Plasma motori: povijest, vrste, iskustvo

Za dugoročni rad u prostoru, trebaju se koristiti pouzdani električni pogonski motori s brzinom protoka plazme od oko sto i pet metara po sekundi i više. Plazma motori počeli su se aktivno razvijati sredinom prošlog stoljeća. I danas se taj posao nastavlja.

Početak istraživanja

Naši preci davno željeli letjeti u svemir. Plin se aktivno proučava dulje vrijeme pomoću električnog pražnjenja. Postavljen je u stakleni spremnik s elektrodama. Zatim, kad je pritisak bio spušten, pojavljuju se zrake koje su se pojavile iz katode, što je zapravo, kao što je kasnije otkriveno, protok elektrona.

Godine 1886. otkriveno je da su, dok su izrađivali rupe u katodi, u suprotnom smjeru od njih istegnuli su druge ionizirajuće atome plinova. Ali onda, naravno, nisu znali da će ih naviknuti reaktivni potisak.

Za vrijeme Sovjetskog Saveza, ionski i plazmi motori razvijeni su u laboratorijima fizičkog i tehničkog SOS-a za primjenu tih tehnologija u svemirskoj letjelici. Rad je započeo pedesetih godina dvadesetog stoljeća. Otkrivene su dvije vrste uređaja:

• erozijski motor (impuls);
• stacionarni plazma motor (ne-impulsni).

Ove dvije vrste se koriste do danas.

Erozija i stacionarni

Motor plazme, koji je danas poznat, funkcionira zbog reaktivne sile mlaza plazme iz mlaznice. Plava plazma je oblikovana električnim pražnjenjem. Jednostavnije izvor napajanja motor je odabran pulsni način rada (erozijski plazmi). Izvor energije je kondenzator, kapacitet što je 0,5 μF, a napon je 10 kV. Punjenje se odvija od transformatora s diodama i otpornikom.

Pomoću takvih uređaja formiraju se male i precizne pulsirane potiske, koje se ne mogu postići drugim vrstama raketnih motora. Uspješni testovi pulsirajućih plazma motora održani su 1964. godine na svemirskoj stanici "Zond-2".

SPD je inačica akceleratora na proširenoj zoni i zatvorena dometa elektrona. Takvi uređaji mogu raditi dulje vrijeme. Dva motora na ksenonu prvi put su pokrenuta 1972. na sovjetskom "Meteoru".

Načelo rada: prototip

Rad instalacije je sljedeći. Napon kondenzatora je razmak između kolektora koji provodi struju i elektrode komore za pražnjenje. Kad napon dosegne vrijednost kvara, u motorskoj komori pojavljuje se električno pražnjenje. Zrak se zagrijava do deset tisuća jedinica i dobiva plazma stanje. Tlak se naglo povećava, a mlaz plazme izlazi iz mlaznice velikom brzinom.

Raketa koja je spojena na motor dobiva reaktivnu silu iz mlaza. Za provedbu mekog rotacije, raketa je pričvršćena kugličnim ležajem i balansiran balansiranjem.

Najsloženija elektroznajm je kolektor koji opskrbljuje struju. Razmaci između elektroda ne smiju biti više od pola milimetra. Tada se snaga prijenosa od kondenzatora gotovo ne gubi, a nikakvo dodatno trenje neće nastati kada se raketa počne okretati.

Sam raketa i cijela plazma raketni motor mogu imati različite veličine, međutim, moć izvora i veličine kondenzatora moraju se poštivati. Kako bi se izračunale osnovne jedinice i dizajn rakete, prikladno je koristiti krug nakon izracuna posebnim formulama.

Eksperimentalne vrijednosti za primjer

Na primjeru s određenim naponom od šest tisuća vatara i kondenzatorskim kapacitetom od 0,5 x 10 (-6) φ, rezultat je izračun energije koja se oslobađa u komori motora od 5,4 Joule.A ako je razlika temperature 10000K, onda je volumen komore to će biti jednako pola kubičnog centimetra.

Zatim će elementi električne sheme biti:

• transformator 220 * 5000 V, snage 200 W;
• žica otpornika, snage 100 W.

Ovaj model ima radni napon od više od tisuću volta, pa stoga trebate biti vrlo pažljivi kada radite s njom i pridržavati se svih potrebnih sigurnosnih pravila.

Sigurnosna pravila za iskustvo

1. Pokreće jednu osobu. Drugi mogu stajati u daljini na udaljenosti od jednog metra od uređaja.
2. Sve operacije i dodirivanje instalacije s rukama mogu se obaviti samo ako je odspojen od napajanja, nakon čekanja najmanje jednu minutu nakon toga. Tada će kondenzator biti ispražnjen.
3. Napajanje mora biti smješteno u metalnom kućištu koji je zatvoren sa svih strana. Prilikom rada, uzemljiva je pomoću bakrene žice, čiji promjer mora biti barem jedan i pol milimetara.

Plasmani za realne rakete moraju imati snagu od nekoliko tisuća puta više! Možda će oni koji sada izvode pokuse s malim uzorcima, sutra, morati otvoriti nove mogućnosti i svojstva plazme.