10
14
основана на взаимодействии магнитного поля с элек-
трическим током, текущим поперек поля (рис. 4). В ре-
зультате такого взаимодействия возникает амперова
\сила. Для линейного проводника с током эта сила, вы-
раженная в граммах, равна 1 :
\ F = Ю -4 / / £ ,
гдё I — сила тока в проводнике в амперах, I — его дли-
на в сантиметрах, В — индукция магнитного поля в га-
уссах. Возьмем токонесущий проводник длиной 10 см,
Рис. 4. Схема рельсового электро-
магнитного двигателя
J
-т * /
J * 14
J
\ j
|
Рис. 5. Схема коаксиально-
го электромагнитного дви-
гателя
расположенный перпендикулярно магнитному полю.
Если по проводнику течет ток силой 25 А, а напряжен-
ность магнитного поля равна 200 Гс, то действующая на
проводник сила равна 5 г. При токе 5000 А и поле 100 Гс
эта сила будет равна 0,5 кг, а при токе 10 000 А и поле
Ю00 Гс — 10 кг.
Скорости истечения, которые могут приобрести ато-
мы (ионы) рабочего тела под воздействием указанных
сил, зависят, очевидно, от той массы, на которую эти
силы действуют. Для первого набора (/, В) характер-
ный массовый расход рабочего вещества т составляет
1 мг/с, при этом скорость истечения порядка 50 км/с.
1 Формула дана для наиболее интересного случая, когда ток и
поле взаимно перпендикулярны. Амперова сила направлена перпен-
дикулярно как электрическому току, так и магнитному полю.
15
Для второго набора характерный массовый расход ра-
вен 100 мг/с, соответственно скорость истечения —
также порядка 50 км/с. Аналогичные оценки можно сде-
лать и для третьего случая. /
Приведенная выше схема электромагнитного ускоре,-
ния есть, по сути, схема импульсного двигателя с внеш-
ним магнитным полем, который периодически сбрасы-
вает токонесущие перемычки. Очевидно, что обеспечить
средний секундный расход порядка 1 мг/с при скорости
истечения 20—50 км/с с помощью жестких (например,
металлических) перемычек — задача нереальная. На
самом деле такая перемычка должна состоять из прово-
дящего газа, т. е. из плазмы, содержащей большее или
меньшее количество заряженных частиц (ионов и элек-
тронов). Во многих плазменных ЭРД степень ионизации
плазмы близка к 100%. Итак, жесткие перемычки не-
обходимо заменить плазменными. Поэтому электромаг-
нитные ЭРД всегда плазменные.
Электромагнитные двигатели могут быть не только
импульсными, но и стационарными. Для этого необхо-
димо организовать стационарное электропитание и не-
прерывную подачу рабочего тела в межэлектродный
промежуток. Большинство электромагнитных двигате-
лей как раз стационарного типа. Можно отказаться и от
внешнего магнитного поля, если пропускать через плаз-
менную перемычку большой ток (порядка 10 кА и боль-
ше). В этом случае собственное магнитное поле проте-
кающего тока будет измеряться сотнями и тысячами
гауссов и вполне может заменить внешнее поле.