badgun159 (badgun159) wrote,
badgun159
badgun159

Categories:

Ещё одно достижение отечественной инженерии! Завершены испытания ионного двигателя

14 января пришло сообщение об успешном испытании первого ионного двигателя, предназначенного для применения в космической индустрии. Теоретически эти двигатели были описаны в начале прошлого века и получили известность благодаря научной фантастике. "Звёздные войны", "Стартрек", везде космические корабли оснащались этими двигателями (справедливости ради, совместно с гиперприводами, сворачивателями пространства-времени и прочими не воспроизводимыми штуками). И вот теперь "НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ" отчитался об успешных огневых испытаниях в вакуумной камере.

Преимущество ионного двигателя в том, что он даёт очень высокую скорость истечения материи. Однако, из-за очень малой массы этой материи, двигатель становится не только суперэкономичным (т.е. пригодным для применения в дальней космонавтике), но и обладающим крайне малой тягой (т.е. очень медленным разгоном). Как это работает? Из школьного курса физики знаем о законе сохранения импульса. А он гласит, что передаваемая импульс прямо пропорционален отношению масс тела 1 и тела 2, а так же отношению скоростей этих тел соответственно. Другими словами, разогнать комсический аппарат можно либо оттолкнув от него большую массу с приемлемой скоростью (классические реактивные двигатели), либо оттолкнуть от него очень малую массу со сверх скоростью (ионные двигатели). Скорость истечения в ионных двигателях теоретически не ограничена, поэтому перед нами открываются большие перспективы. С чем нас всех и поздравляю!

В ближайшее время ионные двигатели будут примененяться для коррекции орбит спутников, их поддержания и маневрирования.


Оригинал взят у judgesuhov в Завершены испытания ионного двигателя


Итак: Роскосмос объявил об успешном завершении испытаний ионного двигателя.

На испытательном комплексе Конструкторского бюро химавтоматики (г. Воронеж) успешно завершена серия первых огневых испытаний высокочастотного ионного электроракетного двигателя.
Этот двигатель – совместная разработка КБХА и Московского авиационного института (МАИ). Испытания успешно проведены на специальном вакуумном стенде и подтвердили соответствие параметров двигателя характеристикам, заложенным в техническом задании.

Работы с двигателем продолжаются: запланировано проведение серии новых огневых испытаний для наработки ресурса и проверки стабильности подтвержденных характеристик при длительной эксплуатации.

Создание электроракетных двигателей было начато на предприятии в 2012 году. К разработке ионного электроракетного двигателя коллектив приступил после того, как КБХА выиграло в 2013 году конкурс Министерства образования и науки РФ на получение субсидий для реализации комплексных проектов по организации высокотехнологичного производства. Предприятие вошло в число победителей с проектом «Создание высокотехнологичной производственно-испытательной базы для разработки, стендовой отработки и промышленного производства электроракетных двигателей нового поколения». Цель государственной поддержки также – развитие кооперации производственных предприятий, российских высших учебных заведений и государственных научных учреждений, именно поэтому у каждого избранного проекта два исполнителя: в частности, творческим партнером КБХА стал НИИ прикладной механики и электродинамики МАИ.

В отличие от жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), разработкой которых специалисты КБХА занимаются уже более полувека, электроракетные двигатели в последние годы стали новым направлением работ на предприятии. Предназначенные для использования в составе космических аппаратов, они могут способствовать решению широкого круга задач: коррекции и стабилизации рабочей орбиты спутников, их выводу с низких на высокие орбиты, а также осуществлению полетов в дальний космос.

Пруфлинк

Основные преимущества ионного двигателя перед обычными химическими - это малый расход рабочего тела (соотвественно - продолжительное время работы) и гораздо более высокая скорость истечения ускоренного потока частиц.
Нижняя граница скорости истечения примерно совпадает с верхней границей скорости истечения струи химического двигателя и составляет около 3 000 м/с. Верхняя граница теоретически неограничена (в пределах скорости света), однако для перспективных моделей двигателей рассматривается скорость, не превышающая 200 000 м/с. В настоящее время для двигателей различных типов оптимальной считается скорость истечения от 16 000 до 60 000 м/с.
Правда вследствие очень малой тяги ионный двигатель будет разгонять КК очень долго.
Хорошая аналогия была про спортивную машину, которая разгоняется до 200 км/ч за сутки. :)

Ионному двигателю в настоящее время принадлежит рекорд негравитационного ускорения космического аппарата в космосе — Deep Space 1 смог увеличить скорость аппарата массой около 370 кг на 4,3 км/с, израсходовав 74 кг ксенона.


P.S.


Вот тут полное описание на большой 500 мм ионный двигатель (ИД) ВЧИД-45 с ионизатором диаметром 48.6 см номинальной мощностью 35 кВт, тягой 760 мН и удельным импульсом 7000 с.

И, да, чтобы избежать недоразумений, следует сказать, что ранее ксеноновые ионные двигатели уже применялись NASA, черпая энергию для разгона частиц солнечным парусом, так что это не наша исключительная новинка. Теоретически двигатели работают по одной модели, однако очень хочется сопоставить ряд технических решений. Вот только эта информация закрыта от широкой публики. "Ноу-хау", как никак. Живём во время патентов и интеллектуальной собственности.

Tags: Наука и техника, Россия
Subscribe

Posts from This Journal “Наука и техника” Tag

promo badgun159 april 25, 2015 21:01 1
Buy for 30 tokens
Дорогой читатель. Вашему вниманию предлагается небольшой рассказ, затрагивающий ключевые вопросы жизни и смерти, мотивации и преодоления, делающие человека человеком. Рассказ состоит из трёх последовательных частей и рассчитан на непрерывное прочтение с кротчайшими паузами на…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments