzay aracının uzay yöneliminin yanı sıra küçük yörünge düzeltmesidir. Elektrikli roket motoru, çalışma sıvısı besleme ve depolama sistemi, otomatik kontrol sistemi ve güç kaynağı sisteminden oluşan komplekse elektrikli roket tahrik sistemi denir.
K. E. Tsiolkovsky'nin çalışmalarında roket motorlarında itme kuvveti oluşturmak için elektrik enerjisi kullanma olasılığından bahsedilmektedir. 1916-1917'de İlk deneyler R. Goddard tarafından ve zaten 30'lu yıllarda gerçekleştirildi. XX yüzyıl V.P. Glushko'nun önderliğinde ilk elektrikli roket motorlarından biri yaratıldı.
Diğer roket motorlarıyla karşılaştırıldığında, elektrikli olanlar uzay aracının ömrünü uzatmayı mümkün kılar ve aynı zamanda tahrik sisteminin ağırlığı da önemli ölçüde azalır, bu da taşıma yükünü artırmayı ve en eksiksiz ağırlığı elde etmeyi mümkün kılar. boyut özellikleri. Elektrikli roket motorlarını kullanarak uzak gezegenlere uçuş süresini kısaltmak mümkün olduğu gibi, istenilen gezegene uçuş yapılması da mümkün hale geliyor.
60'ların ortalarında. XX yüzyıl Elektrikli roket motorları SSCB ve ABD'de ve zaten 1970'lerde aktif olarak test edildi. standart tahrik sistemleri olarak kullanıldılar.
Rusya'da sınıflandırma parçacık hızlandırma mekanizmasına dayanmaktadır. Aşağıdaki motor türleri ayırt edilebilir: elektrotermal (elektrikli ısıtma, elektrik ark), elektrostatik (iyonik, anot katmanında hızlanma ile koloidal, sabit plazma motorları dahil), yüksek akım (elektromanyetik, manyetodinamik) ve darbe motorları.
Çalışma akışkanı olarak herhangi bir sıvı ve gaz ve bunların karışımları kullanılabilir. En iyi sonuçları elde etmek için her elektrik motoru tipine uygun çalışma sıvılarının kullanılması gerekir. Amonyak geleneksel olarak elektrotermal motorlar için kullanılır, ksenon elektrostatik motorlar için kullanılır, lityum yüksek akım motorları için kullanılır ve floroplastik darbe motorları için en etkili çalışma sıvısıdır.
Kayıpların ana kaynaklarından biri, ivmelenen kütle birimi başına iyonizasyon için harcanan enerjidir. Elektrikli roket motorlarının avantajı, çalışma sıvısının düşük kütle akışının yanı sıra parçacıkların hızlandırılmış akışının yüksek hızıdır. Çıkış hızının üst sınırı teorik olarak ışık hızı dahilindedir.
Şu anda, çeşitli motor türleri için egzoz hızı 16 ila 60 km/s arasında değişmektedir, ancak gelecek vaat eden modeller parçacık akışının egzoz hızını 200 km/s'ye kadar verebilmektedir.
Dezavantajı ise çok düşük itme yoğunluğudur; ayrıca dış basıncın hızlanma kanalındaki basıncı aşmaması gerektiğine de dikkat edilmelidir. Uzay araçlarında kullanılan modern elektrikli roket motorlarının elektrik gücü 800 ila 2000 W arasında değişmekle birlikte teorik güç megavatlara ulaşabiliyor. Elektrikli roket motorlarının verimliliği düşüktür ve %30 ile %60 arasında değişmektedir.
Önümüzdeki on yılda, bu tür motor esas olarak hem sabit hem de alçak Dünya yörüngelerinde bulunan uzay aracının yörüngesini düzeltmenin yanı sıra, uzay aracını referans alçak Dünya yörüngesinden sabit yörünge gibi daha yüksek olanlara ulaştırmak için görevleri yerine getirecek. .
Yörünge düzeltici görevi gören sıvı roket motorunun elektrikli motorla değiştirilmesi, tipik bir uydunun kütlesini% 15 oranında azaltacak ve yörüngede aktif kalış süresi artarsa % 40 oranında azalacaktır.
Elektrikli roket motorlarının geliştirilmesi için en umut verici alanlardan biri, gücün yüzlerce megawatt'a ve spesifik itme kuvvetine artırılması yönündeki iyileştirmelerdir ve ayrıca daha ucuz maddeler kullanarak motorun istikrarlı ve güvenilir çalışmasını sağlamak da gereklidir. argon, lityum, nitrojen gibi.
Yazarın Büyük Sovyet Ansiklopedisi (AN) kitabından TSB Yazarın Büyük Sovyet Ansiklopedisi (DV) kitabından TSB Yazarın Büyük Sovyet Ansiklopedisi (RA) kitabından TSB Yazarın Büyük Sovyet Ansiklopedisi (SB) kitabından TSB Yazarın Büyük Sovyet Ansiklopedisi (SU) kitabından TSB Yazarın Büyük Sovyet Ansiklopedisi (EL) kitabından TSB Büyük Teknoloji Ansiklopedisi kitabından yazar Yazarlar ekibi Yazarın kitabından Yazarın kitabındanHavacılık roket motoru Bir havacılık roketi motoru, bir tür birincil enerjiyi çalışma sıvısının kinetik enerjisine dönüştüren ve jet itme kuvveti oluşturan doğrudan reaksiyonlu bir motordur. İtme kuvveti doğrudan roket gövdesine uygulanır
Yazarın kitabındanÜniversal elektrik motoru Üniversal elektrik motoru, tek fazlı seri uyarmalı komütatör motor türlerinden biridir. Hem doğru hem de alternatif akımla çalışabilir. Üstelik evrensel kullanıldığında
Yazarın kitabındanElektrik motoru Elektrik motoru, elektrik enerjisini enerjiye dönüştüren bir makinedir.
Yazarın kitabındanVerniyeli roket motoru Verniyeli roket motoru, aktif fazda fırlatma aracının kontrolünü sağlamak üzere tasarlanmış bir roket motorudur. Bazen "yönlendirme roketi" adı kullanılır
Yazarın kitabındanRadyoizotop roket motoru Radyoizotop roket motoru, bir radyonüklidin bozunması sırasında enerjinin salınması nedeniyle çalışma sıvısının ısıtıldığı veya bozunma reaksiyon ürünlerinin kendilerinin bir jet akımı oluşturduğu bir roket motorudur. Bakış açısından
Yazarın kitabındanHızlanan roket motoru Hızlanan roket motoru (tahrik motoru), bir roket uçağının ana motorudur. Ana görevi gerekli hızı sağlamaktır.
Yazarın kitabındanGüneş roket motoru Güneş roket motoru veya foton roket motoru, bir yüzeye maruz kaldığında ışık parçacıkları, fotonlar tarafından oluşturulan itme kuvvetini üretmek için reaktif bir dürtü kullanan bir roket motorudur. En basitinden bir örnek
Yazarın kitabındanFrenleme roket motoru Frenleme roket motoru, bir uzay aracını Dünya yüzeyine geri döndürürken frenlemek için kullanılan bir roket motorudur. Daha fazla alana girmeden önce uzay aracının hızını azaltmak için fren yapmak gereklidir.
