Kaj je prva stvar, na katero pomislite, ko slišite besedno zvezo "raketni motorji"? Seveda skrivnostno vesolje, medplanetarni poleti, odkrivanje novih galaksij in mikavni sij oddaljenih zvezd. Nebo je ves čas privlačilo ljudi k sebi, medtem ko je ostajalo nerešena skrivnost, vendar je nastanek prve vesoljske rakete in njena izstrelitev človeštvu odprla nova obzorja raziskovanja.
Raketni motorji so v bistvu običajni reaktivni motorji z eno pomembno lastnostjo: ne uporabljajo atmosferskega kisika kot oksidanta goriva za ustvarjanje potiska reaktivca. Vse, kar je potrebno za njegovo delovanje, se nahaja neposredno v njegovem telesu ali v sistemih za oksidacijo in dovod goriva. Prav ta lastnost omogoča uporabo raketnih motorjev v vesolju.
Obstaja veliko vrst raketnih motorjev in vsi se med seboj izrazito razlikujejo ne le po konstrukcijskih značilnostih, ampak tudi po principu delovanja. Zato je treba vsako vrsto obravnavati ločeno.
Med glavnimi značilnostmi delovanja raketnih motorjev je posebna pozornost namenjena specifičnemu impulzu - razmerju med količino reaktivnega potiska in maso porabljene delovne tekočine na enoto časa. Specifična vrednost impulza predstavlja učinkovitost in ekonomičnost motorja.
Kemični raketni motorji (CRE)
Ta vrsta motorja je trenutno edina, ki se pogosto uporablja za izstrelitev vesoljskih plovil v vesolje, poleg tega pa je našel uporabo v vojaški industriji. Kemični motorji se glede na agregatno stanje raketnega goriva delijo na trda in tekoča goriva.
Zgodovina ustvarjanja
Prvi raketni motorji so bili na trdo gorivo in so se pojavili pred nekaj stoletji na Kitajskem. Takrat z vesoljem niso imeli veliko opraviti, a z njihovo pomočjo je bilo mogoče izstreljevati vojaške rakete. Uporabljeno gorivo je bil smodnik, ki je bil po sestavi podoben smodniku, spremenjen je bil le odstotek njegovih komponent. Kot rezultat, med oksidacijo prah ni eksplodiral, ampak je postopoma zgorel, sproščal toploto in ustvarjal potisk curka. Takšne motorje so z različnim uspehom izpopolnjevali, izpopolnjevali in izboljševali, vendar je njihov specifični impulz še vedno ostal majhen, torej je bila zasnova neučinkovita in neekonomična. Kmalu so se pojavile nove vrste trdnega goriva, ki so omogočale večji specifični impulz in večji potisk. Na njegovem ustvarjanju so v prvi polovici dvajsetega stoletja delali znanstveniki iz ZSSR, ZDA in Evrope. Že v drugi polovici 40. let je bil razvit prototip sodobnega goriva, ki se uporablja še danes.
Raketni motor RD-170 deluje na tekoče gorivo in oksidant.
Raketni motorji na tekoče-kapljevitost so izum K.E. Tsiolkovsky, ki jih je leta 1903 predlagal kot pogonsko enoto za vesoljsko raketo. V dvajsetih letih so se dela na ustvarjanju raketnih motorjev na tekoče tekočino začela izvajati v ZDA, v tridesetih letih pa v ZSSR. Že do začetka druge svetovne vojne so bili ustvarjeni prvi poskusni vzorci, po njenem koncu pa so začeli množično izdelovati raketne motorje na tekoče gorivo. Uporabljali so jih v vojaški industriji za opremljanje balističnih raket. Leta 1957 je bil prvič v zgodovini človeštva izstreljen sovjetski umetni satelit. Za izstrelitev je bila uporabljena raketa, opremljena z ruskimi železnicami.
Zasnova in princip delovanja kemičnih raketnih motorjev
Motor na trdo gorivo vsebuje v svojem ohišju gorivo in oksidant v trdnem agregatnem stanju, posoda z gorivom pa je tudi zgorevalna komora. Gorivo je običajno oblikovano kot palica z osrednjo luknjo. Med procesom oksidacije začne palica goreti od središča proti obodu, plini, ki nastanejo pri zgorevanju, pa izstopajo skozi šobo in tvorijo vlek. To je najpreprostejša zasnova vseh raketnih motorjev.
Pri raketnih motorjih na tekoče gorivo sta gorivo in oksidant v tekočem agregatnem stanju v dveh ločenih rezervoarjih. Skozi dovodne kanale vstopijo v zgorevalno komoro, kjer se mešajo in pride do procesa zgorevanja. Produkti zgorevanja izstopajo skozi šobo in tvorijo prepih. Kot oksidant se običajno uporablja tekoči kisik, gorivo pa je lahko različno: kerozin, tekoči vodik itd.
Prednosti in slabosti kemičnih RD, njihov obseg uporabe
Prednosti raketnih motorjev na trda goriva so:
- enostavnost oblikovanja;
- primerjalna varnost z vidika ekologije;
- nizka cena;
- zanesljivost.
Slabosti raketnih motorjev na trdo gorivo:
- omejitev časa delovanja: gorivo zelo hitro zgori;
- nezmožnost ponovnega zagona motorja, njegove zaustavitve in regulacije vleke;
- nizka specifična teža v območju 2000-3000 m/s.
Če analiziramo prednosti in slabosti raketnih motorjev na trdo gorivo, lahko sklepamo, da je njihova uporaba upravičena le v primerih, ko je potrebna pogonska enota srednje moči, dokaj poceni in enostavna za izvedbo. Področje njihove uporabe so balistične, meteorološke rakete, MANPADS, pa tudi bočni ojačevalci vesoljskih raket (z njimi so opremljene ameriške rakete; niso bile uporabljene v sovjetskih in ruskih raketah).
Prednosti tekočih RD:
- visok specifični impulz (približno 4500 m/s in več);
- sposobnost uravnavanja vleke, zaustavitve in ponovnega zagona motorja;
- manjša teža in kompaktnost, kar omogoča izstrelitev tudi velikih večtonskih tovorov v orbito.
Slabosti raketnih motorjev:
- zapleteno načrtovanje in zagon;
- V razmerah breztežnosti se lahko tekočine v rezervoarjih gibljejo kaotično. Za njihovo odlaganje je potrebna uporaba dodatnih virov energije.
Področje uporabe motorjev na tekoča goriva je predvsem v astronavtiki, saj so ti motorji za vojaške namene predragi.
Kljub temu, da so zaenkrat kemični raketni motorji edini sposobni izstreliti rakete v vesolje, je njihova nadaljnja izboljšava praktično nemogoča. Znanstveniki in oblikovalci so prepričani, da je meja njihovih zmogljivosti že dosežena in da bi dobili močnejše enote z visokim specifičnim impulzom, so potrebni drugi viri energije.
Jedrski raketni motorji (NRE)
Ta vrsta raketnega motorja, za razliko od kemičnih, ne proizvaja energije s sežiganjem goriva, temveč zaradi segrevanja delovne tekočine z energijo jedrskih reakcij. Jedrski raketni motorji so izotopski, termonuklearni in jedrski.
Zgodovina ustvarjanja
Zasnova in princip delovanja jedrskega pogonskega motorja sta bila razvita že v 50. letih prejšnjega stoletja. Že v 70. letih so bili v ZSSR in ZDA pripravljeni poskusni vzorci, ki so bili uspešno testirani. Sovjetski trdnofazni motor RD-0410 s potiskom 3,6 tone je bil preizkušen na klopi, ameriški reaktor NERVA pa naj bi namestili na raketo Saturn V, preden so sponzorirali lunarni program. Hkrati je potekalo delo na ustvarjanju plinskih jedrskih pogonskih motorjev. Trenutno potekajo znanstveni programi za razvoj jedrskih raketnih motorjev, na vesoljskih postajah pa se izvajajo poskusi.
Tako že obstajajo delujoči modeli jedrskih raketnih motorjev, vendar doslej še noben ni bil uporabljen zunaj laboratorijev ali znanstvenih baz. Potencial takšnih motorjev je precej velik, vendar je tudi tveganje, povezano z njihovo uporabo, precejšnje, zato za zdaj obstajajo le v projektih.
Naprava in princip delovanja
Jedrski raketni motorji so glede na agregatno stanje jedrskega goriva plinski, tekoče in trdnofazni. Gorivo v jedrskih pogonskih motorjih na trdno fazo so gorivne palice, enako kot v jedrskih reaktorjih. Nahajajo se v ohišju motorja in med razpadom cepljivega materiala sproščajo toplotno energijo. Delovna tekočina - vodikov plin ali amoniak - v stiku z gorivnim elementom absorbira energijo in se segreje, povečuje prostornino in se stisne, nato pa izstopi skozi šobo pod visokim pritiskom.
Načelo delovanja tekočefaznega jedrskega pogonskega motorja in njegova zasnova sta podobni trdnofaznim, le gorivo je v tekočem stanju, kar omogoča povečanje temperature in s tem potiska.
Jedrski pogonski motorji na plinsko fazo delujejo na gorivo v plinastem stanju. Običajno uporabljajo uran. Plinasto gorivo se lahko zadrži v ohišju z električnim poljem ali pa se nahaja v zaprti prozorni bučki - jedrski svetilki. V prvem primeru pride do stika delovne tekočine z gorivom, pa tudi do delnega puščanja slednjega, zato mora imeti motor poleg večine goriva rezervo za občasno dopolnjevanje. Pri jedrski sijalki ni puščanja, gorivo pa je popolnoma izolirano od toka delovne tekočine.
Prednosti in slabosti jedrskih motorjev
Jedrski raketni motorji imajo veliko prednost pred kemičnimi - to je visok specifični impulz. Za modele s trdno fazo je njegova vrednost 8000-9000 m / s, za modele s tekočo fazo - 14.000 m / s, za plinsko fazo - 30.000 m / s. Hkrati njihova uporaba pomeni onesnaženje ozračja z radioaktivnimi emisijami. Zdaj poteka delo za ustvarjanje varnega, okolju prijaznega in učinkovitega jedrskega motorja, glavni "kandidat" za to vlogo pa je jedrski motor s plinsko fazo z jedrsko svetilko, kjer je radioaktivna snov v zaprti bučki in ne pride ven s curkom plamena.
Električni raketni motorji (ERM)
Drug potencialni tekmec kemičnim propelerjem je električni propeler, ki deluje na električno energijo. Električni pogon je lahko elektrotermični, elektrostatični, elektromagnetni ali impulzni.
Zgodovina ustvarjanja
Prvi električni pogonski motor je v tridesetih letih 20. stoletja zasnoval sovjetski konstruktor V.P. Gluško, čeprav se je ideja o ustvarjanju takšnega motorja pojavila v začetku dvajsetega stoletja. V 60. letih so znanstveniki iz ZSSR in ZDA aktivno delali na ustvarjanju električnih pogonskih motorjev, že v 70. letih pa so se prvi vzorci začeli uporabljati v vesoljskih plovilih kot krmilni motorji.
Zasnova in princip delovanja
Električni raketni pogonski sistem sestavljajo sam električni pogonski motor, katerega zgradba je odvisna od njegovega tipa, sistemi za dovod delovne tekočine, krmiljenje in napajanje. Elektrotermični RD segreva tok delovne tekočine zaradi toplote, ki jo ustvari grelni element ali v električnem obloku. Uporabljena delovna tekočina je helij, amoniak, hidrazin, dušik in drugi inertni plini, manj pogosto vodik.
Elektrostatične RD delimo na koloidne, ionske in plazemske. V njih se zaradi električnega polja pospešujejo nabiti delci delovne tekočine. V koloidnih ali ionskih RD je ionizacija plina zagotovljena z ionizatorjem, visokofrekvenčnim električnim poljem ali komoro za praznjenje plina. V plazemskih RD delovna tekočina - inertni plin ksenon - prehaja skozi obročasto anodo in vstopi v komoro za praznjenje plina s katodnim kompenzatorjem. Pri visoki napetosti med anodo in katodo preskoči iskra, ki ionizira plin, kar povzroči plazmo. Pozitivno nabiti ioni izstopajo skozi šobo z visoko hitrostjo, pridobljeno zaradi pospeška z električnim poljem, elektrone pa odstrani navzven s katodo kompenzatorja.
Elektromagnetni potisniki imajo lastno magnetno polje - zunanje ali notranje, ki pospešuje nabite delce delovne tekočine.
Impulzni potisniki delujejo tako, da izhlapevajo trdno gorivo pod vplivom električnih razelektritev.
Prednosti in slabosti električnih pogonskih motorjev, področje uporabe
Med prednostmi ERD:
- visok specifični impulz, katerega zgornja meja je praktično neomejena;
- nizka poraba goriva (delovna tekočina).
Napake:
- visoka poraba električne energije;
- zapletenost oblikovanja;
- rahlo vleko.
Danes je uporaba električnih pogonskih motorjev omejena na njihovo namestitev na vesoljske satelite, kot vir električne energije zanje pa se uporabljajo sončne baterije. Hkrati lahko prav ti motorji postanejo elektrarne, ki bodo omogočile raziskovanje vesolja, zato delo na ustvarjanju novih modelov le-teh aktivno poteka v mnogih državah. Prav te elektrarne so pisci znanstvene fantastike največkrat omenjali v svojih delih, posvečenih osvajanju vesolja, najdemo pa jih tudi v znanstvenofantastičnih filmih. Za zdaj je električni pogon upanje, da bodo ljudje še lahko potovali do zvezd.
ELEKTRIČNI RAKETNI MOTORJI(pogonski elektromotorji, pogonski elektromotorji) - prostor. reaktivni motorji, pri katerih usmerjeno gibanje curka nastane zaradi električne energije. energija. Električni pogonski sistem (EPS) obsega sam električni pogonski sistem, sistem za dovajanje in shranjevanje delovne snovi ter sistem za pretvarjanje električne energije. parametre vira električne energije na nazivne vrednosti za pogonski elektromotor in krmili delovanje pogonskega elektromotorja. Električni pogonski motorji so motorji z nizkim potiskom, ki delujejo dolgo časa. čas (leta) na krovu vesoljskega plovila. letala (SC) v pogojih breztežnosti ali zelo nizke gravitacije. polja. S pomočjo električnega pogona je mogoče parametre poti leta vesoljskega plovila in njegovo orientacijo v prostoru vzdrževati z visoko stopnjo natančnosti ali spreminjati v danem območju. Z el-magn. ali el-statični. med pospeševanjem je izpušna hitrost curka v električnem pogonskem motorju bistveno večja kot pri raketnih motorjih na tekoče ali trdo gorivo; to poveča nosilnost vesoljskega plovila. Vendar pa električni pogonski motorji potrebujejo vir električne energije, medtem ko so pri klasičnih raketnih motorjih nosilec energije komponente goriva (gorivo in oksidant). Družina ERD vključuje plazemski motorji(PD), el-kem. motorji (ECM) in ionski motorji (ID).
Elektrokemični motorji. V ECD se električna energija uporablja za ogrevanje in kemikalije. razpad delovne snovi. EHD motorje delimo na električne (END), termokatalitske (TCD) in hibridne (HD) motorje. V END se delovna snov (vodik, amoniak) segreje z električnim grelcem in nato teče z nadzvočno hitrostjo skozi šobo (slika 1). V TCD se z elektriko segreje katalizator (na temperaturo ~500 o C), ki kemično razgradi delovno snov (amoniak, hidrazin); potem produkti razgradnje iztečejo skozi šobo. V plinski turbini se delovna snov najprej razgradi, nato pa se produkti razgradnje segrejejo in iztečejo. Oblikovanje ECD in uporabljene strukture. materiali so zasnovani za preklop na krovu vesoljskega plovila 7-10 let s številom izstrelitev do 10 5, trajanjem neprekinjenega delovanja ~ 10-100 ur in odstopanjem potiska od nazivne vrednosti največ kot 5-10%. Raven porabe električne energije moč - desetine W, območje potiska - 0,01 -10 N. ECM imajo zelo nizko energijo za električne pogonske motorje. cena potiska ~3 kW/N, velika hitrost curka (3 km/s) zaradi nizke molekulske mase delovne snovi in njenih razpadnih produktov. Plinski motor s hidrazinom s potiskom 0,44 H je uspešno deloval na komunikacijskem satelitu Intel-sat-5; amoniakov END s potiskom 0,15 N je del standardnega električnega pogonskega sistema satelitov serije Meteor, ki popravlja orbito in orientacijo satelita.
riž. 1. Krog električnega grelnega motorja: 1 - porozen električni grelec; 2-toplotni ščit; 3 - ohišje; 4- šoba.
Ionski motorji. Vpisal ga bom v ID. ioni delovne snovi se pospešijo v električno statiko. polje. ID (slika 2) je sestavljen iz ionskega emitorja 4, pospeševalne elektrode 5 z luknjami (režami), skozi katere prehajajo pospešeni ioni, in zunanje elektrode. elektroda 6 (zaslon), v vlogi katere se običajno uporablja ID ohišje. Pospeševalna elektroda je v negativu. potencial (~10 3 -10 4 V) glede na emitor. Električni tok in prostori. električni Curek curka mora biti enak nič, zato se nastajajoči ionski žarek nevtralizira z elektroni, ki jih oddaja nevtralizator 7. Ext. elektroda ima negativni potencial glede na emitor in pozitiven glede na pospeševalno elektrodo; pozitivno Potencialni premik je izbran tako, da so relativno nizkoenergijski elektroni iz nevtralizatorja električno blokirani. polje in ni padel v pospeševalno režo med emitorjem in pospeševalno elektrodo. Energijo pospešenih ionov določa potencialna razlika med emitorjem in zunanjim. elektroda. Razpoložljivost je pozitivna. prostori. naboj v pospeševalni reži omejuje ionski tok iz emitorja. Osnovno ID parametri: hitrost izpušnih plinov, vlečna učinkovitost, energija. cena potiska (W/N), energija. cena iona (eV/ion) - količina energije, porabljena za nastanek iona. Stopnja delovne snovi v ID naj bo čim višja (>0,90,95).
riž. 2. Diagram ionskega motorja z volumetrično ionizacijo načrti G. Kaufmana: 1 - katoda v komori s praznjenjem plinary; 2- anoda; 3 - magnetna tuljava; 4-oddaja elektroda; 5 - pospeševalna elektroda; 6 - zunanja elektroda; 7 - nevtralizator.
Glede na vrsto sevalnika delimo ID na površinske ionizacijske motorje (SSI), koloidne motorje (CD) in volumske ionizacijske motorje (VID). Pri IDPI pride do ionizacije, ko hlapi delovne snovi prehajajo skozi porozni oddajnik; delovna snov mora biti manjša od delovne funkcije emitorskega materiala. Običajno se izbere par cezij (delovna snov) - volfram (emiter). Oddajnik se segreje na temperaturo 1500 o K, da se prepreči kondenzacija delovne snovi. V CD (obstajajo le laboratorijski prototipi) se delovna snov (20% raztopina kalijevega jodida v glicerolu) razprši skozi kapilare v obliki pozitivno nabitih mikrokapljic v pospeševalno režo; električni naboj mikrokapljic nastane pri izločanju tokov iz kapilar v močnem električnem toku. polje in njihov kasnejši razpad v kapljice. Vir ionov v IDP je plinsko razelektritvena komora (GDC), v kateri se atomi delovne snovi (kovinske pare, inertni plini) ionizirajo z udarom elektronov v nizkotlačni plinski razelektritvi [razelektritev med elektrodama 1 in 2 ( Slika 2) ali mikrovalovna razelektritev brez elektrod]; ioni iz GRK se vlečejo v pospeševalno režo skozi luknjice oddajne elektrode-stene GRK, ki skupaj s pospeševalno elektrodo tvori ionsko optič. sistem (IOS) za pospeševanje in fokusiranje ionov. Stene GRK, razen oddajne elektrode, so magnetno izolirane od plazme. IDOI - maks. razvit z inženiringom in fizično Z vidika ID-jev je njihova vlečna učinkovitost ~70 %, življenjska doba, potrjena s zemeljskimi testi, se poveča na 2 10 4 ur. Življenjska doba ID-jev je omejena z erozijo pospeševalne elektrode zaradi njenega katodnega razprševanja s sekundarni ioni, ki so posledica ponovnega polnjenja hitrih pospešenih ionov na počasnih nevtralnih atomih delovne snovi. Energija cene potiska in ionov v ID (z izjemo CD) so zelo pomembne (2·10 4 W/H, 250 eV/ion). Zaradi tega se potisniki še ne uporabljajo v vesolju kot delujoči električni pogonski motorji (ECD, PD), čeprav so bili večkrat preizkušeni na krovu vesoljskih plovil. Naib. pomemben test po programu SERT-2 (1970, ZDA); Električni pogonski sistem je vključeval dva IDP, ki jih je zasnoval G. Kaufman (delovna tekočina - živo srebro, poraba energije 860 W, izkoristek 68 %, potisk 0,03 H), ki sta brez odpovedi neprekinjeno delovala 3800 ur oziroma 2011 ur in ponovno začela delovati po dolgo obdobje. odmor.
PD po shemi plazemskih pospeševalnikov z zaprtim odnašanjem elektronov in razširjenim območjem pospeševanja se sistematično uporablja na vesoljskih plovilih, zlasti na geostacionarnih komunikacijskih satelitih.
Lit.: Gilzin K. A., Električne medplanetarne ladje, 2. izdaja, M., 1970; Morozov A.I., Shubin A.P., Vesoljski električni pogonski motorji, M., 1975; Grishin S. D., Leskov L. V., Kozlov N. P., Električni raketni motorji, M., 1975.
Izum se nanaša na električne reaktivne motorje. Izum je končni motor na trdni delovni tekočini, sestavljen iz anode, katode in med njimi nameščenega bloka delovne tekočine. Blok je izdelan iz materiala z visoko dielektrično konstanto, kot je barijev titanat, na eni strani sta nameščeni anoda in katoda, na drugi strani pa je pritrjen prevodnik. Dato je lahko v obliki diska s katodo in anodo, nameščenima soosno ali diametralno nasprotno. Izum omogoča ustvarjanje impulznega električnega reaktivnega motorja preproste konstrukcije z visokimi specifičnimi parametri. 4 plačo f-ly, 2 ilustr.
Izum se nanaša na področje elektroreaktivnih motorjev (EPM) impulznega delovanja na delovno tekočino v trdni fazi. Znani so impulzni plazemski motorji s plinastim sistemom dovoda delovne tekočine (na primer ksenon, argon, vodik) in erozijski impulzni motorji s trdno fazno delovno tekočino politetrafluoroetilen (PTFE). Glavna pomanjkljivost prvega tipa motorja je zapleten sistem impulznega, strogo odmerjenega dovajanja delovne tekočine zaradi težav pri sinhronizaciji z impulzi izpustne napetosti in posledično nizke stopnje izkoriščenosti delovne tekočine. V drugem primeru (erozivni tip, delovna tekočina - PTFE) imajo specifični parametri nizke vrednosti, maksimalni izkoristek ne presega 15% zaradi prevladujočega toplotnega mehanizma proizvajanja in pospeševanja električne razelektritvene plazme. Naprednejši tip motorja tega razreda je električni impulzni plazemski reaktivni motor s končnim impulzom na trdni delovni tekočini (vključno s PTFE) s prevladujočo elektronsko-detonacijsko vrsto razpada (eksplozivno vbrizgavanje elektronov s površine delovne tekočine proti anoda). Ta tip motorja omogoča pridobitev višjih specifičnih parametrov z uporabo PTFE delovne tekočine zaradi znatnega zmanjšanja obločne faze razelektritve vira plazme. Prisotnost obločne stopnje razelektritve vodi tudi do pojava nestabilnosti v procesu ustvarjanja plazme na površini delovne tekočine, kot so plazemski snopi s tvorbo kanalov s povečano prevodnostjo na površini delovne tekočine in kot posledica, do kratkega stika medelektrodne reže vzdolž omenjenih kanalov. V literaturi so opisani rezultati študij o nepopolni vrsti preboja na površini dielektrika pri tokovih, ki se realizirajo v trenutku polnjenja kondenzatorja, ki vsebuje dielektrik z visoko dielektrično konstanto. Na podlagi te vrste razgradnje je bil ustvarjen učinkovit vir pulznih delcev (ionov ali elektronov). Vendar pa se pri ocenjevanju možnosti uporabe kot dela impulznega električnega pogonskega motorja na osnovi ionske komponente s preklopno frekvenco od deset do sto hercev pojavijo težave z razelektritvijo (depolarizacijo) dielektrika, ki se uporablja kot delovna tekočina, kot tudi težave z vzdržljivostjo mrežne elektrode, ki deluje kot ekstraktor delcev, in težave z nevtralizacijo ionov. Namen predlaganega izuma je ustvariti impulzni električni pogonski motor, ki je preprost po zasnovi s frekvenco preklopa do 100 hertzov ali več, da bi dosegli nizek potisk na eno samo praznjenje generatorja, vendar z visokimi specifičnimi parametri. Želeno stopnjo vlečnega drugega impulza zagotovimo s prilagajanjem preklopne frekvence. Ta cilj je dosežen z dejstvom, da je v končnem impulznem električnem reluktantnem motorju na trdni delovni tekočini, sestavljeni iz anode, katode in med njima nameščenega bloka delovne tekočine, predlagano, da je blok delovne tekočine sestavljen iz dielektrik z visoko dielektrično konstanto in nameščen na eni strani bloka anode in katode, in namestite ali nanesite prevodnik na drugo stran kontrolorja. Prednostni material za blok delovne tekočine je barijev titanat, najbolj konstruktivna oblika pa je oblika diska. Anoda in katoda sta lahko nameščeni soosno ali diametralno nasprotno. Predlagana rešitev je prikazana z risbami. Slika 1 prikazuje varianto impulznega električnega pogonskega motorja s soosno nameščeno anodo in katodo; Na sliki 2 je prikazana varianta z diametralno nasprotno nameščeno anodo in katodo. Predlagani motor je sestavljen iz anode, katode in bloka delovne tekočine iz dielektrika z visoko dielektrično konstanto, na primer barijevega titanata s 1000. Tak blok ima lahko obliko diska, na eni strani katerega je vodnik 2. nanese se v obliki tanke plasti, na primer z brizganjem ali v obliki kovinske plošče, tesno pritisnjene na površino dielektrika. Na drugi strani kontrolnika sta anoda 3 in katoda 4, ki se nahajata bodisi koaksialno (slika 1) bodisi diametralno nasprotno (slika 2). V takšni napravi, ko se na anodo in katodo napaja napetost, pride do medelektrodnega prekrivanja dielektrika vzdolž površine dielektrika in se začne od obeh elektrod kot posledica polnjenja dveh zaporedno povezanih kondenzatorjev, ki jih tvorita "anoda - dielektrik - prevodnik" in sistem "prevodnik - dielektrik - katoda". Posledično imamo nad površino dielektrika dve plazemski gorilnici (anodo in katodo), ki se premikata drug proti drugemu, medtem ko bo imel prevodnik 2 (prevodna plošča) naprave lebdeči potencial zaradi narave toka premikovni tokovi skozi dielektrik. V trenutku združitve anodnih in katodnih gorilnikov se nevtralizira presežek pozitivnega naboja ionov, katerega mehanizem nastajanja je posledica razpada anodne bakle z elektronsko detonacijo. Plazma, ki nastane po fuziji dveh bakel, pridobi dodaten pospešek v načinu praznjenja (depolarizacije) in sproščanja energije, shranjene v takem kondenzatorju, podobno kot pri linearnem pospeševalniku. Za uresničitev učinka dodatnega pospeška se višina elektrod (anode in katode) vzdolž toka plazme oblikuje na podlagi realnega časa, ki je potreben za praznjenje kapacitivnosti zasnove električnega pogonskega motorja. Ta zasnova naprave in njen način delovanja omogočata ustvarjanje impulznega električnega pogonskega motorja z visokimi vrednostmi parametrov in visoko preklopno frekvenco (prototipni model določenega tipa električnega pogonskega motorja na osnovi modificiranega standardnega visokonapetostnega ( manj kot 10 kV) kondenzatorji tipa KVI-3 delujejo na NIIMASH s preklopno frekvenco do 50 Hz) . Za delovanje takšnega električnega pogonskega motorja je potreben generator visokonapetostnih impulzov nanosekundnega trajanja. Trajanje impulzov, ki se dovajajo elektrodam, je določeno s časom polnjenja kapacitivnosti zasnove električnega pogonskega motorja. Za odpravo nestabilnosti, kot so snopi plazme, trajanje visokonapetostnega impulza iz generatorja ne sme presegati trajanja polnjenja kapacitivnosti zasnove električnega pogonskega motorja. Največja preklopna frekvenca električnega pogonskega motorja je določena s časom, ki je potreben za celoten cikel polnjenja in praznjenja zmogljivosti zasnove električnega pogonskega motorja. Dimenzije katodnih in anodnih plazemskih gorilnikov, ki se gibljejo drug proti drugemu, so določene s stopnjo dielektričnega prekrivanja, ki je odvisna od amplitude napetosti, vrednosti kapacitivnosti strukture in časa zakasnitve začetka procesa generiranja plazemskega bakla. . Ta zakasnitveni čas pa je odvisen od geometrijskih parametrov anodno-dielektrične, katodno-dielektrične cone, vrste dielektrika in površine prevodnika. Ta električni pogonski motor deluje na naslednji način. Ko se na anodo 3 in katodo 4 dovede visokonapetostni impulz s trajanjem, ki ustreza času polnjenja kapacitivnosti zasnove električnega pogonskega motorja, se ustvarita dve plazemski bakli, ki se premikata drug proti drugemu (anoda iz anode in katode od katode). Anodna bakla ima presežek pozitivnega naboja ionov delovne tekočine (v primerjavi s takšnim dielektrikom, kot je keramika barijev titanat, so to predvsem barijevi ioni kot najlažje ioniziran element). Plazma katodnega oblaka je posledica generiranja elektronov iz katode in njihovega bombardiranja dielektrične površine. V trenutku srečanja katodni gorilnik nevtralizira anodni in plazemski snop se pospeši kot linearni pospeševalnik v fazi praznjenja zmogljivosti električne pogonske zasnove skozi plazmo. Treba je opozoriti, da območja medplamenskih razpadov, ki nastanejo, ko se plamenske bakle približajo drug drugemu, niso strogo lokalizirane, to pomeni, da niso "vezane" na določena mesta na površini dielektrika med proizvodnjo velikega števila stročnic. Določen način delovanja takšnega električnega pogonskega motorja bo prispeval k doseganju visokih vrednosti učinkovitosti in stopenj iztoka plazme. Bistvena značilnost predlaganega električnega pogonskega motorja je impulzno-frekvenčni način delovanja (s frekvenco do 100 Hz ali več) z možnostjo skoraj takojšnjega pridobivanja in popuščanja potiska. Zahvaljujoč tej lastnosti in ob upoštevanju električne energije, ki je dejansko na voljo na krovu vesoljskega plovila (SC), se lahko razširi območje učinkovite uporabe pogonskega sistema (PS), ki temelji na predlaganem impulznem električnem pogonskem sistemu, in sicer:
Vzdrževanje geostacionarnih vesoljskih plovil v smeri sever-jug, vzhod-zahod;
Kompenzacija aerodinamičnega upora vesoljskih plovil;
Spreminjanje orbit in premikanje izrabljenih ali okvarjenih vesoljskih plovil na določeno območje. Viri informacij
1. Grishin S.D., Leskov L.V., Kozlov N.P. Električni raketni motorji. - M.: Strojništvo, 1975, str. 198-223. 2. Favorsky O.N., Fishgoit V.V., Yantovsky E.I. Osnove teorije vesoljskih električnih pogonskih sistemov. - M.: Strojništvo, Višja šola, 1978, str. 170-173. 3. L. Caveney (prevod iz angleščine uredil A.S. Koroteev). Vesoljski motorji - stanje in perspektive. - M., 1988, str. 186-193. 4. Patent za izum 2146776 z dne 14. maja 1998. Končni impulzni plazemski reaktivni motor na trdni delovni tekočini. 5. Vershinin Yu.N. Elektronsko-termični in detonacijski procesi pri električnem preboju trdnih dielektrikov. Uralska podružnica Ruske akademije znanosti, Ekaterinburg, 2000. 6. Bugaev S.P., Mesyats G.A. Emisija elektronov iz plazme nepopolne razelektritve skozi dielektrik v vakuumu. DAN ZSSR, 1971, letnik 196, 2. 7. Mesyats G.A. Actons. 1. del-Uralska podružnica Ruske akademije znanosti, 1993, str. 68-73, 3. del, str. 53-56. 8. Bugaev S.P., Kovalchuk B.M., Mesyats G.A. Plazemski impulzni vir nabitih delcev. Avtorski certifikat 248091.
ZAHTEVEK
1. Končni impulzni električni reluktančni motor na trdno delovno tekočino, sestavljen iz anode, katode in bloka delovne tekočine, izdelanega iz dielektrika z visoko dielektrično konstanto in nameščenega med njima, označen s tem, da sta katoda in anoda ki se nahajajo na eni strani bloka in so odstranjeni drug od drugega, na drugo stran pa se nanese vodnik. 2. Impulzni električni reaktivni motor po zahtevku 1, označen s tem, da je blok delovne tekočine izdelan iz barijevega titanata. 3. Impulzni električni reaktivni motor po zahtevku 1, označen s tem, da ima blok delovne tekočine obliko diska. 4. Impulzni električni reluktacijski motor po zahtevku 3, označen s tem, da sta katoda in anoda nameščeni koaksialno. 5. Impulzni električni reluktacijski motor po zahtevku 3, označen s tem, da sta katoda in anoda nameščeni diametralno nasprotno.V tem primeru sta opredeljena dva kazalnika, ki odražata stroške polne moči pri servisiranju potrošnika. Ti indikatorji se imenujejo aktivna in jalova energija. Skupna moč je vsota teh dveh kazalnikov. O tem, kaj je aktivna in reaktivna električna energija in kako preveriti znesek obračunanih plačil, bomo poskušali govoriti v tem članku.
Polna moč
Po ustaljeni praksi odjemalci ne plačujejo uporabne moči, ki se neposredno porabi v gospodinjstvu, temveč polno moč, ki jo dobavi dobavitelj. Ti kazalniki se razlikujejo po merskih enotah - skupna moč se meri v volt-amperih (VA), uporabna moč pa v kilovatih. Aktivno in jalovo električno energijo uporabljajo vse električne naprave, ki se napajajo iz omrežja.
Aktivna elektrika
Aktivna komponenta skupne moči opravlja koristno delo in se pretvori v tiste vrste energije, ki jih potrošnik potrebuje. Pri nekaterih gospodinjskih in industrijskih električnih napravah aktivna in navidezna moč v izračunih sovpadata. Med takimi napravami so električni štedilniki, žarnice z žarilno nitko, električne pečice, grelniki, likalniki itd.
Če je v potnem listu navedena aktivna moč 1 kW, bo skupna moč takšne naprave 1 kVA.
Koncept jalove elektrike
To je značilno za vezja, ki vsebujejo reaktivne elemente. Jalova električna energija je tisti del celotne vhodne moči, ki ni porabljen za koristno delo.
V enosmernih tokokrogih ni koncepta reaktivne moči. V tokokrogih se reaktivna komponenta pojavi le, če je prisotna induktivna ali kapacitivna obremenitev. V tem primeru pride do neusklajenosti med fazo toka in fazo napetosti. Ta fazni zamik med napetostjo in tokom je označen s simbolom "φ".
Pri induktivni obremenitvi opazimo fazni zamik v vezju, pri kapacitivni obremenitvi pa faza napreduje. Zato do porabnika pride le del celotne moči, glavne izgube pa nastanejo zaradi neuporabnega segrevanja naprav in instrumentov med delovanjem.
Izgube moči nastanejo zaradi prisotnosti induktivnih tuljav in kondenzatorjev v električnih napravah. Zaradi njih se električna energija nekaj časa kopiči v tokokrogu. Po tem se shranjena energija vrne nazaj v vezje. Naprave, ki vsebujejo reaktivno komponento električne energije, vključujejo prenosna električna orodja, elektromotorje in različne gospodinjske aparate. Ta vrednost se izračuna ob upoštevanju posebnega faktorja moči, ki je označen kot cos φ.
Izračun jalove moči
Faktor moči se giblje od 0,5 do 0,9; Natančno vrednost tega parametra najdete v podatkovnem listu električne naprave. Navidezno moč je treba določiti kot delovno moč, deljeno s faktorjem.
Na primer, če je v potnem listu električnega vrtalnika navedena moč 600 W in vrednost 0,6, bo skupna moč, ki jo porabi naprava, enaka 600/06, to je 1000 VA. Če ni potnih listov za izračun skupne moči naprave, se lahko koeficient vzame enak 0,7.
Ker je ena od glavnih nalog obstoječih sistemov oskrbe z električno energijo dobava uporabne moči končnemu uporabniku, se izgube jalove moči štejejo za negativen dejavnik, povečanje tega kazalnika pa postavlja pod vprašaj učinkovitost električnega tokokroga kot celote. Ravnovesje aktivne in jalove moči v vezju si lahko vizualiziramo v obliki te smešne slike:
Vrednost koeficienta ob upoštevanju izgub
Višja kot je vrednost faktorja moči, manjše bodo izgube delovne električne energije – kar pomeni, da bo porabljena električna energija končnega porabnika stala nekoliko manj. Da bi povečali vrednost tega koeficienta, se v elektrotehniki uporabljajo različne tehnike za kompenzacijo neciljnih izgub električne energije. Kompenzacijske naprave so vodilni generatorji toka, ki izravnajo fazni kot med tokom in napetostjo. Za isti namen se včasih uporabljajo kondenzatorske banke. Povezani so vzporedno z delovnim vezjem in se uporabljajo kot sinhronski kompenzatorji.
Izračun stroškov električne energije za zasebne stranke
Za individualno rabo se delovna in jalova elektrika na računih ne ločita - na lestvici odjema je delež jalove energije majhen. Zato zasebni odjemalci s porabo do 63 A plačujejo en račun, v katerem se vsa porabljena električna energija šteje kot aktivna. Dodatne izgube v tokokrogu za jalovo elektriko se ne razporejajo posebej in se ne plačujejo.
Merjenje jalove električne energije za podjetja
Druga stvar so podjetja in organizacije. V proizvodnih obratih in industrijskih delavnicah je nameščenih ogromno električne opreme, celotna dobavljena električna energija pa vsebuje pomemben delež jalove energije, ki je potrebna za delovanje napajalnikov in elektromotorjev. Aktivna in jalova električna energija, dobavljena podjetjem in organizacijam, zahteva jasno ločitev in drugačen način plačila zanjo. V tem primeru je podlaga za urejanje odnosov med podjetjem za oskrbo z električno energijo in končnim odjemalcem tipska pogodba. V skladu s pravili, določenimi v tem dokumentu, potrebujejo organizacije, ki porabijo električno energijo nad 63 A, posebno napravo, ki zagotavlja odčitke jalove energije za obračun in plačilo.
Omrežno podjetje namesti števec jalove električne energije in zaračuna po njegovih odčitkih.
Faktor jalove energije
Kot smo že omenili, sta delovna in jalova električna energija na računih označeni v ločenih vrsticah. Če razmerje med količino reaktivne in porabljene električne energije ne presega uveljavljene norme, se nadomestilo za jalovo energijo ne zaračuna. Koeficient razmerja lahko zapišemo na različne načine, njegova povprečna vrednost je 0,15. Če je ta mejna vrednost presežena, se potrošniškemu podjetju priporoča namestitev kompenzacijskih naprav.
Jalova energija v večstanovanjskih stavbah
Tipičen porabnik električne energije je stanovanjska hiša z glavno varovalko, ki porabi več kot 63 A električne energije. Če so v takšni stavbi izključno stanovanjski prostori, se jalova elektrika ne zaračuna. Stanovalci večstanovanjske hiše tako vidijo v dajatvah plačilo samo za celotno električno energijo, ki jo je dobavitelj dobavil hiši. Enako pravilo velja za stanovanjske zadruge.
Posebni primeri merjenja jalove moči
Obstajajo primeri, ko večnadstropna stavba vsebuje tako poslovne organizacije kot stanovanja. Oskrbo takšnih hiš z električno energijo urejajo posebni zakoni. Na primer, delitev je lahko velikost uporabne površine. Če v stanovanjski stavbi komercialne organizacije zasedajo manj kot polovico uporabnega prostora, se plačila za jalovo energijo ne zaračunajo. Če je mejni odstotek presežen, nastanejo obveznosti za plačilo jalove električne energije.
V nekaterih primerih stanovanjske stavbe niso oproščene plačila jalove energije. Na primer, če ima stavba priključne točke za dvigala za stanovanja, se stroški za uporabo jalove električne energije pojavljajo ločeno, samo za to opremo. Etažni lastniki še vedno plačujejo le aktivno elektriko.
Razumevanje bistva aktivne in jalove energije omogoča pravilen izračun ekonomskega učinka vgradnje različnih kompenzacijskih naprav, ki zmanjšujejo izgube zaradi reaktivnih obremenitev. Po statističnih podatkih vam takšne naprave omogočajo povečanje vrednosti cos φ z 0,6 na 0,97. Tako avtomatske kompenzacijske naprave pomagajo prihraniti do tretjine električne energije, zagotovljene potrošniku. Znatno zmanjšanje toplotnih izgub poveča življenjsko dobo naprav in mehanizmov na proizvodnih mestih ter zmanjša stroške končnih izdelkov.
Izum se nanaša na področje ustvarjanja električnih raketnih motorjev. Predlagana je naprava električnega raketnega motorja, ki tako kot znana vrsta motorja z enakomerno stacionarno razelektritvijo plazme (stacionarni plazemski motorji - SPD) vsebuje nadzvočne šobe, magnetohidrodinamični pospeševalni kanal, ki se nahaja v cilindrični votlini med poloma koaksialnega magnetno vezje, tuljava za vzbujanje magnetnega polja, povezana z virom EMF. Za razliko od SPD predlagani motor uporablja neenoten plinsko-plazemski tok delovne tekočine. Za ustvarjanje plazemskih nehomogenosti v obliki plazemskih obročev motor vsebuje pulzni vir visokofrekvenčne napetosti, povezan z dodatno tuljavo, nameščeno na vhodu pospeševalnega kanala. Razelektritev v plazemskih obročih, induktivno povezanih s tuljavo za vzbujanje magnetnega polja, vzdržuje vir izmenične emf, povezan s tuljavo. Za prekinitev toka v plazemskih obročih v trenutku njihovega izstopa iz kanala magnetodinamičnega pospeševalnika so na vhodu v difuzor motorja nameščena radialna dielektrična rebra. Izum omogoča povečanje potiska in trajanja delovanja motorja. 1 bolan.
Izum se nanaša na področje ustvarjanja električnih raketnih motorjev.Znana je metoda [I], ki povečuje potisk električnega raketnega motorja, ki predlaga zamenjavo stacionarne homogene plazemske razelektritve z neenakomernim plinsko-plazemskim tokom. Plazemski grozdi (T-sloji) so odporni na razvoj pregrevalne nestabilnosti, kar omogoča večkratno povečanje gostote delovne tekočine, ki prehaja skozi kanal motorja, in s tem sorazmerno povečanje potiska. Naprava, ki izvaja to metodo, je sestavljena iz plinskodinamične šobe, magnetohidrodinamičnega pospeševalnega kanala pravokotnega preseka s stenami elektrod, magnetnega sistema, ki ustvarja magnetno polje v pospeševalnem kanalu prečno na tok delovne tekočine, impulznega elektrodni visokotokovni razelektritveni sistem, ki tvori T-sloje v toku, vir konstantne EMF, povezan z elektrodami pospeševalnega kanala. Naprava mora zagotavljati pospešek toka zaradi elektrodinamične sile, ki deluje v volumnu T-slojev, ti pa delujejo na tok plina kot pospeševalni plazemski bati. Numerično modeliranje režima delovanja v kanalu te naprave je pokazalo, da je možno doseči hitrost izpuha do 50.000 m/s pri potisku do 1000 N. Slabost naprave, ki izvaja znano metodo, je, da uporaba elektrod v izvornem vezju, ki tvori T-sloje, in v izvornem vezju, ki zagotavlja način pospeševanja v kanalu MHD. Način toka v T-slojih je obločni. Neizogibna obločna erozija elektrod bistveno zmanjša življenjsko dobo motorja (iz izkušenj s plazemskimi gorilniki je treba pričakovati, da elektrode ne bodo zagotavljale več kot 100 ur neprekinjenega delovanja). Pri vesoljskih plovilih za večkratno uporabo mora biti življenjska doba motorja vsaj leto dni neprekinjenega delovanja.Poznan je električni raketni motor (stationary plasma engine – SPD), ki se uporablja za pospeševanje toka plazme zaradi elektrodinamičnega učinka na električno prevodni medij. Ta naprava je sestavljena iz nadzvočnih šob, magnetohidrodinamičnega (MHD) pospeševalnega kanala, ki se nahaja v cilindrični votlini med poloma koaksialnega magnetnega vezja, vzbujalne tuljave magnetnega polja, povezane z virom konstantnega EMF, in sistema napajanja za stacionarno praznjenje plazme. . Naprava deluje po naslednji shemi. Plinasta delovna tekočina se dovaja skozi plinsko dinamično šobo, ki ob vstopu v kanal pospeševalnika MHD vstopi v območje stacionarne plazemske razelektritve, ki jo podpira napajalni sistem, ionizira in preide v stanje plazme. Tok v razelektritvi teče vzdolž kanala, medtem ko je anoda napajalnega sistema plinsko dinamična šoba, katoda pa se nahaja na izhodu iz kanala. Stabilen način pospeševanja se realizira le pri zelo nizki gostoti plazme, pri kateri lahko Hallov parameter doseže vrednosti reda 100. V teh pogojih majhen razelektritveni tok vzdolž kanala ustvari pomemben azimutni tok, zaprt sam na sebi . Interakcija azimutnega toka z radialnim magnetnim poljem, ki ga ustvari vzbujalna tuljava med koaksialnima poloma magnetnega vezja, ustvarja pospeševalno elektrodinamično silo v prostornini plazme. Zapiranje glavnega toka brez uporabe elektrod za to omogoča, da je življenjska doba motorja skoraj neomejena.Pomanjkljivost znane naprave je nizka gostota delovne tekočine, ki je potrebna za zagotovitev stabilnega delovanja motor. V skladu s tem potisk takšnega motorja ne presega 0,1 N. Izum temelji na nalogi izdelave električnega raketnega motorja z visokim potiskom s trajanjem neprekinjenega delovanja reda enega leta.Ta naloga je dosežena z dejstvom, da da je električni raketni motor, ki vsebuje nadzvočne šobe, magnetnohidrodinamični pospeševalni kanal, ki se nahaja v cilindrični votlini med poloma koaksialnega magnetnega vezja, vzbujalno tuljavo magnetnega polja, povezano z virom EMF, po tem izumu opremljen z visoko impulzno vir frekvenčne napetosti, ki je povezan z dodatno tuljavo, ki je nameščena na vhodu pospeševalnega kanala, in difuzorjem z radialnimi dielektričnimi rebri, medtem ko je tuljava za vzbujanje magnetnega polja povezana z virom spremenljivega EMF.Izum je prikazan z risbo, ki prikazuje križ del naprave Električni raketni motor vsebuje nadzvočne šobe 1, kanal 2 magnetohidrodinamičnega pospeševalnika, ki se nahaja v cilindrični votlini med poloma koaksialnega magnetnega vezja 3, vzbujevalno tuljavo magnetnega polja 4, povezano z virom 5 spremenljivega EMF. , impulzni vir visokofrekvenčne napetosti 6, povezan z dodatno tuljavo 7, nameščeno na vhodu v kanal 2 pospeševalnika. Motor vsebuje tudi difuzor 8 z radialnimi dielektričnimi rebri 9. Električni raketni motor deluje na naslednji način: ogrevan plin (na primer vodik), katerega temperaturo določajo pogoji vira toplote na krovu, in tlak je določen z zahtevami za potisno silo motorja, ki določa pretok delovne tekočine, se pospeši v nadzvočni šobi 1. Impulzni visokofrekvenčni razelektritveni sistem 6 se periodično vklopi z danim časovnim delovnim ciklom in vsak vklop tvori plazemski strdek v plinskem toku na vhodu kanala 2 pospeševalnika MHD. Zunanji vir izmeničnega EMF ustvarja izmenični tok v vzbujevalni tuljavi 4, ki ustvarja časovno spremenljivo radialno magnetno polje med poloma koaksialnega magnetnega kroga 3. To ustvarja vrtinčno električno polje v azimutni smeri. Pod vplivom azimutnega električnega in radialnega magnetnega polja se iz plazemskih strdkov oblikujejo samovzdržujoče azimutne plazemske tokovne tuljave (T-sloji), ki nato kot pospeševalni bati delujejo na plinski tok. Po kanalu pospeševalnika MHD vstopi pospešeni tok v razširljivi kanal-difuzor 8, v katerem so nameščena radialna dielektrična rebra 9. Rebra kroži s tokom plina, vendar so električni tokokrogi T-slojev prekinjeni na jih, kar omogoča prekinitev elektrodinamične stopnje pospeševanja toka. V difuzorju 8, ki je nadaljevanje kanala pospeševalnika MHD, poteka nadaljnje pospeševanje toka plina zaradi toplotne energije, ki se prenaša iz T-plasti v tok.Numerično modeliranje procesa pospeševanja toka vodika ki vsebuje T-sloje, je bila izvedena v pogojih načina, ki izvaja opisano metodo. Dokazano je, da je predlagano napravo mogoče izvesti z naslednjimi parametri, ki ustrezajo nalogi ustvarjanja učinkovitega električnega raketnega motorja (ERE): - učinkovitost procesa pretvorbe električne energije v kinetično energijo delovne tekočine je 95%; - povprečna hitrost pretoka na izhodu iz motorja je 40 km/s; - dolžina kanala MHD pospeševalnika je 0,3 m; - povprečni premer kanala MHD pospeševalnika je 11 cm; - višina kanala (razdalja med poli). ) je 1 cm; - masni pretok delovne tekočine je 12 g/s; - temperatura vodika na vstopu v pogonski elektromotor je 1000 K; - tlak vodika na vstopu v pogonski elektromotor je 10 4 Pa; - povprečna vrednost EMF električnega pogonskega napajanja je 5 kV; - povprečna vrednost toka v vzbujalnem navitju je 2 kA; - porabljena električna moč je 10 MW; - potisk motorja je 500 N. Predlagani električni raketni motor bo našel uporabo pri ustvarjanju vesoljskega transportnega sistema, namenjenega prevozu tovora iz skoraj zemeljskih orbit na geostacionarne, lunarne in naprej na planete sončnega sistema Viri informacij1. B.C. Slavin, V.V. Danilov, M.V. Kraev. Metoda pospeševanja pretoka delovne tekočine v kanalu raketnega motorja, RF patent št. 2162958, F 02 K 11/00, F 03 H 1/00, 2001. 2. S.D. Grišin, L.V. Leskov. Električni raketni motorji vesoljskih plovil. - M.: Strojništvo, 1989, str. 163.
Zahtevek
Električni raketni motor, ki vsebuje nadzvočne šobe, magnetnohidrodinamični pospeševalni kanal, ki se nahaja v cilindrični votlini med poloma koaksialnega magnetnega vezja, tuljavo za vzbujanje magnetnega polja, povezano z virom EMF, označen s tem, da je naprava opremljena z impulznim visokofrekvenčnim vir napetosti, priključen na dodatno tuljavo, nameščeno na vhodnem kanalu pospeševalnika, in difuzor z radialnimi dielektričnimi rebri, medtem ko je tuljava za vzbujanje magnetnega polja povezana z virom izmeničnega EMF.
Podobni patenti:
Izum se nanaša na plazemsko tehnologijo in se lahko uporablja v električnih raketnih motorjih na osnovi plazemskega pospeševalnika z zaprtim odnašanjem elektronov, pa tudi v tehnoloških pospeševalnikih, ki se uporabljajo v procesih vakuumske plazemske tehnologije.
