Космос- Журнал

Новости и статьи о космосе, астрономии и технологиях

11

Плазменным ускорителям с собственным магнитным
полем обычно придают коаксиальную форму (рис. 5).
В коаксиальном ускорителе протекающий по централь-
ному электроду  ток  создает  азимутальное магнитное
поле, которое, взаимодействуя с радиальным электриче-
ским током в плазме, создает амперову силу, разгоня-
ющую плазменную перемычку. Так работают стационар-
ные сильноточные торцевые и импульсные плазменные
двигатели.
Можно показать, что  в электромагнитных двигате-
лях с собственным магнитным  полем  плотность  тяги
пропорциональна квадрату напряженности  магнитного
поля 1 : f = 4- 10~ 5 В 2 ,  так что для создания плотности
1 В системе CGSE / = Я 2 /8л.
16
тяги 0,1 г/см 2 необходимо создать магнитное поле на-
пряженностью всего в 50 Гс. Эквивалентное электриче-
ское поле в ионных двигателях равно целых 15 кВ/см!
Поэтому не удивительно, что плотность тяги в электро-
магнитных двигателях может быть гораздо выше, чем в
электростатических двигателях К
В заключение отметим, что, кроме использованной
выше классификации ЭРД по принципу ускорения (теп-
ловому, электростатическому и электромагнитному), бы-
вает удобно пользоваться классификацией по состоянию
вещества в канале двигателя. Тогда  мы  будем иметь
газодинамические  (электронагревные),  ионные,  плаз-
менные  (электродуговые  и  электромагнитные)  дви-
гатели.
Энергетические характеристики ЭРД.  При анализе
работы ЭРД, наряду с величинами тяги и скорости ис-
течения (или удельного импульса), важную роль игра-
ют энергетические параметры ЭРД.
Рассмотрим энергетический баланс ЭРД. Мощность
Pfj идущую на создание тяги, можно подсчитать сле-
дующим образом. Припишем каждому атому массой М,
вылетающему со средней скоростью и, «среднюю» кине-
тическую энергию Ми 2 /2. Считая  работу  ЭРД  стаци-
онарной и умножив эту величину на число вылетаю-
щих в секунду атомов, получим искомое соотношение:
Р F = ти 2 /2 = Fu/2.  Разделив Pf  на полную подводи-
мую к ЭРД электрическую мощность Р, получим вели-
чину, называемую «тяговым к.п.д.»: v\ F = Fu/2P.
Другим важным показателем является «энергетиче-
ский к.п.д.», равный отношению мощности Р с , уносимой
струей, к полной потребляемой  мощности:  г) э = Рс/Р-
Легко видеть, что тяговый к.п.д. r] F всегда меньше энер-
гетического. Связано это с тем, что кинетическая энер-
гия атомов выходящей струи складывается как из энер-
1 Мы ограничились рассмотрением лишь «электродных» ЭРД,
в которых энергия подводится с помощью двух (или большего чис-
ла) электродов. Кроме такого рода систем, были предложены также
индукционные двигатели, в которых энергия подводится к рабочему