Море и космос
В Московском авиационном институтe разрабатывают эффективный ионный двигатель для космических аппаратов. Об этом сообщили в прeсс-службe МАИ.
Учёные института работают над повышением энергоэффективности ионных двигателей для космических аппаратов. Цель учёных — улучшить конструкцию высокочастотного ионного двигателя, рассчитав оптимальные геометрические параметры её основных элементов.
Проектом занимается коллектив лаборатории высокочастотных ионных двигателей Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ. В составе научной группы — руководитель проекта, ведущий научный сотрудник НИИ ПМЭ МАИ Вартан Абгарян, заместитель начальника лаборатории Андрей Мельников, инженер-конструктор лаборатории и аспирант кафедры 208 «Электроракетные двигатели, энергетические и энергофизические установки» МАИ Олег Пейсахович и инженер лаборатории Александра Купреева. Проект поддержан грантом РНФ.
— Исследования в области высокочастотных ионных двигателей ведутся в МАИ уже более 10 лет. — рассказывает Андрей Мельников. — Ионный двигатель на основе высокочастотного разряда может работать практически с любым веществом, находящимся в газообразном состоянии. Это важная особенность с учётом актуальной тенденции перехода электрических ракетных двигателей на альтернативные дорогостоящему ксенону вещества. При этом для организации энергоэффективного процесса ионизации в таком двигателе необходима оптимизация геометрических параметров элементов конструкции. Эта задача и решается в рамках проекта.
Ионные двигатели могут использоваться в качестве двигателей коррекции, довыведения и увода космических аппаратов на орбиту захоронения после завершения срока их активного существования, а также в качестве маршевых двигателей: например, для аппаратов, выполняющих научные миссии в дальнем космосе.
По сравнению с другими типами электроракетных двигателей, ионные двигатели обеспечивают более высокие значения удельного импульса тяги. Это позволяет более экономно расходовать запасы рабочего тела — то есть газа, создающего тягу. Кроме того, высокая скорость истечения ионов рабочего тела позволяет космическому аппарату достичь значительно более высоких скоростей, чем при использовании жидкостных ракетных двигателей.
— В рамках проекта был проведён расчётный анализ влияния геометрии разрядной камеры, в которой происходит генерация плазмы, и электродов ионно-оптической системы, обеспечивающих фокусировку и ускорение ионного пучка, на характеристики высокочастотных ионных двигателей с диаметром пучка 160 мм, — продолжает Андрей Мельников. — В результате были определены геометрические параметры этих элементов конструкции, соответствующие наилучшей энергоэффективности двигателя такого типоразмера.
В ближайшей перспективе коллективу предстоит решить ещё ряд задач. Например, планируется оценить возможность улучшения характеристик двигателя за счёт использования дополнительного постоянного магнитного поля в области высокочастотного разряда. Также будет усовершенствована инженерная модель, которая применяется для оценки характеристик двигателя. Работы планируется завершить до конца 2023 года.
Ранеe сообщалось, что в Московском авиационном институте создадут жаростойкоe защитноe покрытие для космичeских аппаратов.