Космос- Журнал

Новости и статьи о космосе, астрономии и технологиях

28

Пути развития ЭРД. Постараемся  теперь  предста-
вить себе пути дальнейшего развития ЭРД. Углубление
наших знаний о рабочих процессах в описанных типах
ЭРД и, так сказать,  всестороннее  «рационализатор-
ство», т. е. совершенствование элементов этих ЭРД, а
также расширение их рабочих диапазонов будут перво-
очередными задачами ближайшего будущего.
При этом особое внимание будет обращено не столь-
ко на повышение тяговых характеристик, так как они в
общем уже достаточно высокие, сколько на улучшение
эксплуатационных характеристик и в первую очередь на
увеличение ресурса (срока службы) и надежности. Сей-
1 Т. е. сосредоточение значительной части разрядного тока
в
одной или нескольких точках (или зонах малой площади) поверхно-
сти анода.
40
час эти вопросы разработаны слабо. Однако совершен-
но очевидно, что наряду с работой указанного характе-
ра будет идти поиск качественно новых двигателей как
по пути слияния уже имеющихся схем, так и по пути
создания двигателей, основанных на качественно иных
принципах.
Чем диктуется необходимость такого прогресса? Она
обусловлена разными причинами,  но в конечном сче-
те — проблемой предельного приспособления к «есте-
ственным» условиям на космическом аппарате, подобно
тому как живые организмы в процессе эволюционного
развития все совершеннее вписываются в свою эколо-
гическую «нишу». В этом отношении особыми перспек-
тивами обладают  плазменные  двигатели,  поскольку
плазма наделена огромным числом внутренних степе-
ней свободы.  Сейчас эта особенность плазмы достав-
ляет исследователям очень много  неприятностей,  по-
скольку пока просто не хватает «глаз» и «рук» уследить
за всеми этими степенями свободы. Поэтому-то так мно-
го говорят о неустойчивости плазмы, о ее «капризности».
Но, разумеется, наступит время, когда каждая степень
свободы будет взята под контроль.
Остановимся несколько подробнее на проблеме сог-
ласования ЭРД с источниками электропитания и проб-
леме снижения непроизводительных затрат на иониза-
цию рабочего тела. Введем два параметра. Один из них
называют параметром обмена и его можно определить
как отношение средней кинетической энергии иона W t
к разрядному напряжению U p : \=W t /eU p при усло-
вии, что к.п.д.  двигателя равен 100%.  Второй пара-
метр — это коэффициент ионизации а. Он равен отно-
шению числа ионизованных атомов  к  полному числу
атомов, поступающих в канал, при условии, что все как
ионизованные, так и неионизованные атомы одинаково
эффективно  участвуют в процессе.  Лишь на первый
взгляд может показаться, что все ЭРД работают лишь
при условии 6 = 1 , а = 1. Это не так. На рис. 14 в ко-
ординатах  а изображены области работы разных дви-
гателей с к.п.д. 100%. Мы видим, что точка 5 = 1 , а = 1
действительно «перегружена». Здесь находятся ионные
двигатели и двигатели с азимутальным дрейфом. Есте-
ственно, что электронагревные ЭРД лежат  на  линии