Электрические РД

Электрический РД - ракетный двигатель, в котором в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия бортовой энергоустановки космического летательного аппарата, обычно это солнечные или аккумуляторные батареи, реже пассивные ядерные генераторы. Достоинство: высокий удельный импульс (удельная тяга) благодаря большой скорости истечения рабочего тела, достигающей 10-100 км/с. По удельному импульсу ЭРД многократно превосходят химические РД, у которых скорость истечения не превышает 4.5 км/с. Ограниченное применение ЭРД связано с необходимостью большого расхода электроэнергии (10-100 кВт на 1 Н тяги). Из-за наличия бортовой энергоустановки (и др. вспомогательных систем), а также из-за малой плотности тяги аппарат с ЭРД имеет малое ускорение. Поэтому ЭРД могут быть использованы только в космических летательных аппаратах, совершающих полёт либо в условиях слабых гравитационных полей, либо на околопланетных орбитах. Они применяются для ориентации, коррекции орбит КЛА и др. операций, не требующих больших затрат энергии. Однако из-за малой отбрасываемой массы рабочего тела время непрерывной работы таких ЭРД будет измеряться месяцами и годами; их использование вместо существующих химических РД позволит увеличить массу полезного груза КЛА. Выделяют электротермические, электростатические (ионные) и электромагнитные (плазменные) РД.
Электротермический РД - электрическая энергия используется для нагрева рабочего тела с целью обращения его в газ с температурой 1000-5000 К; газ, истекая из реактивного сопла создаёт тягу. В качестве рабочего тела используются вещества с малой молекулярной массой (например, водород, аммиак, гидразин), нагреваемые при помощи поверхностных нагревателей, дугового разряда или (в экспериментальных ЭРД) высокочастотного электромагнитного поля. Удельный импульс электротермического РД составляет 1.5-10 (кН*с)/кг, плотность тяги 0.3-3 МН/м2, время работы от нескольких часов до нескольких сотен часов.
Ионный (электростатическом) РД - двигатель, тяга которого создаётся истеканием ионизированного газа. Вначале производится ионизация рабочего тела, после чего ионы и электроны раздельно ускоряются в электростатическом поле (при помощи системы электродов), а затем вновь перемешиваются для нейтрализации объёмного заряда и, истекая, создают тягу. Вместо ионов в электростатических РД могут ускоряться заряженные (например, за счёт контактной разности потенциалов при отрыве капли от поверхности электрода) микроскопические капли, такие ЭРД называются коллоидными. Значение ускоряющего потенциала составляет для них около 2-7 кВ (для коллоидных 10-20 кВ) при плотности тока в несколько мА/см2. Удельный импульс электростатических РД 15-100 (кН*с)/кг, плотность тяги 30-50 Н/м2, время работы - более 1-го года.
Плазменный (электромагнитным) РД - двигатель, тяга которого создаётся истеканием плазмы. Рабочим телом является плазма любого вещества, ускоряемая за счёт силы Ампера в скрещенных электрическом и магнитном полях. Так, существуют модели, в которых действующей силой является реактивная сила отдачи, возникающая при разлёте продуктов разложения и испарения поверхностей твёрдых тел, облучаемых мощными импульсами лазерного излучения или импульсными электронными пучками.


ъМДЕЙЯ.пЕЙКЮЛЮ