Ionenmotor voor diepe ruimte, het principe van werken in Rusland met zijn eigen handen
Ionenmotor voor ruimtevaartuigen.
Technologie is in ontwikkeling!
De ionenmotor biedt de mogelijkheid om het ruimtevaartuig zonder zwaartekracht te versnellen tot snelheden die niet beschikbaar zijn voor andere bestaande typen ruimtemotoren.
De aard, structuur en werking van ionenmotor
Vooruitzichten voor het gebruik van ionenmotoren
Behaalde specificaties van ionenmotor
De aard, structuur en werking van ionenmotor:
Ionenmotor - een soort elektrische raket motor, het werkingsprincipe is gebaseerd op het creëren van een straalstuwkracht aan de basis van het geïoniseerde gas, versneld tot hoge snelheden in een elektrisch veld.
Voor het eerst het apparaat ion thruster werd voorgesteld door de Russische wetenschapper Tsiolkovsky in 1906 werd gestart met verdere theoretische studie van deze kwestie. Op dit moment, het is een praktische realiteit.
De ionenmotor werkt door geïoniseerd gas te gebruiken, en elektriciteit.
Werk lichaam, is meestal een geïoniseerd inert gas (argon, xenon, enzovoort.), maar soms kwik.
Het inerte gas wordt naar de ionisator gevoerd (gas-, ioniserende camera) ion motor. Op zichzelf, het gas is neutraal, maar het bombardement van hoogenergetische elektronen wordt geïoniseerd. De motorontsteking wordt geïnitieerd door een kortstondige stroom elektronen die bij ontlading worden uitgezonden (ioniserend) cel. In de ionisator produceren hoogenergetische elektronen ionisatie van het arbeidsfluïdum is gas. Dus in de kamer, een mengsel van positieve ionen en negatieve elektronen.
Voor “filteren” van elektronen verschijnt in de camerabuis met het kathodegaas, die de elektronen aantrekt. Positieve ionen worden aangetrokken door het extractiesysteem dat bestaat uit 2 of 3 mazen (positief geladen en negatief geladen). Tussen de roosters wordt ondersteund door het grootste verschil in elektrostatische potentialen (+1090 volt naar -225 op intern versus extern). Als gevolg van contact van de ionen tussen de roosters, ze worden versneld en de ruimte in geworpen, het ruimtevaartuig versnellen, volgens de derde wet van Newton. De elektronen die in de kathodebuis zitten (de katalysator), worden door de motor onder een kleine hoek naar het mondstuk en de ionenstroom uitgestoten.
Om elektriciteit op te wekken zonnepanelen. Maar in de toekomst is het de bedoeling om een nucleair installatie.
Het gebruik van een extern magnetisch veld in het ion motor maakt het mogelijk om de energie-efficiëntie van het systeem te verhogen.
Ionenmotoren worden gekenmerkt door een hoog momentum. Ze geven een kleine hoeveelheid gas uit om een manoeuvre uit te voeren.
Regeling en apparaat van ionenmotor:
Voordelen van de ionenmotor voor ruimtevaartuigen:
- creëert de mogelijkheid om het ruimtevaartuig zonder zwaartekracht te versnellen tot snelheden die niet beschikbaar zijn voor andere bestaande typen ruimtemotoren
- verbruikt minder brandstof dan conventionele straalmotoren
- in de ionenmotor kan een zeer hoge specifieke impuls worden bereikt. Dit kan het verbruik van reactiemassa van geïoniseerd gas aanzienlijk verminderen ten opzichte van de reactieve massastroom in chemische raketten
- voor de werking van de ionenmotor is de elektrische capaciteit klein genoeg - van 150 naar 500 Watts. Motoren van 150 naar 500 Watt kan op kleine satellieten worden geïnstalleerd,
- lage bedrijfstemperatuur, in tegenstelling tot conventionele straalmotoren,
- het werkende lichaam hoeft niet van hoge zuiverheid te zijn in tegenstelling tot conventionele raketten met chemische brandstof
- eenvoudig montage- en bedieningsontwerp,
- ionenmotor zal de levensduur van ruimtevaartuigen in 2-3 en vaker,
- reis naar Mars (en terug) is genoeg ionenmotor met een capaciteit van ongeveer 50 kW.
Vooruitzichten van toepassing van ionenstuwraketten:
Het gebruik van ionenstuwraketten in ruimtevaartuigen opent nieuwe perspectieven op ruimteontwikkeling, vooral, de lancering van ruimtevaartuigen.
Moderne trends zijn dat het aandeel van het lanceren van zware ruimtevaartuigen (1000 kg) is gestaag afgenomen en is in de orde van grootte van niet meer dan 30% van alle lanceringen.
Word een steeds populairder klein ruimtevaartuig met het gewicht van 100 kg tot 500 kg die zich in een lage baan bevinden tot 1,000 km en functioneert lange tijd - 5-10 jaar.
Kleine ruimtevaartuigen zijn satellieten en mobiele communicatiesystemen en radionavigatie, monitoring van land, atmosfeer en near-earth space.
Ionenmotoren in de nabije toekomst zullen de motoren van de orbitale beweging van kleine satellieten vervangen die hun actieve werk zullen uitbreiden (operatie) 2-3 tijden en verlengen hun leven vanaf 2-3 jaren tot 5-10 jaar.
Op lange termijn is het de bedoeling om alles uit te rusten, inclusief ionenmotor van zware ruimtevaartuigen waarmee je naar verre planeten en sterren kunt reizen, een bemande expeditie naar de planeten van het zonnestelsel, zware transportvluchten.
Behaalde specificaties van de ionenmotor. Stuwkracht, snelheid, efficiëntie ionenmotor:
| Kenmerken: | Waarde: |
| Energieverbruik, kW | 1-7 |
| De snelheid van het verstrijken van de ionen van de ionenmotor, km / s | 20-50 |
| De stuwkracht van de ionenmotor, mn | 20-250 |
| De efficiëntie van de ionenmotor, % | 60-80 |
| Tijd van continu gebruik, jaar | meer dan 3 |
Het gebruik van ionenstuwraketten:
- beheer van de oriëntatie en positie van satellieten in een baan om de aarde (momenteel),
- de belangrijkste tractiemotor van een klein onbemand ruimtestation (Momenteel),
- de belangrijkste tractiemotor, zwaar ruimtevaartuig (in de toekomst).
Bron: //cyclowiki.org/wiki/Ионный_двигатель, //go2starss.narod.ru/pub/E025_ID.html
Notitie: © Foto //www.pexels.com, //pixabay.com, //go2starss.narod.ru/pub/E025_ID.html
