კოსმოსში გრძელვადიანი მუშაობისთვის გამოყენებული უნდა იყოს სანდო ელექტრული სარაკეტო ძრავები, რომელთა პლაზმური ნაკადის სიჩქარე წამში ასხუთი მეტრი ან მეტია. პლაზმური ძრავების აქტიური განვითარება გასული საუკუნის შუა ხანებიდან დაიწყო. დღეს კი ეს სამუშაო გრძელდება.
დაიწყეთ კვლევა
ჩვენს წინაპრებს დიდი ხანია სურდათ კოსმოსში გაფრენა. დიდი ხნის განმავლობაში, გაზი აქტიურად იყო შესწავლილი ელექტრული გამონადენის გამოყენებით. იგი მოთავსებულია შუშის კონტეინერში ელექტროდებით. შემდეგ, როდესაც წნევა შემცირდა, გამოჩნდა კათოდიდან გამომავალი სხივები, რომლებიც სინამდვილეში, როგორც მოგვიანებით გაირკვა, იყო ელექტრონების ნაკადი.
და 1886 წელს აღმოაჩინეს, რომ კათოდში ხვრელების გაკეთებისას, სხვა სხივები, აირების იონიზებული ატომები, გადაჭიმული იყო მათგან საპირისპირო მიმართულებით. მაგრამ მაშინ, რა თქმა უნდა, მათ არ იცოდნენ, რომ მათ გამოიყენებდნენ რეაქტიული ბიძგების მოსაპოვებლად.
საბჭოთა კავშირის დღეებში ფიზიკისა და ტექნოლოგიური SOAN-ის ლაბორატორიებში შემუშავდა იონებისა და პლაზმის ამომყვანები ამ ტექნოლოგიების გამოსაყენებლად კოსმოსური ფრენის მანქანებში. მუშაობა დაიწყო 1950-იან წლებშიმეოცე საუკუნე. გაიხსნა ორი ტიპის მოწყობილობა:
- ეროზიული ძრავა (იმპულსი);
- სტაციონარული პლაზმური მამოძრავებელი (არაპულსური).
ეს ორი ტიპი გამოიყენება დღემდე.
ეროზიული და სტაციონარული
პლაზმური ძრავა, რომელიც დღეს ცნობილია, მუშაობს საქშენიდან პლაზმური ჭავლის რეაქტიული ძალის გამო. თავად პლაზმა წარმოიქმნება ელექტრული გამონადენის საშუალებით. უფრო მარტივი ძრავის ენერგიის წყაროსთვის, არჩეულია პულსირებული რეჟიმი (ეროზიული პლაზმური ძრავა). ენერგიის წყაროა კონდენსატორი, რომლის სიმძლავრეა 0,5 მიკროფარადი და ძაბვა 10 კვ. ის იტენება ტრანსფორმატორიდან დიოდებით და რეზისტორებით.
ასეთი მოწყობილობების დახმარებით წარმოიქმნება მცირე და ზუსტი იმპულსური ბიძგები, რომელთა მიღება შეუძლებელია სხვა ტიპის სარაკეტო ძრავების მუშაობით. პულსირებული პლაზმური ამომყვანები წარმატებით გამოსცადეს 1964 წელს Zond-2 კოსმოსურ სადგურზე.
SPD არის ამაჩქარებლის ვარიანტი გაფართოებულ ზონაში და ელექტრონების დახურული დრიფტით. ასეთ მოწყობილობებს შეუძლიათ იმუშაონ დიდი ხნის განმავლობაში. ორი ქსენონის ძრავა პირველად 1972 წელს გაუშვა საბჭოთა მეტეორზე.
ოპერაციის პრინციპი: პროტოტიპი
ინსტალაცია მუშაობს შემდეგნაირად. კონდენსატორისთვის ძაბვა არის უფსკრული დენის გამტარ კოლექტორსა და გამონადენი კამერის ელექტროდებს შორის. როდესაც ძაბვა მიაღწევს ავარიის მნიშვნელობას, ძრავის პალატაში ჩნდება ელექტრული გამონადენი. იქ ჰაერი თბებაათი ათასი ერთეული და იძენს პლაზმურ მდგომარეობას. წნევა მკვეთრად იზრდება და პლაზმური ჭავლი დიდი სიჩქარით გამოდის საქშენიდან.
რაკეტა, რომელიც დაკავშირებულია ძრავთან, იღებს რეაქტიულ ძალას რეაქტიულიდან. რბილი ბრუნვის მისაღწევად, რაკეტას ამაგრებენ ბურთულიანი საკისრით და ბალანსდება საპირწონედ.
ყველაზე რთული ელექტრო ერთეული არის კოლექტორი, რომელიც აწვდის დენს. ელექტროდებს შორის ხარვეზები უნდა იყოს არაუმეტეს ნახევარი მილიმეტრით. მაშინ კონდენსატორისგან ენერგიის დაკარგვა თითქმის არ იქნება და რაკეტის ბრუნვის დაწყებისას დამატებითი ხახუნი არ წარმოიქმნება.
თავად რაკეტას და მთელ პლაზმურ რაკეტის ძრავას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ზომები, მაგრამ წყაროს სიმძლავრე და კონდენსატორის ზომა უნდა შეესაბამებოდეს. ძირითადი ერთეულებისა და რაკეტების დიზაინის გამოსათვლელად მოსახერხებელია სქემის გამოყენება გამოთვლის შემდეგ სპეციალური ფორმულებით.
ექსპერიმენტული მნიშვნელობები მაგალითზე
მაგალითზე მოცემული ძაბვის ექვსი ათასი ვატი და კონდენსატორის სიმძლავრე 0,510 (-6) f, გამოთვლების შედეგად, ენერგია, რომელიც გამოიყოფა ძრავის კამერაში არის 5,4 ჯ. და თუ ტემპერატურის სხვაობა არის 10000K, მაშინ კამერის მოცულობა უდრის ნახევარ კუბურ სანტიმეტრს.
მაშინ ელექტრული წრედის ელემენტები იქნება:
- ტრანსფორმატორი 2205000V, სიმძლავრე 200 ვატი;
- მავთულის რეზისტორი 100 ვატი სიმძლავრით.
ამ მოდელს აქვს ოპერაციული ძაბვა ათას ვოლტზე მეტი და ამიტომ უნდა იყოსიყავით ძალიან ფრთხილად მასთან მუშაობისას და დაიცავით უსაფრთხოების ყველა აუცილებელი წესი.
უსაფრთხოების წესები ექსპერიმენტისთვის
- გაშვებას ახორციელებს ერთი ადამიანი. სხვები შეიძლება დადგეს მოწყობილობიდან ერთი მეტრის მანძილზე.
- ყველა ოპერაცია და ბლოკის ხელით შეხება შეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის გამორთულია ელექტრომომარაგებიდან, ამის შემდეგ სულ მცირე ერთი წუთის მოლოდინის შემდეგ. შემდეგ კონდენსატორს ექნება დრო დატენვისთვის.
- ელექტრომომარაგება უნდა განთავსდეს ლითონის კოლოფში, ყველა მხრიდან დაკეტილი. ექსპლუატაციის დროს ხდება დამიწება სპილენძის მავთულის საშუალებით, რომლის დიამეტრი უნდა იყოს არანაკლებ ერთნახევარი მილიმეტრი..
ნამდვილი რაკეტებისთვის პლაზმური ამომყვანები უნდა იყოს რამდენიმე ათასჯერ უფრო ძლიერი! შესაძლოა ისინი, ვინც დღეს ატარებენ ექსპერიმენტებს მცირე ნიმუშებით, ხვალ აღმოაჩენენ პლაზმის ახალ შესაძლებლობებსა და თვისებებს.
