Как можно увеличить мощность двигателя на Шевроле Нива

Одной из основных составляющих транспортного средства является двигатель, без которого невозможно движение. Эта сложная система преобразует энергию, которая появляется вследствие сгорания топлива. В результате получается механическая энергия, которая и отвечает за движение машины.

Содержание

Насколько мощный двигатель у Нивы Шевроле

Рассматриваемый нами автомобиль имеет бензиновый двигатель, объем – 1690 см. Многие владельцы данного авто частенько задумываются о том, возможно ли увеличить мощность. И если можно, то как? Увеличение показателей реально достичь, выполнив доработку двигателя. В простонародье это называется «тюнинг».

Зачем увеличивать мощность движка

Эта процедура дает ряд преимуществ, к примеру, улучшается динамика, благодаря чему автомобиль чувствует себя увереннее на дороге. Существует несколько способов, с помощью которых мы увеличиваем показатели мощности мотора. Их можно использовать как раздельно, так и в совокупности для достижения наибольшего эффекта.

Читайте также: Как делается замена сцепления Нива Шевроле своими руками

Как увеличить мощность двигателя на Шевроле Нива

1. Замена запчастей двигателя обеспечивает большую мощность за счет смены геометрии комплектующих. Это цилиндры увеличенного объема, поршни и клапаны большего диаметра, удлиненные шатуны. Метаморфозы геометрии дают возможность увеличить силу движка на 15%.
2. Наиболее эффективным способом повышения мощности движка в настоящее время является установка турбонаддува. Очень важно серьезно подойти к вопросу выбора турбины, потому как если вы купите неподходящую деталь, можно получить эффект, которой сильно отличается от предполагаемого. При таком виде наддува в цилиндр поступает предварительно сжатый воздух, хоть объем и остается без изменений. Как следствие, количество воздуха и мощность мотора увеличиваются. Надо обратить внимание, что увеличение объема влечет за собой более высокий расход топлива. Благодаря установке турбонаддува отмечается прирост мощности в пределах 30-35%.
3. Чип-тюнинг – еще один способ модернизации двигателя Нивы Шевроле.
   Около 10 лет назад в отечественных автомобилях стали использоваться блоки управления. Чип-тюнинг основывается на изменении микросхем, которые уже существуют в блоке. Это так называемая прошивка, способная выбрать оптимальные режимы мотора. Чип-тюнинг является самым экономичным видом модернизации движка, при этом, дает возможность владельцу Нива Шевроле добиться увеличения максимальных характеристик для своего автомобиля, примерно на 10%. Интересно то, что благодаря перепрошивке блока управления, можно вносить изменения в работу машины в разных направлениях: снизить мощность мотора, уменьшить количество потребляемого топлива. И, наоборот, увеличить мощность, и в результате возрастет потребление бензина. Лучше всего остановиться на золотой середине.

Читайте также: Пошаговая замена вентилятора печки Нива Шевроле своими руками

Тюнинг двигателя – довольно затратное удовольствие

Как мы видим, самым эффективным способом увеличения силы, является установка турбонаддува. Самым экономичным считается чип-тюнинг. Разница в эффективности процедуры и в цене довольно большая. Также можно использовать три вида модернизации одновременно, в результате чего мы получаем максимально мощный автомобиль в сравнении со своими «товарищами», которые только сошли с конвейера.

Стоит ли тюнинговать двигатель Нива Шевроле

Прежде чем выполнять ряд метаморфоз, необходимо определиться с целями их проведения. Чаще всего они обусловлены профессиональной надобностью. То есть когда автомобиль используется в профессиональных целях. Также движок, подвергшийся тюнингу, гораздо реже беспокоит своего владельца в холодное время года, стойко перенося морозы. Но бывает, что владельцев Нива Шевроле подталкивает к модернизации желание выделиться на дороге.

Читайте также: Почему не заводится Нива Шевроле и причиныhtml

https://www.youtube.com/watch?v=yK8CS12DsRU

Как вам статья?

Японский двигатель на ниву 21213

Двигатель от какой иномарки можно поставить на «Ниву»?

Теоретически. Если не вдаваться в подробности данной переделки, то на автомобиль ВАЗ-2121 «Нива» можно поставить любой двигатель снятый с легкового автомобиля.

Практически. На автомобиль ВАЗ-2121 «Нива» можно установить двигатель, соответствующий следующим условиям:

1. Поместится в подкапотное пространство автомобиля максимально просто, т.е. при этом не придется разрезать «телевизор» или менять форму кузова, автомобиль останется не видоизмененным.
2. Будет иметь мощность сравнимую со штатным двигателем, в крайнем случае будет немного мощнее (90 — 110 л.с.). Если поставить слишком мощный двигатель, придется дорабатывать весь автомобиль (подвеску, трансмиссию, особенно тормоза), что будет крайне длительно, проблематично и, самое главное, не рентабельно.
3. Будет иметь явные преимущества по сравнению с ВАЗовским двигателем, иначе такая переделка будет просто бессмысленной.

На мой взгляд, автомобилю ВАЗ-2121 не хватает дизельного двигателя, поэтому если бы я поставил перед собой задачу заменить двигатель, выбрал бы именно дизельный двигатель.

Экономия топлива при езде по бездорожью, приемлимая тяга, которой бы всегда хватало с запасом. «Нива» это все-таки автомобиль не для каждодневного передвижения по городу, это больше автомобиль помощник, автомобиль для охоты, рыбалки, трофи-рейдов, пересеченной местности.

Конкретные примеры по замене двигателя.

ВАЗ-2121 «Нива» с двигателем от Peugeot 1.9D

ВАЗ-2121 «Нива» с двигателем от Nissan LD20II.

Заниматься такой переделкой или нет — это личное дело каждого. При замене двигателя неизбежно придется столкнуться с многими проблеми, самая главная из них — это соединение двигателя с ВАЗовской КПП или установка другого двигателя и КПП в сборе.

Можно пойти также и по другому пути. ВАЗовский двигатель, конечно, технический устаревший, откровенно слабоватый для такого автомобиля, но можно найти грамотного моториста, который может увеличить объем двигателя, поднять степень сжатия, перенастроить двигатель и даже родной двигатель будет ехать совсем по-другому.

Всем привет. С первого дня владения нивой, у меня чесались руки повысить мощность без потери надежности. После раздумий остановился на японском моторе. На драйве уже не мало написано про установку 3S-FE от Noah с родной ВАЗовской коробкой.
Но я захотел пойти другим путем, неизведанным. Выбор пал на 3S-GE+МКПП от Алтеззы. Самое главное было, срастить коробку от алтезы с раздаткой нивы.

Пол пришлось порезать и немного щиток передка

Сделал крепление РПМ на балку ( в стандарте крепиться к двигателю)

Подушки сделал из пластин 5мм и части родного кронштейна

Потом возникла проблема с рулевым, места под него совершенно не было. Пришлось немного подпилить поддон

И в итоге поставил рейку от Noah SR50

Коробку и раздатку закрепил с помощью самодельного подрамника

К электрику и на сварку выхлопа возил вот так:

Сейчас идет окончательная сборка, всякие мелочи остались, которые отнимают очень много времени

Может показаться что работ тут не так много, но в машине изменениям подверглись все части авто, только задний мост не трогал пока еще.
Более подробно расписано у меня в БЖ.

FakeHeader

Comments 73

Прошло 3 года, как поживает Нива, коробка с раздаткой и двигатель в Ниве?

всё хорошо, без поломок

а на шниву sxe15? чтобы с акпп и с раздаткой. подобрать валы между шрусами.

Честно, не понял вопрос

поставить туда 3s или 7а с полноприводных, чтобы не морочиться с родной раздаткой, а просто подобрать установку агрегата и к нему валы до шрусов на передней подвеске.
sxe10 — заднеприводная sxe15 — полноприводная, и мост у нее слева.

самый простой это 3s+акпп 4wd, от Noah

а чем хуже альтезовский вариант? на бусах они ездят более нагруженые и на альтезах можно отхватить а650е вместо 340-ой.

место под эту коробку будет в ниву? я имею ввиду чтобы привода нормально стояли?

альтезовский вариант sxe10 будет как у тебя 2wd и далее раздатка нивы и так далее, по длине 340-я и 650ые коробки одинаковы, на передний мост совсем не влияет.
а с полноприводной sxe15 а340h/340f и можно штатный альтезовский редуктор использовать, он к картеру двигателя прикреплен и вал на правую сторону идет сквозь картер, а можно как и на родном оставить родной редуктор, только с передним карданом возможно нужно будет подогнать длину.

Sxe15 нет такого кузова, ну а по электрике ты сможешь подключить а340?там центральный диф очень тесно связан с TRC и ABS

вечером посмотрю какие доки у меня есть на тойоты.
в принципе ничего сложного. 2вд работает и в отсутствие трс и абс, а в 4вд марковских трс блок в мозг не заводит сигналы.
странно — в альтезах нет 4вд — в марковках/краунах именно так расходятся по модификациям — МоторПоколениеПривод
например JZX100 моно или полнопривод JZX105, JZS171|JZS175…

4WD на Алтезах на Beams или на JZ
S помоему только жопоприводные.

джеи в ниву не влезут. а бимс — что ты имеешь в виду — все они немного бимсы после середины 90х.
другое название этого недоразумения — vvti&double vvti.

он тоже в ниву не лезет, да и яповоды его очень не жалуют, хотя старый до ввти был говорят надежнее всего.

Sxe15 нет такого кузова, ну а по электрике ты сможешь подключить а340?там центральный диф очень тесно связан с TRC и ABS

да и 340-я в отличии от 650ой еще гидравлика, LE — 3 клапана управляют передачами, LS — дополнительно клапана могут частично включаться (т.н. ШИМ)

отчаянный проект ) работы проделано много… удачи в завершении, ну и чтобы результат радовал

Слушай а чей прицепик-нивовоз на фотке?:)) да, в 4вд гемора в разы больше… но зато какой кайф когда машина поедет))

Не в коем случае не хочю тебя отговаривать и устрашать. Просто увидел вспомнил сказал как есть. Чтоб знал что возможно всхлопотать от него. Запомни одно простое правило если GE начал ломаться то не надо начинать впихивать в него бабло! Просто бери контрактный и все! Деньги и нервы с экономишь

Стоял такой мотор у меня на алтезе на автомате. Без обид но не тот мотор ты выбрал для токого грандиозного дела дружище! Да прет конечно он нормально для 2х литрового атмо ну чайника 2.5 спокойно натягивает. Но есть у него один жирнюший минус! Этот мотор сплошной гемор! Просто катастрафическая заноза в заднице! У него вечно ебут мозг(извиняюсь за выражение) эти муфты! Б.я как же они меня мучали ооо… как я с ним воевал кто бы знал все лето он мне ломал мозг этот GE. Я Книгу по нему на сквозь истер, спецов звал делал делал менял новые ставил муфты столько бабок в него вбухал просто жесть и все безтолку потом плюнул! Воткнул контрактный побегал на нем чуток и опять 25. Потом еше прибавился дросель чето сним было… еше чето там было уже даже и вспоминать не хочу. Короче я сделал такой вердикт(для себя) что этот мотор больше никогда в жизни не будет стоять у меня под копотом НИКОГДА! Это самый сложный, не ремонтно пригодный, дорогой, ДВС который у меня был! Япохи меня разочировали с этим мотором. И кого я не встречаю в городе на алтезах все как один говорят что он го. но! Вот такая история про 3S-GE(Yamaha) :)))

Серийные версии полноприводного внедорожника Нива (Lada 4×4) традиционно встречаются на дрогах СНГ исключительно с бензиновым двигателем, хотя завод-изготовитель предпринимал попытки установить дизельный ДВС на эту модель. По этой причине одной из тем, связанных с популярным джипом, является возможность самостоятельно установить дизельный двигатель на Ниву.

Дизельный двигатель, особенно в простой атмосферной версии, на серьезных внедорожниках является более предпочтительным вариантом сравнительно с бензиновым агрегатом. Такой мотор имеет много очевидных преимуществ:

• высокий крутящий момент дизеля на низких оборотах незаменим для внедорожной машины;
• дизельный двигатель расходует намного меньше топлива, что немаловажно при езде по бездорожью;
• требования к качеству солярки заметно снижаются при условии использования атмосферного дизеля;
• больший ресурс дизельного двигателя до серьезного ремонта позволяет активно и долго эксплуатировать такой мотор;

Главным недостатком является уязвимость высокоточной топливной аппаратуры дизеля, а также сложность и дороговизна последующего ремонта. В системе питания дизельного двигателя часто выходят из строя ТНВД и дизельные форсунки. Определенные сложности в процессе эксплуатации может вызвать также наличие турбонаддува (турбодизель), так как состояние турбины сильно зависит от качества топлива и дизельного моторного масла.

Читайте в этой статье

Серийная Нива с дизельным двигателем

Идею установки дизельного двигателя на модель Нива 2121 с самого начала пытались реализовать инженеры на заводе. Для Нивы предполагалось использовать отечественную версию 1.5-литрового турбодизельного мотора. С таким агрегатом опытные образцы не смогли эффективно справляться с ездой по бездорожью по причине недостаточной мощности. Следующим шагом стала установка аналогичного дизеля на 3-х и 5-и дверную версию Нивы, но уже с увеличенным рабочим объемом до 1.9 литра. Данные попытки успехом не увенчались, дизельная Нива с указанными ДВС не попала в серию.

Конструкция мотора: дизельный, рядный, 4-цилиндровый, с продольным расположением. Рабочий объем: 1905 см 3 . Одна из модификаций этого дизеля при установке на Ниву обеспечила машине следующие динамические показатели и эксплуатационные характеристики:

Нива с таким дизелем оказалась экономичной и неплохо показала себя на бездорожье, так как дизельный мотор Peugeot xud9sd обеспечивал полноприводному автомобилю приличный крутящий момент на «низах». Дополнительным плюсом импортного дизельного двигателя на Ниве оказалась его надежность и относительная простота в ремонте и обслуживании.

Что касается динамики, Нива 2121 с двигателем Peugeot xud9sd разгонялась до «сотни» очень медленно. Акцент был сделан на главном целевом назначении автомобиля — повышенная проходимость на тотальном бездорожье. Модель Нива с дизельным двигателем Пежо попала в серию, но машина выпускалась ограниченными партиями, а также шла исключительно на экспорт. В 2009 году серийное заводское производство дизельной Нивы полностью прекратилось.

Niva-Chevrolet дизель

Дальнейшие попытки почти «официально» установить дизельный двигатель на Ниву (модель Нива-Шевроле) предприняли в городе Тольятти. Для этого тюнинг-ателье под названием «Тема-Плюс» получило разрешение от производителя GM-АвтоВАЗ. Главной доработкой модели Нива-Шевроле стала установка итальянского дизельного двигателя производства Fiat в паре с японской трансмиссией Aisin.

Устанавливаем дизельный мотор на Ниву

Одним из доступных вариантов становится самостоятельная установка дизельного двигателя на Ниву. Для этого можно воспользоваться услугами крупных тюнинг-ателье или частных профессионалов, которые занимаются доработкой автомобилей. Установить дизель на Ниву можно также самому при наличии определенного опыта и специализированного инструмента. Нужно быть готовым к тому, что для законной эксплуатации автомобиля после замены двигателя обязательно потребуется регистрировать внесенные изменения в соответствующих государственных органах.

В процессе подбора дизельного агрегата многие задаются вопросом, какой дизель поставить на Ниву. Существует достаточное количество дизельных двигателей, которые могут быть установлены на этот автомобиль. На Ниву своими руками чаще всего устанавливают дизельные моторы японских и европейских брендов. Главным требованием становятся подходящие физические размеры силового агрегата для размещения в подкапотном пространстве Нивы.

Необходимость внести изменения в конструкцию начинается с особенностей крепления дизеля. Вторым нюансом выступает увеличение нагрузки на передней оси после установки дизельного ДВС на Ниву, так как мотор данного типа зачастую оказывается более тяжелым. По этой причине необходимо дополнительно усилить как подвеску, так и кузов после размещения мотора. Практически всегда замене будет подлежать и штатная коробка передач.

В списке общих изменений в конструкцию Нивы под дизельный мотор отмечены: замена передних опор двигателя, доработанный поддон, изменения выпускной системы. Модернизации подлежит и система охлаждения двигателя. Радиатор охлаждения зачастую меняют (подходит радиатор от автомобиля ГАЗ Газель).

Также вносятся изменения по ходовой части, отдельные элементы заменяются на усиленные. Для обычной Нивы их можно позаимствовать у Niva-Chevrolet. Что касается эксплуатации дизеля, отдельно рекомендуется установка системы подогрева дизтоплива.

На Ниву также можно установить дизель Peugeot с индексом xud 11, но в данном случае КПП уже нужно будет менять. Коробка ВАЗ с этим мотором долго не выдержит. Решением становится КПП от модели Fiat Polonez. Дополнительно потребуется установка другого сцепления. Не менее часто на Ниву устанавливают дизельные двигатели с японских автомобилей. Подходят агрегаты c индексом Toyota 3c/ct мощностью 80 и 100 л.с. Для замены КПП можно использовать 5-ступенчатую коробку от модели Noah производства Toyota.

Оптимальным вариантом станет дизельный двигатель и КПП, которые изначально были спроектированы для работы в паре. В этом случае задача упрощается благодаря соответствию всех точек крепления, а также совпадению по осям валов ДВС и трансмиссии. Данный подход позволяет исключить сложности в процессе совмещения дизельного двигателя и коробки передач, а также значительно увеличивает срок службы сопряженных узлов. Нет необходимости высчитывать, какой показатель крутящего момент способна выдержать та или иная коробка с различными дизельными двигателями.

Преимущества установки дизельного силового агрегата вместо бензина или ГБО. Выбор подходящего дизеля для ГАЗели и УАЗ (UAZ) на замену бензиновому мотору.

Сравнение бензинового и дизельного двигателя. Преимущества и недостатки дизеля, надежность дизельного мотора, особенности его обслуживания и эксплуатации.

Почему дизельный мотор имеет больший коэффициент полезного действия по сравнению с двигателями на бензине. Крутящий момент и обороты, энергия дизтоплива.

Почему масло течет из сапуна двигателя: признаки и основные причины такой неисправности. Как понять, почему через сапун гонит масло, диагностика неполадок.

Причины шумов и стуков при работе бензинового двигателя на разных режимах. Детонация, стук гидрокомпенсаторов, неисправности зажигания и другие причины.

Модуль увеличения мощности дизельного двигателя. Виды чип-боксов, особенности подключения и работы данных блоков. Преимущества и недостатки тюнинг-бокса.

Наш двигатель — ракетная компания Ad Astra

Двигатель VASIMR®

Усовершенствованная электрическая двигательная установка

Магнитоплазменный ракетный двигатель с переменным удельным импульсом (VASIMR®) — это флагманский проект Ad Astra, прорывной шаг вперед в развитии космических двигателей. Это продукт более чем 25-летнего исследования и разработок НАСА и Министерства энергетики (DoE) в области физики плазмы и технологии космических двигателей, а также 15-летнего развития дополнительных технологий в частном секторе компанией Ad Astra Rocket.

Двигатель VASIMR® — это мощный электрический ракетный двигатель, подходящий для широкого круга задач; от экономически устойчивых логистических операций в окололунном пространстве до высокоскоростного транспорта в дальнем космосе.

В двигателе VASIMR мощные радиочастотные (РЧ) волны запускаются специальными антеннами (мы называем их «ответвителями»), намотанными на керамическую трубку, куда подается пропеллент. RF ионизирует газ, превращая его в плазму (очень горячий электрически заряженный газ). Сильное внешнее магнитное поле ограничивает, направляет и, в конечном счете, ускоряет плазму, позволяя ей уйти, чтобы обеспечить полезную ракетную тягу.

VASIMR® может изменить наш способ передвижения в космосе, сделав его более экономичным, экономичным и устойчивым, а также открыв новые возможности для космической экономики.

Технический обзор

Электрические плазменные ракеты в целом и двигатель VASIMR® в частности могут работать при гораздо более высоких температурах, чем химические ракеты. В то время как обычные химические ракеты работают при температуре в тысячи градусов, электрические плазменные двигатели работают при температуре в миллионы! Это важно. Чем горячее выхлоп ракеты, тем быстрее он выходит из двигателя и тем экономичнее ракета. В ракетной терминологии скорость выхода выхлопных газов из двигателя выражается числом 9.0019 Удельный импульс (Isp) и измеряется в секундах. Для сравнения, лучшая из доступных сегодня химических ракет имеет Isp 500 с, тогда как двигатель VASIMR® может достигать 5000 с и выше.

Уникальность двигателя VASIMR® заключается во многих особенностях его конструкции. Вот некоторые из них:

• Без движущихся частей . В отличие от большинства химических ракет, которым нужны сложные насосы и турбомашины, VASIMR® не имеет движущихся частей. Он состоит из двухступенчатого ядра ракеты, каждая ступень имеет свой собственный радиочастотный (РЧ) ответвитель. Плазма создается на первом этапе и дополнительно нагревается радиочастотными волнами на втором этапе. Магнитное сопло ускоряет горячую плазму для создания полезной тяги.
• Переменная I sp и тяга при постоянной мощности . Уникальной особенностью двигателя VASIMR® по сравнению с другими ракетами является его способность изменять параметры выхлопа, тяги и удельного импульса (Isp) при работе на фиксированном уровне общей мощности. Мы называем этот метод «Дросселирование с постоянной мощностью» (CPT), функция похожа на переключение передач в автомобиле. Низкая передача приводит к высокой тяге, низкой скорости и большому расходу топлива, а высокая передача связана с высокой скоростью, низким расходом топлива, но малой тягой. В то время как автомобиль переключает передачи для оптимизации расхода топлива при движении по холмистой местности, двигатель VASIMR® использует CPT для оптимальной эффективности при перемещении по гравитационным холмам и долинам межпланетного пространства.

Большинство электрических ракет могут изменять свой удельный импульс (Isp ) путем изменения ускоряющего напряжения.

Однако при этом они также неохотно изменяют настройку мощности двигателя, что нежелательно. В двигателе VASIMR® изменение осуществляется без изменения общей мощности за счет изменения только доли этой мощности, поступающей на каждую ступень. Для высокой тяги мощность направляется преимущественно на первую ступень, производящую больше плазмы (большую тягу) при более низкой скорости истечения (низкий Isp). При высоком Isp на первую ступень подается меньше мощности, а на вторую больше, что снижает производство плазмы, но увеличивает ее температуру и, следовательно, скорость истечения.

• Высокая удельная мощность. Полная намагниченность ионов и электронов позволяет ракете VASIMR® управлять более плотной плазмой, чем другие электрические ракеты, такие как ионные двигатели или двигатели Холла. Это приводит к более компактной и менее массивной конструкции. Ионные двигатели с сеткой обычно не имеют намагниченности, тогда как двигатели Холла демонстрируют только электронную намагниченность. Удельная мощность двигателя VASIMR® составляет 6 МВт/м2 по сравнению с 0,2 МВт/м2 для двигателей Холла и 0,04 МВт/м2 для ионных двигателей с сеткой.
• Без электродов. Ракета VASIMR® не имеет встроенных в плазму электродов, которые могут разрушаться Отказ от физических электродов имеет первостепенное значение для обеспечения надежности и долговечности.
• Нейтрализатор не требуется. Традиционные электрические ракеты, такие как ионные двигатели и двигатели Холла, представляют собой электростатические ускорители. Положительные ионы из плазмы извлекаются и ускоряются через высоковольтный промежуток. Однако полученный ионный пучок необходимо нейтрализовать, чтобы ракета не стала отрицательно заряженной из-за дисбаланса заряда, что заставит ионы вернуться обратно. Эта нейтрализация осуществляется с помощью внешнего «нейтрализатора», который распыляет на ионный пучок равное количество отрицательных электронов, чтобы сделать поток нейтральным. Ракета VASIMR® не требует такого нейтрализатора. В то время как ионы (будучи более массивными) действительно обеспечивают основную часть тяги, как ионные, так и электронные популяции в плазме должны течь вместе, и любой дисбаланс заряда самокорректируется, чтобы удовлетворить физическое требование, согласно которому плазма должна быть по существу нейтральной.
• Может использовать несколько порохов . VASIMR работает со многими различными газами и даже их смесями. Различные виды топлива полезны для разных типов миссий. Для мощных ядерных электрических двигателей и межпланетных путешествий мы могли бы использовать водород (хранящийся в виде жидкого водорода обеспечивает очень хорошую радиационную защиту для людей). Для роботизированных миссий с солнечной электроэнергией, ближе к среде Земля-Луна, лучше всего подходит аргон. Цена топлива является важным фактором в космической экономике, поддерживаемой электрическим двигателем. При цене 1000 долларов за кг ксенон, предпочтительное топливо для ионных двигателей и двигателей Холла, слишком дорог. В двигателе VASIMR® используется аргон, который при цене 5 долларов США за кг является значительно более экономичным.

Принцип работы

Механизм работы

Принцип работы

Как уже говорилось выше, VASIMR® представляет собой мощный электрический плазменный двигатель. Механизм, лежащий в основе того, как это работает, на самом деле довольно прост. Газ — мы обычно используем аргон, но успешно провели испытания с гелием, водородом, неоном, криптоном и другими — вводится в то, что мы называем «ядро ракеты». Ядро ракеты разделено на 3 ступени. В первом газ впрыскивается и нагревается с помощью радиочастотного (РЧ) соединителя для получения плазмы. По мере того, как эта плазма переходит на вторую ступень, на нее воздействует большая ВЧ-мощность (от второго ВЧ-ответвителя), которая возбуждает плазму. Энергия плазмы преобразуется в высокую скорость истечения на третьей ступени, магнитном сопле, и выбрасывается для обеспечения тяги ракеты.

Одним из захватывающих аспектов работы с движком VASIMR® являются творческие инновации.

Наш двигатель производит очень горячий выхлоп. Температура выхлопа VASIMR® составляет от 1 до 5 миллионов градусов. Обычно такие температуры невозможно удержать в канале из обычного материала, однако, поскольку ядро ​​нашей ракеты окружено сверхпроводящим магнитом, который создает магнитное поле внутри ядра, плазма не вступает в контакт с какой-либо физической структурой. Практически нет предела тому, насколько горячими мы можем сделать выхлоп.

Наш двигатель электрический, а это означает, что для работы нам нужен источник электроэнергии.

VASIMR® может работать с различными источниками питания; для испытаний, которые мы провели на земле, мы используем электроэнергию из сети, мы считаем, что для полетов между низкой околоземной орбитой и Луной солнечные панели были бы практичным вариантом для питания наших двигателей, и по мере развития ядерной энергетики мы считаем, что это также может обеспечить устойчивый вариант электроэнергии для путешествий в дальний космос.

Технические характеристики движка

Настоящая красота этого движка заключается в его универсальности и масштабируемости. Во-первых, это просто двигатель, то есть его можно поместить под любой метафорический «капот». Это позволяет нам работать со многими различными компаниями и государственными учреждениями. Гибкость работы с различными видами топлива также позволяет выполнять различные типы миссий с одной и той же платформой двигателя. Более того, его масштабируемость от сотен киловатт до нескольких мегаватт делает его пригодным для роботизированных, солнечных электрических грузов, а также для перевозки людей в дальний космос с использованием ядерной электроэнергии.

Ниже приведены технические характеристики двигателя VASIMR® мощностью 200 кВт, использующего аргон в качестве топлива.

73

% Эффективность двигателя

6

(Н) Упорный

5000

SEC Удельный импульс (Isp)

Определяющие характеристики

Эффективность

Эффективность двигателя VASIMR®, определяемая как отношение выходной реактивной мощности к входной RF, составляет 73% при уровне мощности 200 кВт, очень конкурентоспособная производительность по сравнению с другими электрическими подруливающими устройствами, что в сочетании с другими его характеристиками делает двигатель VASIMR® экономически эффективным вариантом для приложений с высокой мощностью.

Универсальность

Одной из наиболее недооцененных характеристик VASIMR является его универсальность. На уровне продукта это просто двигатель, то есть он может работать под любым метафорическим «капотом». В качестве электрического двигателя он может быть настроен на получение электроэнергии из различных или комбинации источников (батареи, солнечные батареи, ядерные электрические реакторы). Он может использовать различные типы топлива (аргон, водород, неон, криптон и многие другие). В конечном счете, из-за всех этих других вариаций его можно использовать в качестве двигательной установки для множества различных приложений/миссий.

Высокомощный

В отличие от других электрических ракетных двигателей, которые существуют и работают в космосе сегодня, двигатель VASIMR®, естественно, является двигателем большой мощности, лучше всего работающим от сотен киловатт до нескольких мегаватт. Чтобы достичь высокой мощности, классические электрические двигатели должны прибегать к объединению множества двигателей меньшего размера, что увеличивает размер, сложность и массу.

Переменная Isp

Isp или удельный импульс ракетного двигателя просто показывает, насколько быстро выхлоп выходит из указанного двигателя. Чем быстрее выхлоп, тем экономичнее ракета и тем выше Isp. В то время как в большинстве ракет Isp является постоянной величиной, двигатель VASIMR® имеет возможность оптимально варьировать ее в соответствии с требованиями миссии с минимальным количеством топлива. Изменение Isp в двигателе VASIMR® достигается за счет использования нескольких видов топлива и выборочного распределения электроэнергии между двумя ступенями ракеты.

Как мы вписываемся в современную и будущую космическую экономику

Многие люди не подозревают, насколько наша повседневная жизнь зависит от космоса и спутников. Каждый раз, когда вы ищете ближайшее кафе или заправочную станцию, выполняете банковский перевод или пользуетесь банкоматом, эти действия триангулируются из космоса. Не говоря уже обо всех технологиях, которые мы используем в повседневной жизни и которые на самом деле являются продуктом освоения космоса. Технологии развиваются с поразительной скоростью, однако наши средства передвижения и пребывания в космосе не сильно продвинулись с 19 века.50-е годы.

В космосе есть работа.

Спутники, упомянутые ранее, нуждаются в обслуживании. В противном случае они станут космическим мусором. Мусор вращается вокруг Земли со скоростью 17 500 миль в час. Хламом стали не только спутники, разгонные ступени химических ракет остаются на орбите сотни лет. Мы запустили так много вещей в космос, но так и не смогли понять, как эффективно убирать за собой.

В настоящее время вокруг Земли на очень высоких скоростях вращается более полумиллиона объектов.

Столкновение с космическим мусором — одна из самых больших угроз для членов экипажа и космического корабля на орбите. Если один из этих кусков космического мусора столкнется с крупным спутником, это может привести к финансовой катастрофе, а в некоторых случаях поставить под угрозу благополучие целых сообществ. Механизм VASIMR® может помочь решить эту и многие другие проблемы, связанные с космической логистикой.

В нашей современной космической экономике преобладают химические двигатели с небольшой нишей на рынке маломощных электрических двигателей (также известных как ионные двигатели). Химический двигатель — единственный способ, которым мы можем подняться с Земли в космос, но в космосе этот тип движения теряет большую часть своей эффективности.

Химические двигатели по-прежнему будут абсолютно необходимы для поддержки растущей космической экономики, однако, если мы хотим создать устойчивое и эффективное присутствие в космосе, нам необходимо разработать и внедрить мощные электрические двигатели.

Двигатель VASIMR® предлагает эффективное, экономичное, устойчивое и надежное решение для наших потребностей в космических перевозках и логистике. Это помогает открыть пространство, предоставляя больше возможностей и потенциала для будущего присутствия и исследования.

Масштабируемость VASIMR® как мощного электрического двигателя позволяет ему хорошо работать как с солнечными, так и с ядерными источниками электроэнергии, обеспечивая широкую универсальность миссии от роботизированных солнечных-электрических грузовых полетов до быстрого атомно-электрического транспорта людей для дальние космические направления, такие как Марс и за его пределами. .

После нашего дебютного космического полета двигатель VASIMR® будет готов поддерживать роботизированные солнечно-электрические логистические миссии между низкой околоземной орбитой и Луной. По мере развития ядерно-электрических технологий мы сможем масштабироваться, чтобы соответствовать им с двигателями мощностью в несколько мегаватт, что будет иметь решающее значение для открытия человеком освоения дальнего космоса.

Для нашего выживания важно научиться жить в новых условиях. У всех видов, дошедших до этого момента, есть одна общая черта: они приспосабливаются. С растущим населением в 8 миллиардов человек мы перерастаем нашу планету и вызываем большую нагрузку на окружающую среду.

Мы зашли так далеко, потому что, как и другие виды, мы адаптировались, мы эволюционировали. Мы должны продолжать делать это, чтобы обеспечить наше выживание.

Скорость света — Почему ничто не может двигаться быстрее

Конечно, мысль о том, что существует предельное ограничение скорости, кажется абсурдной. Хотя скорость света очень высока по земным меркам, значение не имеет значения; любое ограничение скорости в природе не имеет смысла. Предположим, например, что космический корабль движется почти со скоростью света. Почему вы не можете снова запустить двигатель и заставить его двигаться быстрее — или, если необходимо, построить другой корабль с более мощным двигателем? Или, если протон вращается в циклотроне со скоростью, близкой к скорости света, почему вы не можете дать ему дополнительные энергетические импульсы и заставить его двигаться быстрее?

Интуитивное объяснение . Когда мы думаем о космическом корабле и протоне как о состоящих из полей, а не о твердых объектах, эта идея перестает быть нелепой. Поля не могут двигаться бесконечно быстро. Изменения в поле распространяются «трудоемким» образом, при этом изменение интенсивности в одной точке вызывает изменение в соседних точках в соответствии с уравнениями поля. Рассмотрим волну, возникающую, когда вы бросаете камень в воду: камень создает возмущение, которое движется наружу, поскольку уровень воды в одной точке влияет на уровень в другой точке, и мы ничего не можем сделать, чтобы его ускорить. Или рассмотрим звуковую волну, распространяющуюся по воздуху: возмущение давления воздуха распространяется по мере того, как давление в одной точке влияет на давление в соседней точке, и мы ничего не можем сделать, чтобы его ускорить. В обоих случаях скорость движения определяется свойствами передающей среды – воздуха и воды, и существуют математические уравнения, описывающие эти свойства.

Поля также описываются математическими уравнениями, основанными на свойствах пространства. Именно константа c в этих уравнениях определяет максимальную скорость распространения. Если поле имеет массу, есть также массовый член, который еще больше замедляет скорость распространения. Поскольку все состоит из полей, включая протоны и ракеты, становится ясно, что ничто не может двигаться быстрее света. Как писал Фрэнк Вильчек,

Один из самых основных результатов специальной теории относительности, что скорость света является предельной скоростью для распространения любого физического воздействия, делает концепцию поля почти неизбежной. – Ф. Вильчек («Постоянство эфира», стр. 11, Physics Today, 19 января.99)

Дэвид Боданис пытался изложить это следующим образом:

Свет всегда будет быстрым скачком электричества из магнетизма, а затем магнетизма, выпрыгивающего из электричества, и все это будет быстро отстреливаться от всего, что пытается догнать его. Вот почему его скорость может быть верхним пределом. – Д. Боданис

Однако Боданис рассказал только часть истории. Только когда мы признаем, что все, а не только свет, состоит из полей, мы можем заключить, что существует универсальное ограничение скорости.