Физики из Китая создают сверхэффективный плазменный двигатель
Сила тяги ионных двигателей может возрасти в полтора раза благодаря новому методу ионизации газа и его разогрева в ионном двигателе. Как сообщает РИА «Новости», технологию разработали китайские инженеры и ученые. Статья опубликована в журнале Physics of Plasmas.
Ионные двигатели весьма эффективны с точки зрения КПД и расхода топлива. С другой стороны, вырабатываемая ими сила тяги крайне мала из-за конструктивных особенностей, разгон и торможение космического корабля идет крайне медленно, что делает их не самым идеальным средством для доставки людей к Марсу и другим планетам.
Лицю Вэй и его коллеги из Технологического института Харбина улучшили работу одной из самых продвинутых версий ионных двигателей, так называемых ускорителей Холла. Подобные двигатели, как объясняют ученые, работают за счет того, что электрическое поле, вырабатываемое этим устройством, порождает и разгоняет ионы, заставляя их поток, движущийся со скоростью в десятки километров в секунду, «толкать» космический корабль в противоположном направлении.
В отличие от других типов ионных двигателей главной «движущей силой» в ускорителе Холла выступают электроны, заточенные внутри магнитного поля, сконфигурированного особым образом. Они заставляют атомы ксенона или любых других благородных газов превращаться в ионы, а затем разгоняют и нейтрализуют их уже после того, как они покинули сопло двигателя.
Главная проблема холловских двигателей, как рассказывает Лицю Вэй, заключается в том, что далеко не все атомы газа, пропускаемого через камеру с электронами, превращаются в ионы. Это заметно понижает КПД двигательной установки и снижает ее тягу, особенно в том случае, если газ разрежен и движется быстро.
Китайские ученые предложили очень простое, но, как оказалось, эффективное решение этой проблемы, позволяющее повысить тягу устройства и его КПД почти в полтора раза. Для этого они предлагают поменять форму сопел, из которых газ попадает в рабочую камеру двигателя, таким образом, что струя газа будет двигаться не перпендикулярно направлению тяги, как в обычных двигателях, а будет закручена в спираль.