Крупногабаритные высокочастотные ионные двигатели

Авторы

Лёб Х. В.¹, Попов Г. А.^2*, Обухов В. А.^1**, Фейли Д. ³, Коллингвуд Ш. ^3***, Могулкин А. И.^4**

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Научно-исследовательский институт прикладной механики и электродинамики МАИ, Москва, Россия
3. Гиссенский университет им. Ю. Либиха , Ludwigstrasse 23, 35390 Giessen
4. Лаборатория «Исследования и разработка космических высокоимпульсных высокочастотных плазмодинамических электроракетных ионных двигателей»,

*e-mail: riame4@sokol.ru
**e-mail: riame@sokol.ru
***e-mail: cheryl.collingwood@physik.uni-giessen.de

Аннотация

Описывается крупногабаритный высокочастотный (ВЧ) ионный двигатель (ИД) ВЧИД-45 с ионизатором диаметром 48.6 см номинальной мощностью 35 кВт, тягой 760 мН и удельным импульсом 7000 с. Планируемый  ресурс должен быть не менее 50000 часов. Указанные параметры реализуются при токе пучка 7.0 А и положительном ускоряющем напряжение 4.5 кВ.
Ядерная энергетическая установка (ЯЭУ) мощностью 1 МВт может обеспечить электроэнергией кластер из тридцати таких двигателей. Двигательная установка может быть основана на меньшем числе двигательных модулей большей размерности и большей мощности, например, с диаметром ионизатора в 65 см при мощности 70 кВт или при диаметре 80 см с мощностью 105 кВт. Такой двигатель может развивать тягу до 1.08 Н.
Двигатель ВЧИД-45 был сконструирован с использованием опыта создания двигателей семейства RIT меньшей размерности. Заложенные в конструкции характеристики были выведены из законов подобия, установленных при разработке двигателей семейства RIT.

Ключевые слова:

высокочастотные ионные двигатели; конструкция двигателя; законы масштабирования; высокая мощность; высокий удельный импульс; лунный грузовой корабль; пилотируемый марсианский корабль; космическая ядерная энергоустановка

Скачать статью