В прошлой публикации – об урановых снарядах — мы вели речь о способности к ударному взрыву многих металлов.
Продолжая начатый разговор, мы узнаем, что такое электрический реактивный двигатель, каковы принципы его работы и сфера применения, и даже получим ответ на вопрос, возможен ли полет на Марс в ближайшее время…
Для начала вернемся к ударным взрывам металлов. Важнейшим условием этого физического процесса является скорость металла.
Если для урана критическая скорость 1 500 м/с, для железа она превышает 4 000 м/с.
Поэтому от некоторых метеоритов, падающих на землю с такой или даже большей скоростью, не остается и следа. Они превращаются в тончайшую пыль…
На такую особенность обратил внимание еще в 1929 году знаменитый создатель наших ракетных двигателей и ракет Валентин Петрович Глушко.
Фото 1. Академик Валентин Петрович Глушко
Он написал статью под весьма интригующим заголовком «Металл как взрывчатое вещество».
В первых же ее строках автор сказал, что речь пойдет не об использовании металла в качестве взрывчатки, а о том, что при пропускании достаточно сильного импульса электрического тока через металлическую проволоку может произойти взрыв.
Температура при этом повышается до 300 000 градусов. Энергия такого взрыва превышает во много раз энергию взрыва самого мощного взрывчатого вещества, взятого в количестве, равном массе проволоки.
При этом сама энергия превышает энергию вызвавшего его импульса тока.
Энергия такого взрыва была использована В.П. Глушко в миниатюрном электрическом реактивном двигателе (ЭРД), разработанным в начале 1930-х годов.
Двигатель легко умещался на ладони.
В него поступала металлическая проволока и подавались электрические импульсы, превращающие ее в пар.
Фото 2. Электрический реактивный двигатель (ЭРД), созданный В.П. Глушко в 1929-1933 гг.
Этот пар выходил через специальное сопло со скоростью в несколько десятков тысяч метров в секунду.
Для космонавтики это значит очень многое.
Чтобы достичь второй космической скорости (11 км/с), вес топлива, баков и корпуса ракеты на керосине и жидком кислороде должен составлять более 99 % ее стартового веса.
Таким образом, на долю полезного груза приходится лишь сотая часть.
Это связано с недостаточно большой скоростью истечения продуктов сгорания, около 3 400 м/с.
Если же взять ЭРД со скоростью истечения 25 — 30 км/с, то вес полезной нагрузки может увеличиться в 20 раз!
Для полета на Марс требуется скорость 30 км/с. И здесь без ЭРД не обойтись.
Тогда вопрос: почему же мы сегодня не гуляем по Марсу, коль необходимый для этого двигатель существовал еще в 1932 году? Причин много. Вот хотя бы некоторые.
ЭРД способен работать только в пустоте космического пространства.
В обычной лаборатории вытекающая из него струя испарившегося металла смешивалась с воздухом и теряла скорость. Так, что даже тягу двигателя нельзя было достоверно измерить.
Лет через 20 подобные двигатели стали испытывать в специальных, очень дорогих вакуумных камерах.
Фото 3. Использования ЭРД делает возможным полет на Марс
Оказалось, что тяга подобных двигателей очень мала. Ее недостаточно даже для отрыва (только лишь двигателя!) от земли.
Тогда зачем же они нужны?
Они нужны для «неторопливого», длительного разгона в невесомости.
Смотрите. Если на тело массой 1 кг длительно действует сила 0,01 н (1 г), то через 28 часов оно приобретет скорость артиллерийского снаряда — 1 км/с, через 32 дня — 8 км/с (это первая космическая скорость), через 4 месяца — 30 км/с (третья космическая скорость), позволяющую лететь на Марс или вообще покинуть Солнечную систему.
Чтобы за 4 месяца набрать скорость 30 км/с, двигатель должен потреблять мощность… 300 Вт.
Не так много, в 3 раза меньше мощности утюга! Но у утюга есть розетка, а где взять розетку в космосе?
В качестве источника энергии для ракеты, оснащенной ЭРД, В.П. Глушко предложил использовать фотоэлементы.
Ракета, оснащенная такими двигателями, самостоятельно выйти в космос не может. Для старта должен применяться другой двигатель.
Но после выхода в космическое пространство «солнечная» ракета, оснащенная ЭРД, могла бы за несколько суток набрать такую скорость, которая недоступна для ракет любых других типов.
Подобная схема полета на Марс ныне рассматривается в российском проекте высадки космонавтов на Красную планету.
vunderkind.info
Электротермический ракетный двигатель — двигатель, в котором реактивную тягу создает струя газа, нагретого до высокой температуры. Нагрев происходит за счет воздействия электрической энергии. Электротермические двигатели можно разделить на два класса: электронагревные и электродуговые.Изобретателем электротермического ракетного двигателя считается В. П. Глушко (1908—1989). Он был заведующим Газодинамической лаборатории. В 1929 г. был спроектирован опытный образец, но, к сожалению, впоследствии этот тип двигателя не смог вывести космический аппарат за пределы атмосферы, в результате чего все исследования в этом направлении были свернуты.
В качестве рабочего тела в электротермических двигателях используется плазма, в них кроме температурного нагрева используются электрические силы. Четкой классификации электротермических двигателей пока что не существует, хотя можно выделить несколько направлений по характеру рабочего тела, используемого в двигателе. Они делятся на плазменные, использующие неразделенную плазму для ускорения, и ионные, принцип действия которых основан на предварительном делении ионов и электронов плазмы при последующей нейтрализации электронами на выходе из сопла двигателя.
В свою очередь, первая подгруппа делится на термические, или электродуговые, двигатели с магнитным давлением и магнитоэлектрические. Термические двигатели особенны тем, что их можно применять в составном двигателе как источник горячей плазмы для другого типа ракетного двигателя, в котором будет осуществляться дальнейший разгон плазмы за счет иных сил, например, за счет магнитного давления либо пересекающихся электрических и магнитных полей. В плазменных двигателях теоретически может достигаться режим, имитирующий работу фотонного или квантового двигателя. Это достигается при дальнейшем повышении температуры (предположительно, достигнув температуры в 150 ООО К, реализуется эффект излучения абсолютно черного тела, и энергия, вводимая или введенная в плазму, будет превращаться в излучение, световое давление которого может иметь внушительные параметры).
enciklopediya-tehniki.ru
 | В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 15 мая 2011. |
Российские электростатические (стационарные плазменные) двигатели Электри́ческий раке́тный дви́гатель электростати́ческий — электрический ракетный двигатель, ускорение частиц рабочего тела в котором осуществляется в электростатическом поле.
Электростатические ЭРД, в свою очередь, разделяются на:
Также известны как двигатели Кауфмана. Основная идея заключается в пространственном разделении источника ионов и ускорительной системы (ионно-оптическая система). Источником ионов может быть поверхностный ионизатор, газоразрядная камера (ГРК), основанная на электрическом разряде в плазме или ионизации высокочастотным электромагнитным полем;Wikimedia Foundation. 2010.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — электрический ракетный двигатель, в к ром предварительно ионизиров. рабочее тело ускоряется в сильном электростатич. поле. Для получения тяги используют положит. ионы обычно щелочных металлов, а также ртути и висмута (ионные двигатели) или… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Электростатический ракетный двигатель — реактивный двигатель, в котором рабочее тело, обычно щелочные металлы цезий, рубидий, а также другие элементы ртуть, аргон, и т. п., сначала подвергается ионизации, а затем образовавшиеся ионы ускоряются в сильном электростатическом поле… … Большая советская энциклопедия
ракетный двигатель — реактивный двигатель, тяга которого создаётся за счёт истечения продуктов сгорания топлива, сжатого газа, электрически заряженных частиц и др. Наиболее распространёнными являются твёрдотопливные и жидкостные ракетные двигатели. Давно известная… … Энциклопедия техники
ракетный двигатель — (РД) реактивный двигатель, использующий для работы только вещества и источники энергии, имеющиеся на перемещающемся аппарате (летательном, наземном, подводном). В зависимости от вида энергии, преобразующейся в РД в кинетическую энергию… … Энциклопедия «Авиация»
ракетный двигатель — (РД) реактивный двигатель, использующий для работы только вещества и источники энергии, имеющиеся на перемещающемся аппарате (летательном, наземном, подводном). В зависимости от вида энергии, преобразующейся в РД в кинетическую энергию… … Энциклопедия «Авиация»
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (ЭРД) ракетный двигатель, в к ром рабочее тело разгоняется до весьма высоких скоростей (недостижимых в химических ракетных двигателях) с помощью электрич. энергии. Для ЭРД характерны высокий уд. импульс и большая относит. масса электросиловой… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Ионный ракетный двигатель — то же, что Электростатический ракетный двигатель … Большая советская энциклопедия
ИОННЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. Электростатический ракетный двигатель … Большой энциклопедический политехнический словарь
КОЛЛОИДНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. Электростатический ракетный двигатель … Большой энциклопедический политехнический словарь
Электрический ракетный двигатель электростатический — Российские электростатические (стационарные плазменные) двигатели Электрический ракетный двигатель электростатический электрический ракетный двигатель, ускорение частиц рабочего тела в котором осуществляется в электростатическом поле. Эл … Википедия
biograf.academic.ru
 | В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 15 мая 2011. |
Российские электростатические (стационарные плазменные) двигатели Электри́ческий раке́тный дви́гатель электростати́ческий — электрический ракетный двигатель, ускорение частиц рабочего тела в котором осуществляется в электростатическом поле.
Электростатические ЭРД, в свою очередь, разделяются на:
Также известны как двигатели Кауфмана. Основная идея заключается в пространственном разделении источника ионов и ускорительной системы (ионно-оптическая система). Источником ионов может быть поверхностный ионизатор, газоразрядная камера (ГРК), основанная на электрическом разряде в плазме или ионизации высокочастотным электромагнитным полем;Wikimedia Foundation. 2010.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — электрический ракетный двигатель, в к ром предварительно ионизиров. рабочее тело ускоряется в сильном электростатич. поле. Для получения тяги используют положит. ионы обычно щелочных металлов, а также ртути и висмута (ионные двигатели) или… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Электростатический ракетный двигатель — реактивный двигатель, в котором рабочее тело, обычно щелочные металлы цезий, рубидий, а также другие элементы ртуть, аргон, и т. п., сначала подвергается ионизации, а затем образовавшиеся ионы ускоряются в сильном электростатическом поле… … Большая советская энциклопедия
ракетный двигатель — реактивный двигатель, тяга которого создаётся за счёт истечения продуктов сгорания топлива, сжатого газа, электрически заряженных частиц и др. Наиболее распространёнными являются твёрдотопливные и жидкостные ракетные двигатели. Давно известная… … Энциклопедия техники
ракетный двигатель — (РД) реактивный двигатель, использующий для работы только вещества и источники энергии, имеющиеся на перемещающемся аппарате (летательном, наземном, подводном). В зависимости от вида энергии, преобразующейся в РД в кинетическую энергию… … Энциклопедия «Авиация»
ракетный двигатель — (РД) реактивный двигатель, использующий для работы только вещества и источники энергии, имеющиеся на перемещающемся аппарате (летательном, наземном, подводном). В зависимости от вида энергии, преобразующейся в РД в кинетическую энергию… … Энциклопедия «Авиация»
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (ЭРД) ракетный двигатель, в к ром рабочее тело разгоняется до весьма высоких скоростей (недостижимых в химических ракетных двигателях) с помощью электрич. энергии. Для ЭРД характерны высокий уд. импульс и большая относит. масса электросиловой… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Ионный ракетный двигатель — то же, что Электростатический ракетный двигатель … Большая советская энциклопедия
ИОННЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. Электростатический ракетный двигатель … Большой энциклопедический политехнический словарь
КОЛЛОИДНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — см. Электростатический ракетный двигатель … Большой энциклопедический политехнический словарь
Электрический ракетный двигатель электростатический — Российские электростатические (стационарные плазменные) двигатели Электрический ракетный двигатель электростатический электрический ракетный двигатель, ускорение частиц рабочего тела в котором осуществляется в электростатическом поле. Эл … Википедия
dik.academic.ru
Российские электростатические (стационарные плазменные) двигатели Электри́ческий раке́тный дви́гатель электростати́ческий — электрический ракетный двигатель, ускорение частиц рабочего тела в котором осуществляется в электростатическом поле.
Электростатические ЭРД, в свою очередь, разделяются на:
Также известны как двигатели Кауфмана. Основная идея заключается в пространственном разделении источника ионов и ускорительной системы (ионно-оптическая система). Источником ионов может быть поверхностный ионизатор, газоразрядная камера (ГРК), основанная на электрическом разряде в плазме или ионизации высокочастотным электромагнитным полем;Wikimedia Foundation. 2010.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (ЭРД) ракетный двигатель, в к ром рабочее тело разгоняется до весьма высоких скоростей (недостижимых в химических ракетных двигателях) с помощью электрич. энергии. Для ЭРД характерны высокий уд. импульс и большая относит. масса электросиловой… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — электрический ракетный двигатель, в к ром предварительно ионизиров. рабочее тело ускоряется в сильном электростатич. поле. Для получения тяги используют положит. ионы обычно щелочных металлов, а также ртути и висмута (ионные двигатели) или… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Электростатический ракетный двигатель — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
Электростатический ракетный двигатель — реактивный двигатель, в котором рабочее тело, обычно щелочные металлы цезий, рубидий, а также другие элементы ртуть, аргон, и т. п., сначала подвергается ионизации, а затем образовавшиеся ионы ускоряются в сильном электростатическом поле… … Большая советская энциклопедия
Ионный двигатель — Испытания ионного двигателя на ксеноне … Википедия
Двигательная установка космического аппарата — Маршевый двигатель транспортной системы «Спейс Шаттл» во время огневых испытаний в «Космическом центре и … Википедия
ЭРД — электрический ракетный двигатель электрический реактивный двигатель техн. Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с. ЭРД эксплуатационная и ремонтная документация ЭРД экспериментальный… … Словарь сокращений и аббревиатур
dic.academic.ru
