Американские ученые заметно улучшили ионные ракетные двигатели

Учёные Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США разработали миниатюрную модифицированную версию плазменной двигательной установки, которая увеличивает срок службы ракеты и вырабатывает высокую мощность.

Также предложено решение для лучшей фокусировки ионного факела в двигателях с внешним разрядом. Всё это поможет создать ракету для полётов в дальний космос и повысить манёвренность кубсатов.

Исследователи сообщили о прорыве в двух направлениях. Во-первых, они создали очень и очень маленькую цилиндрическую версию двигателя Холла.

Во-вторых, разработали новую конструкцию так называемого двигателя Холла с внешним разрядом. Утверждается, что главным прорывом стала особая сегментированная конструкция одного из электродов, который участвует в формировании плазменного факела.

Классические ионные (плазменные) ракетные двигатели создавались по так называемой кольцевой схеме. Со временем выяснилось, что уменьшать такие двигатели в размерах довольно трудно, если ставится задача сохранить их КПД и относительную мощность. Пока электроника измерялась в размерах «шкафами», задача создать миниатюрный ракетный двигатель, обычно это подруливающий двигатель для орбитальных манёвров, не стояла. С появлением кубсатов потребность в таковых возникла и встала довольно остро.

Модернизированная конструкция цилиндрического двигателя Холла обеспечивает стабильность плазменного факела, его достаточную плотность и мощность. Та же «сегментированная» структура электрода повысила мощность и улучшила фокусировку факела двигателя Холла с внешним разрядом, когда разрядная камера отсутствует как класс. Плазма формируется вне двигателя в открытом пространстве и не разрушает стенки двигателя. Улучшенная конструкция плазменного двигателя с внешним разрядом, утверждают разработчики, — это новое слово в плазменных ракетных двигательных установках.