Космос- Журнал

Новости и статьи о космосе, астрономии и технологиях

8

ионные двигатели \  в
которых  ускоряются
положительно  заря-
женные ионы.
Принци п и а л ь н а я
схема ионного двигате-
ля (рис. 3) включает 4
основных узла: источ-
ник  ионов  (эмиттер),
1 Существуют также схемы электростатических двигателей,
в
которых вместо ионов ускоряются мелкие (порядка микрона и мень-
ше) заряженные капли жидкости или пылинки. Такие двигатели по-
лучили название коллоидных. Пока они находятся в стадии пред-
варительной разработки, и мы не будем подробно на них останав-
ливаться.
Рис. 3. Схема ионного двига-
теля и распределение потенци-
ала: 1 — эмиттер; 2 — уско-
ряющий электрод; 3 — экран;
4 — нейтрализатор
12
ускоряющий электрод, внешний электрод (или экран) и
катод-компенсатор (его называют также нейтрализато-
ром). Нейтрализатор и внешний электрод заземлены на
^орпус КА, электрический потенциал которого близок к
потенциалу космического пространства (этот последний
мы примем условно за нуль); эмиттер находится под по-
ложительным потенциалом +и э , а ускоряющий  элек-
трод под отрицательным потенциалом —U y .
Работает ионный двигатель следующим образом. Ра-
бочее тело в виде газа или пара поступает в эмиттер, в
котором атомы рабочего тела ионизируются с образо-
ванием положительно заряженных ионов. Выходя с по-
верхности эмиттера в так называемый ускоряющий про-
межуток (зазор между эмиттером и ускоряющим элек-
тродом), ионы 1 попадают в ускоряющее их электриче-
ское поле и ускоряются в нем, подобно лыжнику, ска-
тывающемуся с горы. Приращение кинетической энер-
гии каждого иона равно проходимой им разности потен-
циалов (высота «горы»),  умноженной на заряд иона.
Ускоряемые ионы пролетают сквозь отверстия в ускоря-
ющем электроде и, несколько замедляясь  (за  ускоря-
ющим электродом ионы уже «поднимаются» на «гору»
меньшей высоты), движутся к экрану, пролетая сквозь
отверстия которого они выходят за срез двигателя.
Электроны, оставшиеся в эмиттере после ионизации,
«обегают» электрическую цепь (см. рис. 3) и поступают
в нейтрализатор, который «поливает» электронами вы-
ходящий поток ионов. Если этого не сделать, то КА в
процессе работы ионного двигателя приобретет избыточ-
ный отрицательный заряд (ионы улетают, но электроны
остаются на КА!) и начнет заворачивать назад вылета-
ющие ионы, не давая им возможности уйти, унести свой
импульс, а следовательно, и создать тягу. Поэтому не-
обходимо все время выбрасывать  лишние  электроны.
Это и делает нейтрализатор. Очевидно, электронный ток