Двигатели на эффекте Холла используются для искусственных спутников Земли, а также являются перспективными для использования в роботизированных космических аппаратах, совершающих продолжительные путешествия. Плазма, выталкиваемая из сопла такого двигателя, может развивать очень большие скорости. Цилиндрические холловские двигатели отражают направление миниатюризации двигателей этого класса и имеют меньшее отношение поверхности к объему, что предотвращает эрозию канала двигателя. Рабочим телом двигателей на эффекте Холла обычно является ксенон, нейтральные атомы которого ускоряются электрическим полем и теряют электроны, превращаясь в плазму. Плазма, выбрасываемая из сопла такого двигателя, может развивать скорость до 100000 километров в час. В новой работе исследователи во главе с Юнцзе Дин (Yongjie Ding) из Харбинского политехнического университета, КНР, предложили новую конструкцию впускных отверстий для цилиндрического холловского двигателя, значительно увеличивающую тягу двигателя.
В своей работе команда Дин изучила влияние угла ввода газа в цилиндрическую камеру холловского двигателя при помощи специального симуляционного программного обеспечения под названием COMSOL и показала, что ввод газа под углом к оси цилиндра приводит к формированию вихревых потоков, благодаря которым существенно повышается плотность газа на периферийных участках цилиндрической камеры. Это позволяет заметно повысить удельный импульс двигателя (на величину от 1 до 53,5 процента) при напряжении разряда в диапазоне 100-200 Вольт, сообщают авторы.
Цилиндрические холловские двигатели представляют собой относительно маломощные агрегаты. Однако низкая плотность потока рабочего тела может приводить к неадекватной ионизации, являющейся ключевым шагом на пути к созданию плазмы и генерации тяги. В целом увеличение плотности потока газа в канале разряда и снижение его радиальной скорости (скорости, перпендикулярной направлению тяги) ведет к росту производительности двигателя.
Комментариев нет:
Отправить комментарий