Ионно-плазменные двигатели с высокочастотной безэлектродной ионизацией рабочего телаРефераты >> Авиация и космонавтика >> Ионно-плазменные двигатели с высокочастотной безэлектродной ионизацией рабочего тела
Из анализа этого графика следует, что по критерию минимальной массы системы хранения и рабочего тела наилучшим рабочим телом является аммиак. Однако следует принять во внимание тот факт, что в случае применения в качестве СХП водорода такой системы хранения как, например, хранение водорода в металлогидридах или в связанном состоянии, суммарная масса такой СХП рабочего тела водорода может быть снижена и станет ниже массы газобаллонной СХП других рабочих тел. Необходимо учитывать тот факт, что в отличие от аммиака, который является химически активным и, соответственно, требует для своих СХП использования дорогих конструкционных материалов и систем предотвращения утечки, и имеет достаточно низкий удельный импульс, не токсичный и не химически активный водород позволяет упростить структуру СХП.
При использовании водорода в качестве рабочего тела мы можем достичь больших значений скоростей истечения (т.е. большего удельного импульса) и получить более безопасную систему с точки зрения хранения рабочего тела и эксплуатации двигательной установки. Кроме того при рассмотрении в качестве варианта нагрева рабочего тела в камере РД способа ВЧ нагрева следует учитывать тот факт, что для достижения наибольшего КПД процесса передачи энергии от ВЧ разряда к рабочему телу необходима полная или частичная ионизация, или активация последнего, что в случае аммиака представляет собой достаточно серьезную проблему.
Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов
Обозначения |
Индексы |
а – скорость звука, м/с; |
* - равновесный параметр; |
В – индукция магнитного поля, Тл; |
а – выходное сечение параметра; |
F – сила, Н; |
кр – критическое сечение сопла; |
Iс – ток катушки, А; |
к – сечение камеры сгорания |
Ib – ток ионного пучка, А; |
реактивного двигателя; |
k – показатель адиабаты; |
max – максимальный; |
m – масса, кг; |
min – минимальный; |
- массовый расход, кг/с; |
opt – оптимальный; |
N –мощность, Вт; |
б – бак; |
n –концентрация частиц, м-1; |
к – камера; |
P – давление, Па; |
0 – начальный; |
T – температура, К; | |
U – напряжение, В; | |
W – скорость, м/с; | |
r - плотность, кг/м3; | |
P, R – тяга ракетного двигателя, Н; | |
h - тяговый КПД; | |
t - приращение по времени, с; | |
f - потенциал ионизации, эВ; | |
s - сечение ионизации, см2; | |
w - частота, 1/с; |
Сокращения
АЭД – автоэмиссионный двигатель;
ВЧ – высокочастотный;
ИПД – импульсный плазменный двигатель;
КА – космический аппарат;
КПД – коэффициент полезного действия;
ПИД – плазменный ионный двигатель;
РД – ракетный двигатель;
РИД – радиочастотный ионный двигатель;
РМД - радиочастотный ионный двигатель с магнитным полем;
СПД – стационарный плазменный двигатель;
СПУ – стационарный плазменный ускоритель;
СХПРТ – система хранения и подачи рабочего тела;
ЭДС – электродвижущая сила;
ЭРД – электроракетный двигатель;
ЭТД – электротермический двигатель.
Список используемых источников информации
1. Безэлектродный разряд высокого давления. ЖТФ, №36, т.5, 1966г., с.913-919
2. Особенности развития импульсных СВЧ разрядов в различных газах. ЖТФ, №4, т.68, 1998г, с.33-36
3. Получение атомарного водорода в высокочастотном газовом разряде и масс-спектрометрическая диагностика процесса. ЖТФ, №5, т.67, 1997г., с.140-142
4. K.H. Groh, H.J. Letter. RIT 15 – a medium range radio-frequency ion thruster.