Войти
Геликонный двухслойный двигатель малой тяги является прототипом силовой установки космического корабля. Он был создан австралийским ученым доктором Кристиной Чарльз на основе технологии, изобретенной профессором Родом Босвеллом, оба из Австралийского национального университета.
Дизайн был проверен ESA, участвующий в его разработке.
Геликонный двухслойный двигатель малой тяги (HDLT) представляет собой тип плазменного двигателя, который выбрасывает высокоскоростной ионизированный газ для обеспечения тяги для космического корабля. В этой конструкции двигателя газ впрыскивается в трубчатую камеру (трубу источника) с одним открытым концом. Радиочастота переменного тока (на 13,56 МГц в прототипе) подается на антенну специальной формы, обернутую вокруг камеры. Электромагнитная волна, излучаемая антенной, заставляет газ разрушаться и образовывать плазму. Затем антенна возбуждает в плазме волну геликона, которая дополнительно нагревает плазму.
Устройство имеет примерно постоянное магнитное поле в трубке источника (обеспечиваемое соленоидами в прототипе), но магнитное поле расходится и быстро уменьшается по величине. от области источника и может рассматриваться как своего рода магнитное сопло. В процессе эксплуатации существует резкая граница между плазмой высокой плотности внутри области источника и плазмой низкой плотности в выхлопе, что связано с резким изменением электрического потенциала. Свойства плазмы быстро меняются на этой границе, которая известна как бестоковый электрический двойной слой. Электрический потенциал внутри области источника намного выше, чем в выхлопе, и это служит как для удержания большей части электронов, так и для ускорения ионов от области источника. Достаточное количество электронов покидает область источника, чтобы гарантировать, что плазма в выхлопе в целом нейтральна. Как и большинство ионных силовых установок, HDLT представляет собой двигатель малой тяги с высоким удельным импульсом (Isp).
Прототип двигателя малой тяги диаметром 15 см, работающий в режиме слабого магнитного поля, прошел первые испытания тяги в 2010 году, однако для правильного расчета общей тяги потребуется более полный метод испытаний. В настоящее время последний прототип двигателя проходит испытания на установке космического моделирования под названием «Wombat XL», расположенной в Австралийском национальном университете (ANU) обсерватория Маунт-Стромло.
HDLT имеет два основных преимущества перед большинством других ионов. подруливающие конструкции; во-первых, он создает ускоряющее электрическое поле, не вставляя в плазму ненадежные компоненты, такие как высоковольтные сети (единственный компонент, обращенный к плазме, - это прочный плазменный сосуд). Во-вторых, нейтрализатор не нужен, поскольку количество испускаемых электронов и (однозарядных) положительных ионов одинаковое. Таким образом, без движущихся механических частей и подверженности эрозии, доктор Чарльз объясняет: «Пока вы обеспечиваете мощность и топливо, вы можете жить вечно».
Основное применение для Эта конструкция двигателя предназначена для удержания спутниковой станции, долгосрочных переходов с LEO на GEO на орбиту и приложений для дальнего космоса. Хотя типичная конструкция может обеспечить 50-летний срок службы или сэкономить 1000 фунтов (≈454 кг) стартовой массы для больших спутников, этот тип двигателя также может значительно сократить длину межпланетного пространства. поездки. Например, поездку на Марс можно было бы сократить до 3 месяцев вместо 8-9 месяцев с использованием обычных химических ракет.
