|
Научно-технический совет интегрированной структуры АО «НПО
Энергомаш» рассмотрел перспективы создания электрических ракетных
двигателей повышенной мощности для решения транспортных задач в ближнем и
дальнем космосе.
Научно-технический совет интегрированной структуры (НТС ИС) АО «НПО
Энергомаш» рассмотрел перспективы создания электрических ракетных
двигателей (ЭРД) повышенной мощности для решения транспортных задач в
ближнем и дальнем космосе. Принято решение о подготовке совместной
заявки АО «КБХА» (входит в ИС АО «НПО Энергомаш») и НИЦ «Курчатовский
институт» в Фонд перспективных исследований на реализацию проекта
безэлектродного плазменного ракетного двигателя (БПРД). Предварительно
определены состав работ по созданию лабораторного образца БПРД и
кооперация предприятий, необходимая для реализации проекта.
Проведенные предприятиями-участниками НТС ИС исследования различных
типов ЭРД показали, что наиболее рациональным решением задачи создания
электроракетного двигателя мощностью 100 кВт и более является разработка
безэлектродного плазменного ракетного двигателя. БПРД обладает высокими
характеристиками и позволяет обеспечить требуемый ресурс для освоения
дальнего космоса.
Многочисленные варианты уже существующих ЭРД доказали свои положительные
качества: высокий импульс (скорость истечения рабочего вещества) и
малый массовый расход рабочего тела, что позволяет космическим аппаратам
совершать полеты на большие расстояния. Однако имеющиеся недостатки ЭРД
– малая тяга – накладывают определенные ограничения использования
подобных двигательных установок – полеты на большие расстояния длятся
очень долго. Сегодня ЭРД используются в качестве двигателей для
корректировки орбит и ориентации небольших космических аппаратов. Обычно
мощность таких двигателей не превышает нескольких десятков киловатт,
обеспечиваемых на околоземных орбитах солнечными батареями.
Рассматриваемый в настоящее время вариант безэлектродного плазменного
ракетного двигателя является новым поколением ЭРД. Это двигатель высокой
мощности, рабочее вещество в котором находится в состоянии плазмы. Он
обладает высокой энергетической эффективностью, возможностью
использовать в качестве рабочего тела практически любое вещество,
способен изменять величину удельного импульса, а максимальная мощность
двигателя ограничивается практически только мощностью питания
высокочастотного генератора. Также двигатель такого типа потенциально
может иметь большой ресурс работы, поскольку снимаются все ограничения,
связанные с воздействием энергонасыщенного рабочего вещества с
элементами конструкции.
Реализация идей, заложенных в предлагаемую разработку, стала возможной
благодаря прогрессу в исследовании плазменных процессов термоядерного
синтеза, в развитии технологии высокотемпературных сверхпроводников и
современной элементной базы высокочастотных генераторов. При создании
такого двигателя разработчикам придется решить вопросы оптимизации
плазменных процессов, разработки высокочастотного генератора, криогенных
магнитных систем, а также систем питания и управления БПРД. Обеспечение
решения этих задач потребует создания экспериментальной и испытательной
стендовой базы.
НИЦ «Курчатовский институт» является основоположником работ по ЭРД в
нашей стране. В институте имеется более чем полувековой опыт работ с
различными типами плазменных ускорителей, включая безэлектродные, и
значительный задел по сверхпроводящим магнитным системам. Работы по
безэлектродным ускорителям различной мощности и сверхпроводящим
магнитным системам активно ведутся в НИЦ «Курчатовский институт» в
настоящее время.
Инициатором начала работ по БПРД в Интегрированной структуре АО «НПО
Энергомаш» является АО «КБХА», которое начало заниматься ЭРД с 2010
года. Целью работ являлось создание магнитоплазмодинамического двигателя
(МПДД) большой мощности. В качестве первого этапа был изготовлен
демонстрационный образец МПДД мощностью до 10 кВт. Также совместно с
Научно-исследовательским институтом прикладной механики и
электродинамики Московского авиационного института выполнена еще одна
работа по ЭРД - создан высокочастотный ионный двигатель мощностью 300
Вт.
Оригинал: https://defence.ru/article/111...
Вернуться назад
|