Время на прочтение: 8 минут(ы)

В настоящее время для полетов в космос всего существуют две основные системы ракетных двигателей: химические и электроракетные. Если рассмотреть их характеристики, то химические двигатели имели большой срок полезной работы, но менее высокую скорость движения. Электроракетные двигатели, в свою очередь, способны развивать огромное ускорение и позволить космическому аппарату достичь значительно более высокой скорости.

Одним из научных учреждений, занимающихся разработкой электроракетных двигателей, является лаборатория электроракетной технологии Итальянского национального института ядерных исследований. В литературе можно найти ссылки на итальянских ученых, которые занимались разработкой системы ракетных двигателей с ионным движением. Наукой, связанной с разработкой и применением электроракетных двигателей, является электроракетная технология.

Одной из особенностей электроракетных двигателей является использование электрического поля для ускорения заряженных рабочих жидкостей или газов. Такие двигатели имеют высокую удельную энергию и могут развивать огромную скорость. Это позволяет использовать электроракетные двигатели для кораблей, которые хотят сократить срок полета до других планет, а также для автоматических аппаратов, которые необходимо доставить на дальние орбиты.

Связанные понятия

Одной из ключевых особенностей электроракетных двигателей является высокий коэффициент полезной тяги и удельной импульса, что увеличивает продолжительность полета космического аппарата и позволяет ему достигать больших скоростей. Также электроракета позволяет осуществлять автоматическое управление движением и ориентацией аппарата в космосе, что значительно сокращает сроки обращения к земле для правки орбиты.

В работе электроракетного двигателя основную роль играет электрический разряд, при помощи которого происходит ускорение газов. Этот процесс происходит за счет создания высокого напряжения с помощью электрической установки, которое приводит к ионизации газа. Ионы ускоряются с помощью электрического поля и вылетая из сопла создают тягу, которая обеспечивает движение ракетного аппарата в пространстве.

Электроракетные двигатели широко используются для автоматических исследовательских миссий, а также для полетов космических кораблей. С их помощью исследовались верхние слои атмосферы, проводились исследования космического пространства, а также осуществлялись полеты на другие планеты и исследование источников энергии в электрическом поле. В настоящее время электроракетные двигатели активно используются в космической программе различных стран. В Советской и Российской Федерации разработка и использование электроракетных двигателей началось еще в середине XX века.

Электрический ракетный двигатель

Один из ключевых компонентов электрического ракетного двигателя – это топливные источники. Вместо обычных химических топлив, используемых в реактивных двигателях, электрический двигатель работает на основе ионных или плазменных движителей. Это позволяет достичь небольшого расхода топлива и увеличить удельный импульс. Как результат, двигатель может работать в течение длительного срока без необходимости перезаправки.

Преимущество электрического ракетного двигателя заключается в его высокой эффективности и скорости. В то время, как классический реактивный двигатель обеспечивает тягу за счет выброса горящего топлива, электрический двигатель использует более эффективный принцип работы. Он создает тягу путем ускорения ионов или плазмы с помощью электрического поля. Это позволяет достичь очень высоких скоростей и увеличить тягу.

В Советской России и СССР на исследование и разработку электроракетных двигателей уделялось особое внимание. Одним из самых известных исследовательских аппаратов, оснащенных электрическим двигателем, был ракетный аппарат «Луна». В его составе были установлены электроракетные двигатели, которые обеспечивали движение и маневренность аппарата. Использование электрического двигателя позволило значительно увеличить продолжительность работы аппарата в космическом пространстве.

Электрический ракетный двигатель имеет свою классификацию по техническим характеристикам. В частности, он может быть классифицирован по тяге, топливу, напряжению и другим параметрам. Также важным параметром является рабочий режим двигателя, который может быть постоянным или импульсным в зависимости от конкретного случая использования.

Электрический ракетный двигатель играет важную роль в развитии космической технологии и в исследованиях космического пространства. Его использование позволяет увеличить эффективность и продолжительность космических миссий, а также открыть новые перспективы для исследований и открытий в научной области.

Литература

Этот газодинамический испытатель провел много исследовательских работ в области электроракетных двигателей с малым коэффициентом сгорания. В своей работе он описывает основные технические характеристики электроракетных двигателей, работающих на базе атомной реактивной системы, а также применение этих двигателей в исследовательских аппаратах.

Второй источник, которого стоит упомянуть, это научно-популярный журнал «Ракетный исследователь» советской эпохи. Он публиковал статьи о различных типах электроракетных двигателей, включая ионные и плазменные двигатели. В одной из статей описывается работающий на жидком топливе электрический двигатель, который может достичь удельной энергии и ускорение около 70 000 секунд, что сравнимо с энергией двигателей на реактивной системе.

Исследовательская работа в области электроракетных двигателей проводилась также на базе университетов и научных институтов. В 1973 году в США было введено в эксплуатацию установка для исследования электроракетных двигателей, работающих на газах с низким давлением и низким напряжением. В этой установке был использован топливный элемент на основе двухкомпонентного материала, который обеспечивал околоземную тягу.

Итальянская платформа для исследования электроракетных двигателей также провела свои исследования в этой области небольшими газовыми ускорителями. В рамках своих экспериментов они использовали такие топливные компоненты, как гелий и газы с низким удельным импульсом, что позволило им достичь высокой энергии двигателя.

Таким образом, история электроракетных двигателей насчитывает много лет и включает в себя множество интересных технологий и исследований в области этой уникальной платформы для движения космических аппаратов.

Название	Автор	Год выпуска
Топливные элементы космической эры	Митио	2021
Ракетный исследователь	Советская эпоха	1975

См. также

Использование электроракетных двигателей космических аппаратов становится все более популярным в современной космической индустрии. Несмотря на то, что эта технология имеет историю развития более 100 лет, ее применение все еще остается предметом научных исследований и технических разработок.

В Италии были проведены практические исследования по использованию электроракетных двигателей на космических аппаратах. В результате этих исследований была создана установка для испытаний электродвигателей и проведено большое количество испытаний на различных материалах и конструктивных решениях.

Одним из наиболее перспективных направлений развития электроракетных двигателей является создание электростатических двигателей с увеличенной удельной тягой. Такие двигатели могут быть использованы в качестве маршевых двигателей для космических аппаратов с небольшим сроком полезного использования.

Исследования в области электроракетных двигателей также позволили разработать систему ориентации космического аппарата с помощью электрическими тяги. Такая система ориентации использует электростатический двигатель для изменения орбиты и ориентации аппарата в космическом пространстве.

Ссылки на дополнительные материалы:

— Кодекс электроракетных двигателей космических аппаратов (джеффри, 2015).

— Краткие заметки по истории электроракетных двигателей (Митио, 2009).

Литература:

— Установка для испытаний электрических двигателей космических аппаратов (Исследовательский институт космического транспорта, 2010).

— Перспективы использования электростатических двигателей на космических аппаратах (Научный журнал «Космос и наука», 2005).

— Технические характеристики ракетных двигателей на электрической тяге (Испытания космических аппаратов, 2012).

Беседы о ракетных двигателях

Ракетные двигатели имеют длинную историю, начиная с исландца Октаэдрашинира и его работ по использованию порошка для создания тяги в 1250 году. С тех пор ракетные двигатели находили свое применение в различных сферах, включая космическую отрасль.

В космическом пространстве ракетные двигатели необходимы для обращения и управления космическими телами. Одним из наиболее распространенных типов ракетных двигателей является ракетный двигатель жидкостного типа. Он состоит из рабочей жидкости, используемой для создания тяги, и оршалножжители. Эти двигатели работают на основе принципа реактивного сгорания, где топливо и окислитель смешиваются и сгорают со значительной скоростью.

Другой тип ракетных двигателей, широко используемый в космических аппаратах, — это электроракетные двигатели. Эти двигатели используют энергию электрического тока, чтобы создать тягу. Одним из примеров таких двигателей является электротермический двигатель, который работает путем превращения электрической энергии в тепло и использования его для нагрева и выброса рабочей жидкости.

Ракетные двигатели позволяют космическим кораблям достигать орбиты Земли и совершать движение во время полета. Они также необходимы для правильной ориентации и траектории корабля. Кроме того, эти двигатели играют важную роль в передвижении и управлении космическими кораблями во время различных миссий.

Одной из особенностей ракетных двигателей является их способность создавать огромную тягу. Для сравнения, автомобильный двигатель может создать тягу до нескольких тысяч фунтов, в то время как ракетный двигатель способен создавать тягу до миллионов фунтов. Это связано с тем, что для достижения орбиты Земли и других космических миссий необходима огромная скорость.

Однако, у ракетных двигателей есть некоторые недостатки. Например, эти двигатели обладают низкой удельной скоростью импульса, что означает, что они требуют большого количества топлива для создания необходимой тяги. Кроме того, ракетные двигатели имеют большую массу, так как для их работы требуются большие количества материалов.

Введение электрических ракетных двигателей, таких как электроракетные двигатели, помогло сократить расходы на топливо и массу ракетных систем. Эти двигатели имеют высокую удельную скорость импульса и могут использовать энергию из солнечных панелей или ядерных реакторов. Они также обладают высокой точностью ориентации и контроля, что делает их идеальными для длительных миссий и исследований в космосе.

Примечания:

1. История ракетных двигателей насчитывает более восьми веков. В начале XIII века исландец Октаэдрашинира использовал порошок в качестве горючего для своих ракет.

2. В 1940-х годах, итальянский инженер Митио Джеффри предложил использовать жидкостное топливо и окислитель в ракетных двигателях. В то время он был великим шагом вперед и был использован во многих космических исследованиях.

3. Существует два основных типа ракетных двигателей: технические, которые используют небольшой срок сгорания горючего, и ракетные двигатели, которые имеют более продолжительное сгорание горючего.

4. Рабочая жидкость в ракетных двигателях состоит из горючего и окислителя. Когда они смешиваются и сгорают, они создают огромное напряжение и выделяют огромное количество тепла, что создает тягу.

5. В ракете используются различные виды топлива, такие как жидкое, твердое и газообразное топливо. Каждый из этих типов обладает уникальными характеристиками и может быть использован в различных случаях и для различных целей.

Перспективы

Электроракетные двигатели, работающие по принципу электротермической тяги, имеют широкий спектр возможностей для применения в космическом полёте. С их помощью можно значительно увеличить скорость и эффективность полёта космических аппаратов.

Основная идея электроракетных двигателей заключается в использовании электрической энергии для нагрева рабочего топлива до высоких температур. Это позволяет получить большую тягу и высокую скорость их выброса, что приводит к увеличению импульса и эффективности двигателей.

Взаимодействие электрического поля и газовой среды внутри двигателя создает силовое поле, которое направляет выброс газа и обеспечивает движение космического аппарата. Электроракетные двигатели могут быть конструктивно различными: от электростатических ускорителей до ракетного двигателя со сверхзвуковой скоростью газа.

В настоящее время электроракетные двигатели активно исследуются в научной и инженерной областях. Большинство этих исследований основано на теоретических исчислениях и конструктивно-технических разработках.

В Германии на протяжении последних десятилетий активно разрабатывался двигатель с литературным названием «рассвет». Этот двигатель имеет небольшую массу и может использоваться в космическом полете для выполнения маршевых полетов.

Одним из основных направлений развития электроракетных двигателей является улучшение их энергетических параметров. Для обеспечения высокой эффективности новых систем ракетного движения необходимо повышение импульса и снижение массы двигателя.

Важное значение имеет также совершенствование систем управления электроракетными двигателями, расширение их функциональных возможностей и увеличение надежности в работе. С этой целью необходимо проводить комплексные научные и инженерные исследования в области электрических двигателей.

В дальнейшем развитии электроракетных двигателей ожидаются значительные прорывы в области нанотехнологий и материаловедения. Значительные улучшения могут быть достигнуты в создании топливных систем с более высокой плотностью энергии и работой с различными видами рабочих движителей.

Таким образом, электроракетные двигатели имеют большие перспективы в космическом полете. Продолжая развиваться, они могут стать основным или вспомогательным средством перемещения космических аппаратов в следующие столетия. Этот способ приводит к появлению новых практических и научных знаний, связанных с использованием электроракетных систем и повышением эффективности космического полета.

Литература:

• В. В. Петров, А. И. Татарчук. «Электроракетные двигатели».
• В. С. Соловьёв, А. В. Туровец. «Электроракетный двигатель. Теория и практика».
• И. С. Волобуев, А. А. Муромцев. «Электрические двигатели космических аппаратов».

Классификация ЭРД

Электроракетные двигатели (ЭРД) различаются по нескольким основным параметрам:

Тип ЭРД	Описание
Ракетные ЭРД	Двигатели, работающие на ракетном топливе, состоящем из газовой смеси и твердых компонентов. В таких двигателях происходит полное сгорание топлива, что обеспечивает большую тягу и скорость движения. Ракетные ЭРД практически не имеют ограничений по применению в ракетных установках.
Атомные ЭРД	Двигатели, в которых источником энергии является атомная реактивная установка. Атомные ЭРД позволят работать электроракетам в течение десятков и даже столетий. Их использование связано с научной работой и практическими полетами исследовательских аппаратов.
Электрические ЭРД	Двигатели, работающие на электрическом токе. Они используют электричество для создания высоких напряжений, которые в свою очередь создают электрическое поле, прогоняющее рабочее тело двигателя и создающее тягу. Электрические ЭРД обладают низкой тягой, но очень высокой скоростью и эффективностью движения. Они наиболее полезны при длительных миссиях в глубокий космос.
Газовые ЭРД	Двигатели, использующие газовую газонасыщенную рабочую жидкость в качестве топлива. При работе таких двигателей газовая смесь пропускается через электронейтральные поле, которое приводит молекулы топлива в возбужденное состояние и ионизирует их. Полученный ионный поток создает тягу. Газовые ЭРД обычно используются для коррекции орбит и поддержания рабочего аппарата в определенном положении.

Таким образом, классификация ЭРД включает в себя различные типы двигателей, каждый из которых имеет свои технические особенности и способен выполнить определенные задачи в космической системе.

Примечания

• Реактивные двигатели являются основным способом обеспечения энергией космических аппаратов во время полёта.
• Электроракетные двигатели имеют низкую размерность и массу по сравнению с реактивными двигателями, что делает их идеальными для использования на различных типах космических аппаратов.
• Основными характеристиками электроракетных двигателей являются удельный импульс и тяга.
• Электроракетные двигатели работают на электрической энергии, используя различные технические и конструктивные решения.
• Классификация электроракетных двигателей включает такие типы, как электростатические двигатели и электрохимические двигатели.
• Для установки электроракетных двигателей на космические аппараты требуется особая платформа, которая обеспечивает безопасность и эффективность работы двигателя.
• Применение электроракетных двигателей на космических аппаратах позволяет сократить расход материалов и энергии во время полёта.
• История исследований и разработок электроракетных двигателей начинается с 20-х годов прошлого века в Германии и Италии.
• В современных исследовательских работах активно исследуются новые подходы к созданию электроракетных двигателей, включая использование различных типов газа в процессе сгорания.
• Двигатели электроракетной двигательной установки (ЭРДУ) находят применение на различных типах космических аппаратов, включая спутники, маршевые блоки и исследовательские корабли.

Ссылки:

• МИТиО РАН — http://www.energia.ru/
• КВРД — http://www.spaceengineers.org/