Электрический ракетный двигатель термический — тип электрического ракетного двигателя , характеризуется тем, что вначале электрическая энергия используется для нагрева рабочего тела ( газа ). Затем термическая энергия струи преобразуется в кинетическую энергию струи в со́пле. Обычно это сопло Лаваля , позволяющее ускорить газ до сверхзвуковых скоростей. Первая в мире действующая модель данного двигателя была получена в 1929 году газодинамической лабораторией Ленинградского Физико-технического института под руководством Глушко В. П.

Краткие технические характеристики

Двигатели делятся по типу нагрева газа. Самый простой — электронагревный. В нём газ нагревается за счёт теплообмена с нагревательным элементом . Нагревательный элемент делается из электропроводящего материала, выдерживающего высокие термические нагрузки ( графит , сплавы вольфрама , молибдена , рения ). В электродуговом электрическом двигателе газ нагревается в электрической дуге постоянного или переменного тока .

Так как газ не может быть нагрет выше температуры нагревателя, наибольшую скорость истечения можно получить при той же температуре с газом малой молекулярной массы ( водород , гелий ). На практике использование водорода затруднено из-за сложности его хранения. Иногда используется аммиак или гидразин , которые хранятся в жидком виде. Также возможно использование азота и других химически инертных газов.

Максимальная скорость истечения в таких двигателях зависит от средней молекулярной массы истекающих газов, температуры и показателя адиабаты :

${\displaystyle w={\sqrt {{\frac {2k}{k-1}}{\frac {\ R_{u}T}{M}}}}}$

где ${\displaystyle w}$ — скорость истечения, ${\displaystyle k}$ — показатель адиабаты , ${\displaystyle R_{u}}$ — универсальная газовая постоянная , ${\displaystyle T}$ — температура , ${\displaystyle M}$ — молекулярная масса . Отсюда видно, что для достижения максимальной скорости нужно использовать газ с минимальной молекулярной массой (например, водород ) и нагревать газ до высокой температуры. В электрической дуге газ можно нагреть до 15 000 К.

Ссылки

Примечания

В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску ). Информация должна быть проверяема , иначе она может быть удалена. Вы можете статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок . ( 14 ноября 2011 )