Космос- Журнал

Новости и статьи о космосе, астрономии и технологиях

25

В качестве примера рассмотрим импульсный микро-
двигатель, разработанный фирмой  «Фэрчайлд-Хиллер»
и испытанный на американском спутнике LES-6. Он ра-
ботает на тефлоне. Его внешний вид и схема приведены
35
на рис. 12. Брусок из тефлона под давлением пружины
подается в межэлектродный зазор, где прижимается к
выступу (буртику), сделанному на аноде. Таким обра-
зом, рабочая поверхность тефлона всегда точно фикси-
рована. На катоде смонтирована система «поджига», ко-
торая инициирует разряд, испаряющий и ионизующий
Рис. 12. Эрозионный  импульс-
ный плазменный двигатель:
а — схема: 1 — брусок тефло-
на;  2 — катод;  3 — струя
плазмы; 4 — устройство для
поджига; 5 — анод; 6 — бур-
тик;  7 — конденсатор; 8 —
пружина подачи;
б — внешний вид двигателя
некоторое малое количество диэлектрика; она питается
от конденсатора емкостью 1 мкФ при напряжении 550 В
(запасаемая энергия 0,125 Дж). Поджиг прокладывает
дорогу основному разряду,  следующему за поджигом.
Основной разряд, который испаряет, ионизует и уско-
ряет основную массу диэлектрика, осуществляется при
помощи конденсатора емкостью 2 мкФ, заряжаемого до
напряжения 1360 В (энергия 1,85 Дж). Каждый разряд
уносит Ю -8 кг тефлона  (около 8-Ю 16 молекул).  Для
большей надежности работы в двигателе с одним раз-
рядным конденсатором  смонтированы две подсистемы
анодов, катодов, поджигных устройств и брусков теф-
лона, вес двигателя при этом не возрастает существен-
но. Удельный импульс двигателя равен 310 с, хотя наб-
людаются ионы со скоростью 40 км/с.  Это свидетель-
ствует о слабой ионизации тефлона (степень ионизации
всего 7,5%), К.п.д. двигателя также низок,  он  равен
36
1,8%. Длительность всего разрядного импульса немного
менее 3 мкс. Двигатель с кожухом весит 1,3 кг (каждый
брусок тефлона — 100 г.); он рассчитан на 12 млн. раз-
рядов импульсом по 2 мг • с каждый.
Не следует рассматривать  низкий  к.п.д.  импульс-
ных микродвигателей как принципиальный порок  им-
пульсных  плазменных  двигателей.  Это  характерное
свойство всех микродвигателей, и объясняется оно  в
основном невозможностью свести к нулю непроизводи-
тельные потери энергии. Оставаясь всегда конечными,
эти потери и приводят при малой потребляемой двига-
телем энергии к низким значениям к.п.д. С ростом энер-
гии, вложенной в разряд, к.п.д. импульсных двигателей
возрастает.
Безусловно, для целого ряда задач импульсный ре-
жим работы двигателя не так хорош, как стационарный
режим. Но если попытаться определить место импульс-
ных плазменных двигателей среди ЭРД, то следует от-
метить присущие им существенные достоинства, делаю-
щие эти двигатели вполне конкурентоспособными в со-
ревновании с другими ЭРД. Во-первых, устройство им-
пульсных  плазменных двигателей исключительно про-
стое, особенно проста система подачи рабочего тела. Во-
вторых, диапазон энергий и тяги у них, пожалуй, самый
широкий из всех существующих в ЭРД, так как, варьи-
руя частоту импульсов, можно  как  угодно  изменять
среднюю во времени тягу. В-третьих, они могут работать
на самых разнообразных рабочих телах, даже простой