Космос- Журнал

Новости и статьи о космосе, астрономии и технологиях

23

Ионный ток в хороших моделях двигателей  с  азиму-
тальным  дрейфом  очень близок к разрядному току 2 и
определяется только величиной массового расхода ра-
бочего тела. Таким образом, в двигателях с азимуталь-
ным дрейфом, в отличие от ионных двигателей, имеет-
ся возможность независимо менять массовый расход и
ускоряющее  напряжение, т. е. тягу и скорость истече-
ния, в широких пределах (в 3—5 раз), сохраняя высо-
кий к.п.д. Тем самым двигатель с азимутальным дрей-
фом предоставляет реальную возможность осуществле-
ния оптимальных маневров КА.
Кроме того, вместо прецизионных электродов  ион-
ных двигателей с многочисленными отверстиями  роль
ионной «оптики» в двигателях с азимутальным дрейфом
играют магнитные силовые линии, поскольку они удер-
живают электроны от движения в направлении  элек-
трического поля. Из-за большой подвижности электро-
нов силовые линии магнитного поля в плазме электри-
чески эквипотенциальны, т. е. электрическое поле всег-
да ортогонально им. Это дает возможность управлять
1 С электродинамической точки зрения ускорение плазмы обес-
печивается амперовой силой взаимодействия радиального  магнит-
ного поля с азимутальным электрическим (дрейфовым) током.
2 В разобранной выше идеальной схеме разрядный ток просто
равен потоку ионов, выходящих из двигателя.
32
фокусирующими свойствами системы, создавая нужные
конфигурации магнитного поля.
Существует две модификации двигателей с азиму-
тальным дрейфом: с протяженной зоной ускорения и с
узкой зоной ускорения. Они различаются соотношением
между длиной ускоряющего промежутка и электронным
ларморовским радиусом.
Двигатель с протяженной зоной ускорения 1 (рис. 10)
работает на ксеноне, который поступает в канал через
отверстия в аноде. Длина ускорительного канала вели-
Хе
Рис. 10. Схема двигателя с азимутальным дрей-
фом с протяженной зоной ускорения: 1 — анод;
2 — катушки (8 штук); 3 — полюса; 4 — уско-
рительный канал; 5 — поджигной электрод; 6 —
трубка из гексаборида лантана; 7 — стартовая
спираль нагревателя
1 Его называют также стационарным плазменным двигателем.
33
ка По сравнению с электронным ларморовским радиусом
(больше его примерно в несколько  десятков  раз),  а
электрическое поле в плазме относительно мало, поряд-
ка 50 В/см. Стенки канала — диэлектрические. Магнит-
ное поле (в основном радиальное) напряженностью око-
ло 200 Гс создается системой соленоидов и магнитопро-
водом. Этот двигатель был испытан в космосе на искус-
ственном спутнике Земли «Метеор». В номинальном ре-
жиме он потребляет мощность 400 Вт, давая ионный
ток 2,5 А при ускоряющем напряжении 160 В и разви-
вает тягу около 2 г при удельном импульсе 1000 с. Варь-
ируя расход рабочего тела  и  подводимую  мощность,
можно получить на этом двигателе тягу от 1 до 8 г при
удельном импульсе в интервале 1000—2500 с. Вес дви-
гателя равен 1,5 кг.