Космос- Журнал

Новости и статьи о космосе, астрономии и технологиях

26

булыжник, перед которым «спасует» любой другой сов-
ременный ЭРД, окажется для импульсного плазменного
двигателя вполне «съедобным».  Наконец, в-четвертых,
они исключительно надежны в работе.  Все  это дает
основание предполагать, что  в  будущем импульсные
плазменные двигатели будут использоваться в космосе
весьма интенсивно.
Торцевые плазменные двигатели. Эти двигатели яви-
лись результатом эволюции импульсных  коаксиальных
плазменных ускорителей с собственным магнитным по-
лем. Эволюция началась с создания стационарного ко-
аксиального плазменного ускорителя, который отличал-
ся от импульсного тем, что рабочее вещество непрерыв-
но подавалось в межэлектродный зазор и электропита-
ние было стационарным. Далее выяснилось, что протя-
женные коаксиальные электроды приводили к сложной
37
картине течения плазмы вблизи электродов, в резуль-
тате чего плазма прижималась к центральному электро-
ду и к.п.д. ускорителя резко снижался. Поэтому внут-
рений электрод стали  укорачивать  и  смещать eft) в
глубь разрядной камеры. Системы такой конфигурации
получили название торцевых ускорителей. На их основе
и были созданы торцевые плазменные  двигатели  (их
называют также плазменно-дуговыми или магнитоплаз-
модинамическими двигателями).
В торцевых плазменных двигателях между анодом и
катодом создается дуговой разряд, который ионизует и
нагревает рабочее вещество, подаваемое чаще всего че-
рез внутренний  электрод-катод.  Электродинамическая
амперова сила, возникающая в результате взаимодей-
ствия электрического тока  с  собственным магнитным
полем, ускоряет плазму вдоль оси системы и в то же
время сжимает плазменную струю  в  радиальном на-
правлении. В приосевой области ускорение плазмы —
теплового происхождения, поскольку  здесь  амперова
сила мала 1 . Торцевые плазменные двигатели с собст-
венным магнитным полем — мощные, сильноточные си-
стемы: сила тока разряда в стационарных режимах до-
ходит до 10 кА при потребляемой мощности в сотни ки-
ловатт. Уровень расхода рабочего вещества в них, на-
оборот, невелик (порядка сотен миллиграммов в секун-
ду). Именно малыми расходами отличаются  торцевые
плазменные двигатели от плазмотронов, широко исполь-
зующихся в технике (для последних характерные расхо-
ды составляют граммы в секунду). В результате элек-
тродинамическая сила в торцевых плазменных двига-
телях оказывается приложенной к малой массе, так что
скорость истечения получается большой. В качестве ра-
бочих тел в торцевых плазменных двигателях чаще все-
го используются легкоионизуемые щелочные  металлы,
например, литий или калий.
Примером торцевого сильноточного двигателя с соб-
ственным магнитным полем может служить двигатель,
работающий на жидком висмуте, подаваемом на внут-
реннюю коническую поверхность катода в виде тонкой
пленки, на которой горит разряд (рис. 13). Разрядный