Физические положения и основные результаты исследований, определяющие развитие двигателей с замкнутым дрейфом электронов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрены результаты многолетних исследований, выполненных в разных организациях СССР и России в процессе разработок двигателей с анодным слоем (ДАС) и стационарных плазменных двигателей (СПД). Используется их общее название «двигатели с замкнутым дрейфом электронов» (ДЗДЭ), поскольку они разработаны на основе плазменных ускорителей ионов с замкнутым дрейфом электронов (УЗДЭ). ДЗДЭ прошли достаточно долгий путь развития. В результате СПД стал одним из наиболее широко используемых в космосе электроракетных двигателей (ЭРД) и продолжает развиваться. Разработки ДАС также достигли достаточно высокого уровня и близки к переходу к практическому использованию. Поэтому рассмотрены основные физические положения и результаты исследований, которые определяли прогресс в развитии СПД и ДАС с целью их анализа и обобщения, а также оценки их применимости для дальнейшего развития названных двигателей. Приведена краткая характеристика основных этапов разработки СПД и ДАС и достигнутых на этих этапах результатов. Показано, что основной проблемой их дальнейшего развития является обеспечение как высокой тяговой эффективности, так и большого ресурса. Показано также, что основной фактор, ограничивающий ресурс ДАС и СПД, – попадание ускоренных ионов на элементы их конструкции, поэтому для управления их движением необходимо прежде всего понимать закономерности формирования электрического поля в разрядах ДЗДЭ. Выявлены новые и уточнены известные свойства разряда в ДЗДЭ и закономерности формирования электрического поля в нем, определяющие толщину и положение зоны ускорения с основным падением потенциала в разряде и потоки ускоренных ионов на элементы конструкции двигателя. Рассмотрены и проанализированы успешно апробированные на втором этапе развития СПД и ДАС способы управления толщиной и положением зоны ускорения в ДЗДЭ путем изменения характеристик магнитного поля. Показано, что эти способы позволяют эффективно управлять работой ДЗДЭ и его характеристиками, определены физические условия, обеспечивающих эффективность их применения. Определены физические условия реализации и обоснование целесообразности полного вынесения зоны ускорения из конструкции двигателя как основного направления современного развития ДЗДЭ с учетом результатов анализа свойств разряда и закономерностей формирования электрического поля в ДЗДЭ. Приведены основные выводы по рассмотренным вопросам.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. П. Ким

Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института (национального исследовательского университета) (НИИ ПМЭ МАИ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: riame4@mai.ru
Россия, Москва

А. В. Семенкин

Государственный научный центр Российской Федерации «Исследовательский центр М.В. Келдыша»

Email: riame4@mai.ru
Россия, Москва

Е. А. Шилов

Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института (национального исследовательского университета) (НИИ ПМЭ МАИ)

Email: riame4@mai.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Гришин С.Д., Ерофеев В.С., Жаринов А.В. Плазменные ускорители / Ред. Л.А. Арцимович. М.: Машиностроение, 1973. С. 54.
  2. Есипчук Ю.В. Плазменные ускорители / Ред. Л.А. Арцимович. М.: Машиностроение, 1973. С. 75.
  3. Гришин С.Д., Лесков Л.В., Козлов Н.П. Электрические ракетные двигатели. М.: Машиностроение, 1975. С. 272.
  4. Марахтанов М.К. Плазменные ускорители и ионные инжекторы / Ред. Н.П. Козлов и А.И. Морозов. М.: Наука, 1984. С. 264.
  5. Козубский К.Н., Мурашко В.М., Рылов Ю.П., Трифонов Ю.В., Ходненко В.П., Ким В.П., Попов Г.А., Обухов В.А. // Физика плазмы. 2003. Т. 29. С. 277.
  6. Kim V., Kozubsky K.N, Murashko V.M., Semenkin A.V. // Proc. 30th Internat. Electric Propulsion Confer. Florence, 2007. Paper IEPC-2007-142.
  7. Ким В.П., Семенкин А.В., Хартов С.А. Конструктивные и физические особенности двигателей с замкнутым дрейфом электронов. М.: МАИ, 2016.
  8. Юшманов E.E. Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций / Ред. М.А. Леонтович. М.: АН СССР, 1958. Вып. 4. С. 235.
  9. Ерофеев В.С., Лесков Л.В. Физика и применение плазменных ускорителей / Ред. А.И. Морозов. Минск: Наука и техника, 1974. С. 18.
  10. Абдюханов В.А., Гришин С.Д., Ерофеев В.С., Жаринов А.В., Лесков Л.В., Ляпин Е.А., Наумкин В.П., Попов Ю.С., Сафронов И.Н. Ускорители ионов с анодным слоем (обзор). М.: ЦНИИМАШ, 1975. С. 5.
  11. Ерофеев В.С., Жаринов А.В., Ляпин Е.А. Плазменные ускорители / Ред. Л.А. Арцимович. М.: Машиностроение, 1973. С. 68.
  12. Гусев Ю.Г., Пильников А.В. // Электронный ж-л “Труды МАИ”. Вып. 60. www.mai.ru/science/trudy.
  13. Solodukhin A.E., Semenkin A.V., Tverdokhlebov S.O., Kochergin A.V. // Proc. 27th Internat. Electric Propulsion Confer. Pasadena, 2001. Paper IEPC-01-32.
  14. Garkusha V.I., Lebedev Y.V., Semenkin A.V., Zakharenkov L.E. // Proc. 29th Internat. Electric Propulsion Confer. Princeton, 2005. Paper IEPC-2005-185.
  15. Semenkin A.V. // Proc. 23rd Internat. Electric Propulsion Confer. Seattle, 1993. Paper IEPC 93-231.
  16. Семенкин А.В. Сборник научных трудов ЦНИИмаш. Королев., 2006. С. 93.
  17. Garkusha V., Kochergin A., Semenkin A. Tverdokhlebov S. // Proc. 25th Internat. Electric Propulsion Confer. Cleveland, 1997. Paper IEPC-1997-106.
  18. Semenkin A., Tverdokhlebov S., Solodukhin A., Zakharenkov L. // Proc. Internat. Electric Propulsion Confer. Florence, 2007. Paper IEPC-2007-128.
  19. Морозов А.И. Исследование стационарного электромагнитного ускорения плазмы: Дис. … д-ра физико-математич. наук. М.: ИАЭ им. И.В Курчатова, 1965.
  20. Морозов А.И. // ДАН. 1965. Т. 163. С. 1363.
  21. Salz А., Meyerand R., Lary E. // Bull. American Phys. Soc. 1962. Ser. 11. V. 8. P. 441.
  22. Seikel G., Reshotko E. // Bull. American Phys. Soc. 1962. Ser. 11. V. 7. P. 414.
  23. Lary C., Meyerand R.G., Glastonbury Jr., Salz F. // USA patent # 3 155 858. Nov. 3, 1964.
  24. Ким В.П. // ЖТФ. 2015. Т. 85. С. 45.
  25. Janes G.S., Dotson J. // Proc. 5-th Sympos. eng. aspects magnetohydrodynamics. Massachusets Inst. Techn., Camdridge, Mass. 1964. P. 235.
  26. Janes G., Lowder R. // Phys. Fluids. 1966. V. 9. P.1115.
  27. Арцимович Л.А., Андронов И.М., Есипчук Ю.В., Барсуков Н.А., Козубский К.Н., Левченко Ю.М., Михайличенко В.А., Морозов А.И., Петров Е.М., Романовский М.К.,, Рылов Ю.П., Снгарский Р.К., Тилинин Г.Н., Трифонов Ю.В., Трофимов А.В., Ходненко В.П., Шаров Ю.А., Щепкин Г.Я. // Космические исслед. 1974. Т. 12. С. 451.
  28. Архипов А.С., Ким В.П., Сидоренко Е.К. Стационарные плазменные двигатели Морозова. М.: МАИ, 2012.
  29. Морозов А.И. Плазменные ускорители / Под ред. Л.А. Арцимовича. М.: Машиностроение, 1973. С. 85.
  30. Морозов А.И., Есипчук Ю.В., Капулкин А.М., Невровский В.А., Смирнов В.А. // ЖТФ, 1973. Т.43. Вып. 5. С. 972.
  31. Ким В.П., Попов Г.А., Шилов Е.А., Козубский К.Н., Приданников С.Ю. // Космическая техника и технологии. 2023. № 4(43). С. 55.
  32. Dan L., Myers R.M., Lemmer K.M., Kolbeck J., Keidar M., Koizumi H., Liang H., Yu D., Schönherr T., del Amo J.G., Choe W., Albertoni R., Hoskins A., Yan Sh., Hart W., Hofer R.R., Funaki I., Lovtsov A., Polzin K., Olshanskii A., Duchemin O. IEPC-2017 // Proc. 35th Internat. Electric Propulsion Confer. Atlanta, 2017. Paper -242.
  33. Абраменков Г.В., Вертаков Н.М., Дронов П.А. Каплин М.А., Приданников С.Ю. // Космическая техника и технологии. 2023. № 4 (43). С. 36.
  34. Демьяненко В.Н., Зубков И.П., Лебедев С.В., Морозов А.И. Препринт ИАЭ. № 2934. М.: ИАЭ, 1967.
  35. Бугрова А.И., Версоцкий В.С., Харчевников В.К. // ЖТФ. 1980. Т. 50. С. 2238.
  36. Бишаев А.М., Ким В.П. // ЖТФ. 1978. Т. 48. С. 1853.
  37. Бишаев А.М., Ким В.П. // Источники и ускорители плазмы. Харьков: ХАИ, 1981. № 5. С. 3.
  38. Ким В.П. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 406.
  39. Морозов А.И. // ПМТФ.1968. № 3. С. 19.
  40. Егоров В.В., Ким В.П., Семенов А.А., Шкарбан И.И. Ионные инжекторы и плазменные ускорители / Ред. А.И. Морозов и Н.Н. Семашко. M.: Энергоатомиздат, 1990. С. 56.
  41. Морозов А.И., Есипчук Ю.В., Тилинин Г.Н, Трофимов А., Шаров Ю.А., Щепкин Г.Я. // ЖТФ. 1972. Т. 42. С. 54.
  42. Морозов А.И., Есипчук Ю.В., Капулкин А.М., Невровский В.А., Смирнов В.А. // ЖТФ. 1973. Т. 43. С. 972.
  43. Есипчук Ю.В., Тилинин Г.Н. // ЖТФ. 1976. Т. 46. С. 718.
  44. Тилинин Г.Н. // ЖТФ. 1977. Т. 47. С. 1684.
  45. Белан Н.В., Ким В.П., Оранский А.И., Тихонов В.Б. Стационарные плазменные двигатели. Харьков: ХАИ, 1989.
  46. Бугрова А.И., Ким В.П. Плазменные ускорители и ионные инжекторы / Ред. Н.П. Козлов и А.И. Морозов. М., 1984. С. 107.
  47. Кim V. // J. Propulsion Power. 1998. V. 14. P. 736.
  48. Приданников С.Ю. Исследование характеристик стационарных плазменных двигателей при длительной работе: Дис. … канд. технич. наук. Калининград: Российский государственный университет, 2003.
  49. Mitrofanova O.A., Gnizdor R.Yu. // Proc. 33rd Internat. Electric Propulsion Confer. Washington, D.C., 2013. Paper IEPC-2013-51.
  50. Ким В.П., Гниздор Р.Ю., Ермошкин Ю.М., Меркурьев Д.В., Приданников С. Ю. // Поверхность. 2018. № 3. С. 18.
  51. Гаркуша В.И., Лесков Л.В., Ляпин Е.А. Плазменные ускорители и ионные инжекторы / Ред. А.И. Морозов, Н.Н. Семашко. М.: Наука, 1984. С. 129.
  52. Ляпин Е.А., Семенкин А.В. Ионные инжекторы и плазменные ускорители / Ред. А.И. Морозов, Н.Н. Семашко. М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 20.
  53. Семенкин А.В. // Космонавтика и ракетостроение. М.: ЦНИИМАШ, 2004. Вып. 1(34). С. 5.
  54. Mikellides I.G., Katz I, Hofer R.R, Goebel D.M., de Grys K., Mathers A. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18. P. 033501.
  55. Hofer R., Kamhawi H., Herman D., Polk J., Snyder J, Mikellides I., Huang W., Myers J., Yim J., Williams G., Ortega A., Jorns B., Sekerak M., Griffiths Ch., Shastry R., Haag Th., Verhey T., Gilliam B., Katz I., Goebel D, Anderson J., Gilland J, Clayman L. // Proc. 30th Internat. Symp. Space Technology and Science and 34th Internat. Electric Propulsion Confer. and 6th Nano-satellite Symp. Kobe, 2015. Paper IEPC-2015-186 /ISTS-2015-b-186.
  56. Conversano R.W., Goebel D.M., Hofer R.R., Mikellides I.G., Katz I., Wirz R.E. // Proc. 30th Internat. Symp. Space Technology and Science and 34th Internat. Electric Propulsion Confer. and 6th Nano-satellite Symp. Kobe, 2015. Paper IEPC-2015-100/ISTS-2015-b-100.
  57. Ким В.П., Архипов А.С., А. М. Бишаев А. М., Меркурьев Д. В., Сидоренко Е. К. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. С. 937.
  58. Lobbia R.B., Ortega A.L., Reilly S., Conversano R.W., Mikellides I.G. // Proc. 36th Internat. Electric Propulsion Confer. Vienna, 2019. Paper IEPC-2019-298.
  59. Морозов А.И. Плазменные ускорители / Ред. Л.А. Арцимович. М.: Машиностроение, 1973. С. 85.
  60. Janhunen S., Smolyakov A., Chapurin O., D. Sydorenko D., Kaganovich I., Raitses Ye. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 011608.
  61. Boeuf P. // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. P. 072113. doi: 10.1063/1.510216.
  62. Taccogna F., Garrigues L. // Revs. Modern Plasma Phys. 2019. V. 3. P. 12. doi: 10.1007/s41614-019-0033-113.
  63. Chernyshev T., Krivoruchko D. // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 015001. doi: 10.1088/1361-6595/ac4179.
  64. Ким В.П., Гниздор Р.Ю., Грдличко Д.П., Меркурьев Д.В., Митрофанова О.А., Смирнов П.Г., Шилов Е.А., Захарченко В.С. // Поверхность. 2018. № 12. С. 101.
  65. Shashkov A.S., Lovtsov A.S. // Proc. 36th Internat. Electric Propulsion Confer., Vienna, 2019. Paper IEPC-2019-392.
  66. Goebel D.N. Hall thruster with magnetic discharge chamber and conductive coatings. US patent No. 10,082,133 B2 dated Sep.25, 2018.
  67. Sekerak M.J., Hofer R., Polk J.E, Jorns B.A, I.G. Mikellides I.G. // Proc. 30th Internat. Symp. Space Technology and Science 34th Internat. Electric Propulsio Confer. and 6th Nano-satellite Symp. Hyogo-Kobe, Japan, 2015. Paper IEPC-2015-155/ ISTS 2015-b-155.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Схема эксперимента А.В. Жаринова (а) и общий вид ионного пучка, выходящего из источника плазмы (b):1 – источник плазмы, 2 – выходная щель источника, 3–5 – элементы конструкции [6, 7].

Скачать (94KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема ДАС в соответствии с изобретением Жаринова:1 – анод, 2 – магнитная система, 3 – источник электропитания, 4 – катод-нейтрализатор [7].

Скачать (80KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Конструкция типичной двухступенчатой лабораторной модели ДАС:1 – анод1-й ступени, 2 – катод1-й ступени–анод 2-й ступени, 3 – разрядная камера, которая могла быть использована как катод 2-й ступени, 4 – полюсы магнитной системы, 5–10 – конструктивные элементы,11 – трубка подачи РВ [6, 7].

Скачать (166KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость скоростей истечения двухступенчатого ДАС от ускоряющего напряжения на второй ступени (○, ∇  – висмут, × – перерасчет на ксенон по данным для висмута) [6, 7].

Скачать (73KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Конструктивная схема ДАС типа Д-55:1 – анод, 2 – магнитная система, 3 – разрядная камера, 4 – изолятор) [6, 7].

Скачать (127KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Эквипотенциали силовых линий магнитного поля (Ψ=const) для СПД, предложенные Морозовым [6, 7].

Скачать (241KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Схема ускорителя ионов в соответствии с патентом США № 3155858: 2 – магнитная система, 4 и 6 – элементы магнитного сердечника, 8 – плазма, 9 – диэлектрические покрытия,10 – плазменный или ионный источник,12 – трубка подачи РВ в рабочий канал,13 – корпус источника плазмы,16 – источник электронов [23].

Скачать (113KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Общий вид экспериментального образца СПД-60, впервые испытанного в космосе:1 – ускорительный канал, 2 – разрядная камера, 3 – анод-газораспределитель, 4, 5 – наружный и внутренний (центральный) полюса магнитной системы соответственно, 6 – катушка намагничивания, 7 – элементы магнитопровода, 8 – газоразрядный катод-нейтрализатор, 9 – газоэлектрическая развязка [6, 7].

Скачать (159KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Экспериментальный ионный магнетрон, использованный командой А.В. Жаринова для исследования ионизации и ускорения потоков ионов таллия в Е × В-разряде:1 – вакуумная камера, 2 – катушки намагничивания, создающие однородное продольное магнитное поле в рабочем объеме магнетрона, 3 – газоразрядные источники плазмы с выходными трубками с диаметром10 мм, использованные в качестве анодов разряда, 4 – монтажные фланцы, 5 – электростатические экраны, 6 – коллектор ионов с внутренним диаметром 280 мм, охлаждавшийся водой и служивший катодом разряда) [6, 7].

Скачать (168KB)
Метаданные
11. Рис.10. Радиальные распределения потенциала «плавающего» зонда  в магнетронном разряде с напряжением 4 кВ и магнитной индукцией 0.15 Тл [1, 10] (● – без ионного пучка, × – с ионным пучком).

Скачать (96KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Функция f (Pi) [24].

Скачать (47KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Картина силовых линий магнитного поля (а) и распределения температуры электронов Те (б), потенциала «плавания» зонда  (в), скорости ионизации Qi (г), концентрации электронов ne (д), потенциала плазмы  и направленных ионных токов  (е) в ускорительном канале методической модели ЛМ-1, работавшей при разрядном напряжении 200 В и расходе ксенона через ускорительный канал 3 мг/с [45].

Скачать (268KB)
Метаданные
14. Рис.13. Распределения радиальной компоненты Br магнитной индукции, продольной составляющей Ez напряженности электрического поля и направленной составляющей Jiz суммарного ионного тока и его отношения к разрядному току Jd вдоль срединной поверхности ускорительного канала [46].

Скачать (118KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Схема МСМЭ, конфигурация силовых линий магнитного поля и распределение магнитной индукции вдоль срединной поверхности УК, которые могут быть получены с ее помощью:1 – наружная катушка намагничивания, 2 – наружный магнитный экран, 3 – внутренний магнитный экран, 4 – центральная катушка намагничивания, 5 – центральный сердечник магнитной системы, Jw – относительные ампер-витки катушек намагничивания,  – доля магнитного потока, проходящего, начиная от оси до данной силовой линии,  – относительное распределение магнитной индукции вдоль срединной поверхности возможного УК [7 ].

Скачать (126KB)
Метаданные
16. Рис.15. Схема распределений магнитной индукции и электрического поля в разряде СПД с вынесенным из УК максимумом распределения магнитной индукции.

Скачать (90KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Картина износа выходных частей стенки разрядной камеры СПД-100 для разных образцов двигателя (a) и конструктивная схема СПД-100 (б):1 – анод; 2 – катод; 3 – разрядная камера; 4–6 – элементы магнитной системы; 7–13 – элементы конструкции двигателя, H – отклонение профилей выходных частей стенок разрядной камеры из-за износа стенок разрядной камеры после наработок двигателя на ресурс, показанных в легенде, L – расстояние от выходных торцов стенок разрядной камеры в направлении к аноду, РIN — точка на границе профиля внутренней стенки с резким замедлением ее износа после наработки 2000 ч, РE — точка на границе профиля наружной стенки с резким замедлением ее износа после наработки 2000 ч. Штриховые линии на рисунке показывают плоскость полюсов [50].

Скачать (300KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Экспериментальная модель Д-55 с изменяемым положением анода и магнитного экрана:1 – сердечник центральной катушки магнитной системы, 2 – анод-газораспределитель, 3 – корпус разрядной камеры, 4 – сменное кольцо для регулирования положения анода относительно разрядной камеры и магнитной системы, 5 – магнитный экран, 6 – теплостойкие вставки из немагнитного материала, 7, 8 – полюса магнитной системы, 9 – кольца для защиты полюсов из стойкого к распылению ионами немагнитного материала.

Скачать (167KB)
Метаданные
19. Рис.18. Скорость эрозии стенок разрядной камеры модели Д-55 при ее работе на ксеноне с разрядным напряжением 300 В при разных расстояниях l/l0 торцов анода от плоскости полюсов [53].

Скачать (53KB)
Метаданные
20. Рис.19. Картина износа стенок двигателя СПД-100 в процессе его ресурсных испытаний со схемой слабо изнашивающихся выходных частей стенок и точками излома профилей стенок после наработки 2000 ч .

Скачать (171KB)
Метаданные
21. Рис. 20. Схема «магнитного экранирования» стенок разрядной камеры, где φ – потенциал плазмы, Ud – разрядное напряжение, Е — напряженность электрического поля, E⏊ – нормальная к силовой линии составляющая напряженности электрического поля, В — магнитная индукция) [55].

Скачать (58KB)
Метаданные
22. Рис. 21. Картина силовых линий магнитного поля и распределение магнитной индукции вдоль срединной поверхности ускорительного канала в ЛМ-2) [7].

Скачать (308KB)
Метаданные
23. Рис. 22. Распределения магнитной индукции вдоль срединной поверхности УК при разных вариантах1, 2 и 3 зазоров между торцами магнитных экранов и полюсами.

Скачать (90KB)
Метаданные
24. Рис. 23. Распределения параметров плазмы в ЛМ-2 СПД при разных распределениях магнитной индукции вдоль срединной поверхности УК этой модели [7]: потенциалы «плавания» φ0 зонда и плазмы φpl (a); плотность Ji ионного тока на зонд (б).

Скачать (145KB)
Метаданные
25. Рис. 24. Распределения локальных параметров плазмы вдоль срединной поверхности УК в ЛМ-2 с наружным диаметром ускорительного канала около100 мм, работавшей на ксеноне при разрядном напряжении 700 В и массовом расходе 2.5 мг/с [38]: (1 –потенциал плазмы φ(z), 2 – напряженность электрического поля , 3 – плотность избыточного объемного заряда , 4 – радиальная компонента Br(z) магнитной индукции вдоль срединной поверхности УК, Ве – значение магнитной индукции на условной границе слоя со стороны анода).

Скачать (170KB)
Метаданные
26. Рис. 25. Относительные распределения магнитной индукции В/Bmax вдоль срединной поверхности УК и относительные распределения потенциала плазмы φ/Ud и температуры электронов  вдоль наружной части ускоренного потока ионов на постоянном расстоянии от оси двигателя Д-55 при различных разрядных напряжениях Ud (координата «0» по оси Z соответствует выходной плоскости УК) [53].

Скачать (83KB)
Метаданные
27. Рис. 26. Зависимость отношения значения Ве магнитной индукции в месте пресечения «граничной» магнитной силовой линией срединной поверхности УК к максимальному значению магнитной индукции Вmax на этой поверхности от плотности расхода ксенона через УК разных СПД второго поколения, работающих на разных режимах [63].

Скачать (88KB)
Метаданные
28. Рис. 27. Нормированная толщина ЗУ в зависимости от плотности расхода ксенона в УК различных СПД второго поколения на разных режимах их работы (пунктирные линии на данном рисунке показывают диапазон изменений экспериментальных данных, а сплошная линия соответствует зависимости (25) [64].

Скачать (96KB)
Метаданные
29. Рис. 28. Зависимость, удельного импульса лабораторной модели СПД-140 от расхода ксенона через УК при разрядном напряжении 300 В. Здесь удельный импульс тяги есть традиционный параметр двигателя, характеризующий эффективность ускорения частиц РВ в ракетных двигателях, рассчитываемый по направленной составляющей среднемассовой скорости V истечения названных частиц из двигателя, определяемый по измерениям реактивной тяги как , где g – ускорение свободного падения тел на Земле) [7].

Скачать (80KB)
Метаданные
30. Рис. 29. Возможный вариант схемы МСМЭ и картина силовых линий магнитного поля и распределения радиальной компоненты магнитной индукции вдоль срединной поверхности УК, возможные границы которого показаны штриховой линией:1 – магнитный экран, 2 – магнитная система, 3 – возможное положение ЗУ.

Скачать (182KB)
Метаданные
31. Рис. 30. Возможная схема смещения выходных торцов и их форма, а также картина магнитных силовых линий в выходной части рабочего канала.

Скачать (117KB)
Метаданные
32. Рис. 31. Фото варианта ЛМ СПД-70В с нержавеющей пластиной, прижимающей съемную часть внутренней стенки РК после 200-часовых ее эрозионных испытаний.

Скачать (153KB)
Метаданные
33. Рис. 32. Общий вид изготовленной ЕМ НТ-1000.

Скачать (123KB)
Метаданные
34. Рис. 33. Вид торцовой поверхности ЕМ НТ-1000 после 200-часовых эрозионных испытаний.

Скачать (268KB)
Метаданные
35. Рис. 34. Схема типового ХДМЭ и силовых линий магнитного поля в таком двигателе:1 – анод, 2 – наружный магнитный экран, 3 – элемент магнитной цепи, 4 – наружный магнитный полюс, 5 – внутренний магнитный экран, 6 – внутренний магнитный полюс, 7 – основа разрядной камеры, 8 – расширенная выходная часть разрядной камеры) [66].

Скачать (259KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024