21
тепловую энергию ионов в энергию направленного дви-
жения. Этот механизм, применительно к атомам и моле-
кулам, «работает» в обычных ракетных двигателях и
электронагревных ЭРД. Для ЭРД с большими скоростя-
ми истечения он не может быть основным механизмом,
так как для этого потребовалась бы очень большая тем-
пература плазмы. Однако во многих случаях он выпол-
няет важную служебную роль.
Наконец, ионы могут увлекаться потоком электронов
(«электронный ветер») за счет столкновений. Особенно
большую роль этот механизм начинает играть в тех слу-
чаях, когда скорость относительного движения прибли-
жается к тепловой скорости электронов, так как при этом
в плазме развиваются интенсивные колебания, резко
увеличивающие эффективное взаимодействие электро-
нов с ионами. Механизм ускорения «электронным вет-
ром» является определяющим в так называемых торце-
вых двигателях.
Для описания динамики плазмы в целом сложим
уравнения движения ее компонент. В результате полу-
чим: MaL t + та е = F u + F ee + (е/с) [( Vi — \ с ) X В].
Первые два слагаемых справа ответственны за тепло-
вое ускорение плазмы, а третий член эквивалентен ам-
перовой силе — это видно хотя бы из того, что в него
входит скорость относительного
движения (т. е. токовая скорость)
и магнитное поле.
Перейдем к рассмотрению
конкретных типов плазменных
двигателей.
Плазменные двигатели с ази-
мутальным дрейфом. В этих элек-
тромагнитных двигателях ионы
ускоряются электрическим полем.
Для того чтобы пояснить прин-
цип их работы, рассмотрим дви-
жение одной заряженной части-
цы во взаимно перпендикулярных
электрическом и магнитном по-
лях (рис. 9). Если частица перво-
начально покоилась, то она начи-
нает ускоряться под действием
электрического поля. При этом
появляется сила Лоренца, пер-
Рис. 9. Траектории
заряженных частиц
по взаимно перпен-
дикулярных электри-
ческом и магнитном
полях
30
Пёндикулярнай как скорости частицы, так и магнитно-
му полю, которая заворачивает частицу и в какой-то
момент заставляет идти ее против электрической
силы. При этом частица тормозится, останавли-
вается и дальше все повторяется сначала. В нереляти-
вистском случае движение частицы происходит по цик-
лоиде и складывается из перемещения в направлении,
перпендикулярном как полю Е, так и полю Б, со ско-
ростью дрейфа 1 и л р (км/с) = 10 3 Е(В/см)/В(Гс) и
вращения в магнитном поле с «циклотронной» частотой.