Наука и Техника

Наука И Техника
10 февраля 2016

Плазменный ракетный двигатель

Плазменный двигатель (также плазменный инжектор) - ракетный двигатель, рабочее тело которого приобретает ускорение, находясь в состоянии плазмы.

Существует множество типов плазменных двигателей. В настоящее время наиболее широкое распространение - в качестве двигателей для поддержания точек стояния геостационарных спутников связи - получили стационарные плазменные двигатели, идея которых была предложена а. и. Морозовым в 1960-х гг. первые лётные испытания состоялись в 1972 г



плазменные двигатели не предназначены для вывода грузов на орбиту и могут работать только в вакууме. Плазменные двигатели не следует путать с ионными.

Принцип работы.

Нейтральный газ ксенон подается через металлический кольцевой анод с отверстиями в двустенную (кольцевую) керамическую газоразрядную камеру, на выходе которой установлен полый газоразрядный (работающий также на ксеноне) катод - компенсатор для эмиссии электронов. В керамической газоразрядной камере внутренний и наружный полюса электромагнита создают радиальное магнитное поле в несколько сотен Гаусс, нарастающее вдоль камеры и быстро спадающее за её пределами. Лишь в том случае, если между анодом и катодом - компенсатором приложить постоянное напряжение в несколько сотен вольт, то в газоразрядном канале зажигается разряд, и ксенон ионизируется, создавая плазму. Тяжёлые ионы ксенона ускоряются электрическим полем вдоль канала, почти не отклоняясь слабым магнитным полем, и набирают энергию несколько меньшую, чем приложенное напряжение. Электроны же, напротив, не могут свободно перемещаться вдоль канала, поскольку их ларморовский радиус очень мал. Впрочем, из-за коллективных процессов в плазме электроны всё же составляют небольшую часть разрядного тока. Основной же ток разряда переносят ионы ксенона. Поток ускоренных ионов, вылетающих из газоразрядной камеры, создаёт реактивную тягу двигателя. Вместе с ионами из плазменного двигателя уходит равный им по величине поток электронов из катода - компенсатора.