19
На сегодняшний день ионные двигатели с контактной
ионизацией представляют интерес только в микродвига-
тельном варианте, когда абсолютные затраты энергии на
нагрев эмиттера невелики. Примером является амери-
канский микродвигатель фирмы «ЭОС», испытывавший-
ся в космосе на спутнике ATS-4. Цезий из резервуара
по стержню из пористого никеля поступает к испарите-
лю, а затем к одноячеечному эмиттеру. Кольцевой мед-
ный ускоряющий электрод разделен на четыре секции
так, что, подавая дополнительное напряжение на две
противоположные секции, можно отклонять ионный пу-
чок приблизительно на 10° в двух взаимоперпендикуляр-
ных направлениях. На внешнем электроде крепятся два
термоэлектронных нейтрализатора: основной и резерв-
ный. Источником электронов в нейтрализаторе является
накаленная проволока из тантала с 5%-ной добавкой
иттрия. Потенциал эмиттера +3000 В, ускоряющего
электрода —2000 В, ток пучка ионов около 1 мА. Дви-
гатель с системой подачи и системой преобразования на-
пряжения весит менее 2,7 кг. Он рассчитан на 4 ном.и-
27
нальных режима работы. Приведем параметры одного
из них: тяга — 9 мг, потребляемая мощность — 26 Вт,
удельный импульс — 6700 с, тяговый к.п.д. — 14,6%.
Потребляемая эмиттером мощность равна 10 Вт, ней-
трализатор потребляет 3,5 Вт. Коэффициент переработ-
ки рабочего тела близок к 100%.
Подводя итог всему сказанному, отметим, что проде-
ланная большая работа по конструированию, созданию
и оптимизации плазменно-ионных двигателей увенча-
лась успехом: современные плазменно-ионные двигате-
ли имеют высокие характеристики и работают весьма
стабильно и надежно. Но создание контактных ионных
двигателей с высокими характеристиками остается де-
лом будущего.
Плазменные двигатели. Плазма — что смесь ней-
тральных атомов, ионов и электронов. При этом с боль-
шой степенью точности зарядовые концентрации 1 ионов
и электронов в плазме равны друг другу. Поэтому го-
ворят, что плазма квазинейтральна. Благодаря наличию
подвижных заряженных частиц, плазма является хоро-
шим проводником электрического тока.
Плазменные двигатели совмещают в себе черты
электронагревных (газодинамических) и ионных двига-
телей. С первыми их роднит квазинейтральность ускоря-
емой среды, а со вторыми — использование электромаг-
нитных сил для ускорения.
Ускорение плазмы может осуществляться как за счет
тепловой энергии плазмы (т. е. за счет перепада давле-
ния), так и за счет амперовой силы. Соответственно, бу-
дем различать электротермические и «электромагнит-
ные» плазменные двигатели. Между этими классами нет
четкой границы, и многие конкретные двигатели (как,
например, торцевые и импульсные плазменные двигате-
ли) могут при изменении уровня мощности переходить с
термического режима в электромагнитный.