Interested Article - Двигатель на эффекте Холла

Схема двигателя на эффекте Холла с протяжённой зоной ускорения

Дви́гатель на эффе́кте Хо́лла — разновидность электростатического ракетного двигателя , в котором используется эффект Холла (обеспечивает замкнутый дрейф электронов). При равных размерах с другим типом электростатического ракетного двигателя — ионным , холловский двигатель обладает большей тягой. Двигатели используются на космических аппаратах с 1972 года . Второе название данного двигателя — плазменный ракетный двигатель. Однако зачастую под плазменными двигателями подразумевают все электрические ракетные двигатели .

Устройство

Холловский двигатель состоит из кольцевой камеры между анодом и катодом , вокруг которой расположены магниты. С одной стороны в камеру подаётся рабочее тело, с другой стороны происходит истекание плазмы. Нейтрализация положительного заряда плазмы производится электронами, эмитируемыми с катода.

По принципиальной схеме холловские двигатели делятся на (ДАС) и с протяжённой зоной ускорения (СПД).

Принцип действия

Между анодом и катодом поддерживается электрическое напряжение . В кольцевую камеру подаётся рабочее тело (например, ксенон ). Под действием электростатического поля ионы разгоняются в осевом направлении. В радиальном направлении действует магнитная сила, которая в соответствии с эффектом Холла приводит к появлению тока в азимутальном направлении (замкнутый дрейф электронов в скрещенных электрическом и магнитном полях под действием силы Лоренца ). Такое движение электронов обеспечивает дополнительную ионизацию рабочего тела, а также снимает ограничение по плотности ионного тока , характерное для обычного ионного двигателя, и позволяет достичь относительно высоких массовых расходов рабочего тела, и, как следствие, тяги двигателя .

Применение

Применение холловских двигателей в СССР началось в 1972 году . Их серийное производство налажено в 1982 году . Наиболее современным из этих двигателей является SPT-140, в 2017 году выведший на целевую орбиту спутник Eutelsat 172B .

В 2017 году на орбиту запущен спутник с установленным на нём холловским двигателем нового поколения производства израильской компании « Рафаэль » .

Спутники Starlink оснащены двигателями, работающими на эффекте Холла, с использованием криптона в качестве рабочего тела .

См. также

Стационарный плазменный двигатель

Примечания

↑ Ходоненко В. П., Хромов А. В. Корректирующие двигательные установки для малого космического аппарата // Вопросы электромеханики. — 2009. — Т. 109 .
, с. 138—144.
(неопр.) . Русский переплет (26 июля 2002). — «мнение Сергея Твердохлебова, одного из ведущих разработчиков Холловских двигателей в ЦНИИМАШ ... серийные корректирующие установки с Холловскими двигателями систематически используются на геостационарных КА с 1982 года.» Дата обращения: 10 января 2015. 3 июля 2015 года.
(рус.) . www.roscosmos.ru. Дата обращения: 1 ноября 2017. 1 ноября 2017 года.
. NEWSru.co.il . из оригинала 17 октября 2017 . Дата обращения: 17 октября 2017 .
(англ.) . www.cbsnews.com . Дата обращения: 24 мая 2019. 17 ноября 2020 года.

Литература

Гришин С. Д., Лесков Л. В. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов. — М. : Машиностроение, 1989. — 216 с. — ISBN 5-217-00595-5 .
Горшков О. А. , Муравлев В. А., Шагайда А. А. / Коротеев А. С.. — М. : Машиностроение, 2009. — С. 208. — ISBN 978-5-217-03440-6 .