Ученые кратно повысили мощность ракетного двигателя на эффекте Холла

antony_w — 31.01.2023

Считается, что двигатели на эффекте Холла — разновидность электростатического ракетного двигателя, которые используются в современных спутниках — должны быть большими, чтобы их можно было использовать на космических кораблях. Однако ученые из США утверждают, что это не так: даже небольшие двигатели Холла в состоянии генерировать существенную тягу и могут быть использованы для межпланетных перелетов.

«Раньше люди думали, что через камеру маневрового реактивного двигателя можно пропустить совсем немного тока, что, в свою очередь, означает, что из единицы площади можно получить только ограниченное количество тяги», — говорит Бенджамин Йорнс из Университета Мичигана, руководитель научно-исследовательской группы. Его команда бросила вызов этому ограничению, заставив 9-киловаттный двигатель Холла работать при 45 кВт, и сохранили при этом примерно 80% его эффективности. Это увеличило количество силы на единицу площади почти в 10 раз.

Электрические ракетные двигатели считаются самым перспективным методом межпланетных путешествий, но ученые не уверены, какую из разновидностей выбрать, пишет Phys.org. Тогда как двигатели на эффекте Холла хорошо себя зарекомендовали, есть и другая идея — магнитоплазмодинамический двигатель, потенциально более мощный при меньших размерах, но еще не проверенный в деле.

По общему мнению, двигатели на эффекте Холла не могут конкурировать с ним из-за своего принципа действия. Рабочее тело, обычно газ ксенон, движется в нем через цилиндрический канал, где его ионы разгоняет мощное электростатическое поле. А специальная кольцевая камера воздействует на них магнитной силой. В результате возникает тяга. Однако слишком много рабочего тела такая система не может «переварить». Вдобавок, двигатель слишком разогревается.

Проблему нагревания ученые решили при помощи водного охлаждения, а вместо ксенона использовали более легкий газ криптон. Это позволило повысить плотность тока. При общей производительности нового двигателя на уровне 51% ученые достигли максимальной тяги 1,8 ньютонов, наравне с куда более крупным 100-киловаттным двигателем X3.

По мнению разработчиков, новые двигатели способны работать и при 100, и при 200 кВт. Если таких будет несколько десятков на одном космическом аппарате, то можно будет применять их для межпланетных пилотируемых полетов.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив