Электрореактивные двигатели

Автор futureuser, 10.10.2006 17:54:46

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

/Иван/

16.01.2021 10:56:34 #1040 Последнее редактирование: 16.01.2021 11:21:10 от /Иван/
Цитата: «Известия» / 13 января 2021Просто в космос: ученые РАН создают прорывной двигатель для спутников
В качестве топлива в нем будут использоваться металлодиэлектрические пластины, запаса которых хватит на 10 лет автономной работы

Российские ученые предложили качественно новый вид двигателя для работы в космическом пространстве. В его основе лежит принцип возбуждения плазмы с помощью микроволнового искрового разряда. Такой агрегат можно устанавливать на малоформатных спутниках. В отличие от распространенных сегодня спутниковых двигателей на газовом топливе новое устройство будет использовать в качестве источника энергии специальные металлодиэлектрические пластины, запаса которых хватит для 10 лет автономной работы. Пластина радиусом 10 см может заменить 1,5 тыс. кубометров газового топлива. В будущем новые двигатели можно будет применять для освоения Солнечной системы.
 Мал, да удал:
Ученые Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН готовы создать опытный образец двигателя нового типа для работы в космическом пространстве. По их задумке движение должно происходить за счет использования нового описанного ими вида разряда, возникающего в газовой среде в результате действия микроволнового излучения. Физики назвали его микроволновым искровым разрядом (МИР).

-- У предложенного нами двигателя есть ряд преимуществ. Основное из них в том, что в качестве твердого топлива в системе используется металлодиэлектрический диск, -- сказал заведующий лабораторией газокинетических явлений в СВЧ-разряде ИОФ РАН Игорь Коссый.

С помощью МИР можно воздействовать на металлодиэлектрический материал таким образом, чтобы возбуждать плазму, которая и будет двигать летательный аппарат вперед. Мощность такого двигателя будет относительно невелика, но достаточна для движения в вакууме. Поэтому разработчики предлагают для начала использовать его на легких маломасштабных околоземных спутниках, которые сегодня востребованы в России и в мире.

Источником электромагнитного излучения в новом двигателе может служить стандартный магнетрон, используемый в обычных микроволновых печах. Размеры аппаратуры -- 50х50х100 см, вес -- 2 кг. Себестоимость нового агрегата -- около €1 тыс.

В качестве топлива двигателю нужна металлодиэлектрическая пластина. Например, диск из оргстекла диаметром 10 см и толщиной 2 см может служить источником 1,5 тыс. кубометров газа, который необходим для генерации плазмы. Твердое топливо позволит значительно уменьшить габариты спутника за счет той его части, в которой хранится применяемый сегодня для движения космических аппаратов газ в баллонах. По расчетам специалистов ИОФ РАН, запаса топливного диэлектрика на борту МКА может хватить на 10 лет автономной работы.

Сложность внедрения предложенного двигателя и его аналогов -- в сравнительно слабой тяге. Мощность механического импульса, который приобретает спутник в результате работы устройства, невелика. Но у авторов разработки есть идея, как усилить эту характеристику. Существующие сегодня расчеты механического импульса были сделаны исходя из конструкции двигателя, в которой микроволновое излучение подается непосредственно на металлодиэлектрическую поверхность. Если же микроволны будут поступать к генерирующей плазму поверхности, проходя сквозь радиопрозрачную толщу диэлектрического диска, в теории это может заметно увеличить механический импульс. Но гипотезу еще предстоит подтвердить во время эксперимента.
 Дождаться испытаний:
Опрошенные «Известиями» эксперты в области космической техники отнеслись к предложенному техническому решению ИОФ РАН с осторожным оптимизмом. С их точки зрения, идея плазменного двигателя интересна, но для окончательной оценки нужно дождаться ее воплощения «в железе».

-- Предлагаемая российскими учеными концепция двигателя имеет важное преимущество: рабочее тело в ней изначально находится в твердом, а не сжиженном состоянии, -- сказал руководитель Астрономического сообщества БФУ имени Иммануила Канта Алексей Байгашев.

По мнению эксперта, при прочих равных требованиях к двигателю это позволит значительно уменьшить объем, занимаемый топливом, упростить хранение, транспортировку и подготовку космического аппарата к запуску. Ключевой вопрос -- апробирование заявленной концепции в реальном космическом аппарате. Вероятно, после разработки нового двигателя и его наземных испытаний исследователи проведут запуск тестового микроспутника, который при малой массе и стоимости вывода на орбиту позволит в полной мере изучить работу двигательной установки в реальных условиях.

-- Для реализации ионного двигателя с таким источником плазмы требуются конструктивное решение и отработка в экспериментах, -- отметил профессор Высшей инженерно-физической школы Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (вуз -- участник проекта повышения конкурентоспособности образования «5-100») Олег Цыбин.

Нужны практические решения проблем материалов и технологии твердой поверхности, ее стойкости, разрушения, термодинамики, типа и ускорения ионов, их нейтрализации, пояснил эксперт. После их решения будут более понятны достоинства и недостатки двигателя, его возможности.
 Скорректировать траекторию:
Не исключено, что двигатели МИР окажутся полезными в ситуации, когда нужно экономить химическое топливо и корректировать баллистическую траекторию за большое время полета, полагает директор Учебно-научного института гравитации и космологии РУДН Александр Ефремов.

-- Однако пока у нас нет данных об их параметрах и возможностях, -- указал он.

Преимущество потенциальной установки на основе микроволнового искрового разряда, если она работоспособна, -- это ускоренный полет к различным небесным телам без расхода рабочего тела, либо с минимальным потреблением. Однако такое техническое решение пока вызывает вопросы, так как еще никогда не было практически реализовано, сказал кандидат технических наук, главный конструктор лаборатории «Астрономикон» и сотрудник кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Денис Малыгин. Экспериментальные данные однозначно не подтверждают и не опровергают работоспособность подобной установки, это связано в том числе с небольшой величиной предполагаемого эффекта, сравнимой с погрешностями измерений, отметил эксперт.

Подобные двигатели с ионной тягой применимы только в космическом вакууме и не могут перемещать транспортные средства через атмосферу, утверждает Денис Малыгин, поскольку ионные двигатели не работают в присутствии ионов вне двигателя. Такие устройства обладают высоким энергопотреблением (1-7 кВт), а на малых спутниках энергетика весьма ограничена. Более того, для достижения ускорения новому типу двигателей необходима длительная работа, что вновь возвращает к вопросу об энергетике спутника, добавил он.

-- Интересная идея. Она может найти применение в маневровых двигателях, которые используют в системе ориентации и стабилизации космических аппаратов, -- сказала руководитель направления «Аэрокосмические системы» центра проектной деятельности ДВФУ Анастасия Храмцова.

Для маршевых двигателей заявленная тяга очень мала, считает она. Вопрос в том, какое количество энергии необходимо для работы установки -- это решающий показатель при выборе двигателя на спутник.

/Иван/

18.01.2021 19:22:49 #1041 Последнее редактирование: 19.01.2021 04:15:05 от /Иван/
Цитата: «Наука и техника» / 18.01.2021Харьковские ученые создали ионно-плазменный двигатель для космоса

В течение двух лет Харьковский машиностроительный завод «ФЭД» совместно с учеными Харьковского авиационного института создавали космические ионно-плазменные двигатели, а в конце 2020 года провели испытания. Об этом рассказал директор завода «ФЭД» Виктор Попов.

Работы по созданию новой системы охлаждения спутников, в том числе и для межпланетных перелетов целых пять лет проводили ученые Харькова. «В течение этого длительного времени мы отработали не только конструкцию, но и технологии, и уже осуществили комплектование двух спутников Европейского космического агентства по заказу американской компании», - отметил Попов.
«Буквально в конце года мы провели испытания. Я бы сказал, что мы изготовили первый в мире украинский ионно-плазменный двигатель», - сообщил Попов.

По его словам, кроме двигателей специалисты создали новую систему охлаждения спутников: «Сами спутники уже находятся на монтажном комплексе стартовой площадки».

По словам Попова, все старты строго рассчитаны: «Поэтому мы ожидаем полет. Когда это все произойдет, мы везде напишем «Харьков в космосе! Снова в космосе. Международном космосе».

«Система охлаждения» принципиально новая. Она будет распространена и на охлаждение Лунных модулей и т.д., поэтому есть большая перспектива", - добавил директор завода «ФЭД». По его словам, к созданию систем привлечены как украинские, так и иностранные специалисты.

«Создание двигателей и системы охлаждения открывают для Харькова выход на мировой рынок. Не успели мы закончить два проекта, как уже получили предложения от Турции, Китая, Германии», - отметил Попов. По его словам, также получили от Вьетнама заказ на 100 ионно-плазменных двигателей.

P.S.
Цитата: Gunter's Space PageLOTUSat 1, 2
LOTUSat 1 (also known as JV-LOTUSat) are Vietnamese radar earth observing satellites to contribute to measures against natural disasters and climate change in Vietnam. The first satellite will be built in Japan by NEC, while the second is planned to be built in Vietnam.
P.P.S
Исправлена ссылка

cross-track

Цитата: /Иван/ от 16.01.2021 10:56:34Пластина радиусом 10 см может заменить 1,5 тыс. кубометров газового топлива.
возьмем для оценок самый крайний случай - легкий газ водород, кубический метр которого имеет массу 90 грамм. Значит, 1,5 тыс. кубометров водорода имеет массу 135 кг. И каким же образом диск из оргстекла диаметром 10 см и толщиной 2 см может заменить 135 килограммовый запас водорода?
Не все у нас еще хорошо, кое-что - просто замечательно!

Alex_II

Цитата: /Иван/ от 16.01.2021 10:56:34
Цитата: «Известия» / 13 января 2021Просто в космос: ученые РАН создают прорывной двигатель для спутников
В качестве топлива в нем будут использоваться металлодиэлектрические пластины, запаса которых хватит на 10 лет автономной работы

Российские ученые предложили качественно новый вид двигателя для работы в космическом пространстве. В его основе лежит принцип возбуждения плазмы с помощью микроволнового искрового разряда. Такой агрегат можно устанавливать на малоформатных спутниках. В отличие от распространенных сегодня спутниковых двигателей на газовом топливе новое устройство будет использовать в качестве источника энергии специальные металлодиэлектрические пластины, запаса которых хватит для 10 лет автономной работы. Пластина радиусом 10 см может заменить 1,5 тыс. кубометров газового топлива. В будущем новые двигатели можно будет применять для освоения Солнечной системы.
 Мал, да удал:
Ученые Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН готовы создать опытный образец двигателя нового типа для работы в космическом пространстве. По их задумке движение должно происходить за счет использования нового описанного ими вида разряда, возникающего в газовой среде в результате действия микроволнового излучения. Физики назвали его микроволновым искровым разрядом (МИР).

-- У предложенного нами двигателя есть ряд преимуществ. Основное из них в том, что в качестве твердого топлива в системе используется металлодиэлектрический диск, -- сказал заведующий лабораторией газокинетических явлений в СВЧ-разряде ИОФ РАН Игорь Коссый.

С помощью МИР можно воздействовать на металлодиэлектрический материал таким образом, чтобы возбуждать плазму, которая и будет двигать летательный аппарат вперед. Мощность такого двигателя будет относительно невелика, но достаточна для движения в вакууме. Поэтому разработчики предлагают для начала использовать его на легких маломасштабных околоземных спутниках, которые сегодня востребованы в России и в мире.

Источником электромагнитного излучения в новом двигателе может служить стандартный магнетрон, используемый в обычных микроволновых печах. Размеры аппаратуры -- 50х50х100 см, вес -- 2 кг. Себестоимость нового агрегата -- около €1 тыс.

В качестве топлива двигателю нужна металлодиэлектрическая пластина. Например, диск из оргстекла диаметром 10 см и толщиной 2 см может служить источником 1,5 тыс. кубометров газа, который необходим для генерации плазмы. Твердое топливо позволит значительно уменьшить габариты спутника за счет той его части, в которой хранится применяемый сегодня для движения космических аппаратов газ в баллонах. По расчетам специалистов ИОФ РАН, запаса топливного диэлектрика на борту МКА может хватить на 10 лет автономной работы.

Сложность внедрения предложенного двигателя и его аналогов -- в сравнительно слабой тяге. Мощность механического импульса, который приобретает спутник в результате работы устройства, невелика. Но у авторов разработки есть идея, как усилить эту характеристику. Существующие сегодня расчеты механического импульса были сделаны исходя из конструкции двигателя, в которой микроволновое излучение подается непосредственно на металлодиэлектрическую поверхность. Если же микроволны будут поступать к генерирующей плазму поверхности, проходя сквозь радиопрозрачную толщу диэлектрического диска, в теории это может заметно увеличить механический импульс. Но гипотезу еще предстоит подтвердить во время эксперимента.
 Дождаться испытаний:
Опрошенные «Известиями» эксперты в области космической техники отнеслись к предложенному техническому решению ИОФ РАН с осторожным оптимизмом. С их точки зрения, идея плазменного двигателя интересна, но для окончательной оценки нужно дождаться ее воплощения «в железе».

-- Предлагаемая российскими учеными концепция двигателя имеет важное преимущество: рабочее тело в ней изначально находится в твердом, а не сжиженном состоянии, -- сказал руководитель Астрономического сообщества БФУ имени Иммануила Канта Алексей Байгашев.

По мнению эксперта, при прочих равных требованиях к двигателю это позволит значительно уменьшить объем, занимаемый топливом, упростить хранение, транспортировку и подготовку космического аппарата к запуску. Ключевой вопрос -- апробирование заявленной концепции в реальном космическом аппарате. Вероятно, после разработки нового двигателя и его наземных испытаний исследователи проведут запуск тестового микроспутника, который при малой массе и стоимости вывода на орбиту позволит в полной мере изучить работу двигательной установки в реальных условиях.

-- Для реализации ионного двигателя с таким источником плазмы требуются конструктивное решение и отработка в экспериментах, -- отметил профессор Высшей инженерно-физической школы Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (вуз -- участник проекта повышения конкурентоспособности образования «5-100») Олег Цыбин.

Нужны практические решения проблем материалов и технологии твердой поверхности, ее стойкости, разрушения, термодинамики, типа и ускорения ионов, их нейтрализации, пояснил эксперт. После их решения будут более понятны достоинства и недостатки двигателя, его возможности.
 Скорректировать траекторию:
Не исключено, что двигатели МИР окажутся полезными в ситуации, когда нужно экономить химическое топливо и корректировать баллистическую траекторию за большое время полета, полагает директор Учебно-научного института гравитации и космологии РУДН Александр Ефремов.

-- Однако пока у нас нет данных об их параметрах и возможностях, -- указал он.

Преимущество потенциальной установки на основе микроволнового искрового разряда, если она работоспособна, -- это ускоренный полет к различным небесным телам без расхода рабочего тела, либо с минимальным потреблением. Однако такое техническое решение пока вызывает вопросы, так как еще никогда не было практически реализовано, сказал кандидат технических наук, главный конструктор лаборатории «Астрономикон» и сотрудник кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Денис Малыгин. Экспериментальные данные однозначно не подтверждают и не опровергают работоспособность подобной установки, это связано в том числе с небольшой величиной предполагаемого эффекта, сравнимой с погрешностями измерений, отметил эксперт.

Подобные двигатели с ионной тягой применимы только в космическом вакууме и не могут перемещать транспортные средства через атмосферу, утверждает Денис Малыгин, поскольку ионные двигатели не работают в присутствии ионов вне двигателя. Такие устройства обладают высоким энергопотреблением (1-7 кВт), а на малых спутниках энергетика весьма ограничена. Более того, для достижения ускорения новому типу двигателей необходима длительная работа, что вновь возвращает к вопросу об энергетике спутника, добавил он.

-- Интересная идея. Она может найти применение в маневровых двигателях, которые используют в системе ориентации и стабилизации космических аппаратов, -- сказала руководитель направления «Аэрокосмические системы» центра проектной деятельности ДВФУ Анастасия Храмцова.

Для маршевых двигателей заявленная тяга очень мала, считает она. Вопрос в том, какое количество энергии необходимо для работы установки -- это решающий показатель при выборе двигателя на спутник.
Ага-ага... Прорывной... Обычный импульсный ЭРД, созданный годах в 60х если не раньше... Только раньше там фторопласт использовали...
https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://trudymai.ru/upload/iblock/b05/b051f8402f5dc4801ca5cadf0d455e35.pdf%3Flang%3Dru%26issue%3D73&ved=2ahUKEwjkgLfj_KXuAhVDxIsKHR8cCsMQFjAEegQIChAB&usg=AOvVaw3dwkABsjKv88XcZBRL2GtM
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

zandr

Цитата: cross-track от 18.01.2021 19:59:48
Цитата: /Иван/ от 16.01.2021 10:56:34Пластина радиусом 10 см может заменить 1,5 тыс. кубометров газового топлива.
возьмем для оценок самый крайний случай - легкий газ водород, кубический метр которого имеет массу 90 грамм. Значит, 1,5 тыс. кубометров водорода имеет массу 135 кг. И каким же образом диск из оргстекла диаметром 10 см и толщиной 2 см может заменить 135 килограммовый запас водорода?
А это при каком давлении? ;)
Верняк - можно подобрать такое, что "1,5 тыс. кубометров" будут весить иметь массу 1,5 грамма  :D

cross-track

Цитата: zandr от 18.01.2021 22:24:58
Цитата: cross-track от 18.01.2021 19:59:48
Цитата: /Иван/ от 16.01.2021 10:56:34Пластина радиусом 10 см может заменить 1,5 тыс. кубометров газового топлива.
возьмем для оценок самый крайний случай - легкий газ водород, кубический метр которого имеет массу 90 грамм. Значит, 1,5 тыс. кубометров водорода имеет массу 135 кг. И каким же образом диск из оргстекла диаметром 10 см и толщиной 2 см может заменить 135 килограммовый запас водорода?
А это при каком давлении? ;)
Верняк - можно подобрать такое, что "1,5 тыс. кубометров" будут весить иметь массу 1,5 грамма  :D
под ответ все можно подогнать, было бы желание. Только проработать 10 лет на диске из оргстекла диаметром 10 см и толщиной 2 см - звучит как-то не очень убедительно. И видимо поэтому отзывы в статье очень осторожные.
Не все у нас еще хорошо, кое-что - просто замечательно!

/Иван/

Цитата: Alex_II от 18.01.2021 20:12:53trudymai.ru

Открываем ссылку, читаем:
Цитата: Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск №73Абляционный импульсный плазменный двигатель для малоразмерных космических аппаратов
 УДК 629.78:621.368:
Дьяконов Г.А., Любинская Н.В., Семенихин С.А. Хрусталев М.М.
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), МАИ, Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия
<...>
Заключение
Таким образом, испытания показали хорошую работоспособность микро АИПД в диапазоне энергии разряда 3...8 Дж. Достигнутый уровень интегральных характеристик дает возможность рассматривать микро АИПД как наиболее перспективные для решения задач управления движением МКА.

/Иван/

Цитата: cross-track от 18.01.2021 19:59:481,5 тыс. кубометров водорода

Не исключено, что в новости ошибка.
Но это может быть и сравнение с традиционным "топливом" для ЭРД через какую-то величину.

/Иван/

Цитата: /Иван/ от 18.01.2021 19:22:49satellite will be built in Japan

Цитата: undefinedFiber-mounted Electro-optic Probe for Microwave Electric-field Measurement in Plasma Environment
Hiroyoshi Togo

Abstract
The demand for greater precision in electric-field measurements is increasing. To meet this demand, NTT Microsystem Integration Laboratories has developed an electro-optic (EO) probe that is mounted on the tip of an optical fiber and has no metal components. This article describes the basic principles and improvements in sensitivity stability and thermal and magnetic resistance of the EO probe. It also presents the results of microwave electric-field measurements conducted in an electron cyclotron resonance ion engine installed on an asteroid explorer under the collaboration of NTT and the Japan Aerospace Exploration Agency.

Keywords: electro-optic (EO) probe, optical fiber, plasma environment
PDF
 1. Introduction:
Electric-field sensors are widely used to measure various kinds of electromagnetic fields such as weak ones existing naturally in the environment and artificial ones generated by high-power microwaves. Measurement of these fields usually disturbs the radiated electromagnetic waves. Conventional electric-field sensors contain metal components that can increase these disturbances, and are approximately as large as a wavelength that can determine a spatial resolution which is an inherent problem when attempting to precisely measure the desired electric field. To overcome this issue, at NTT Microsystem Integration Laboratories, we have developed an electro-optic (EO) probe that employs an optical fiber typically used in optical communications [1], [2]. The EO probe was designed based on the Pockels effect and contains no metal; thus, it can reduce the disturbances in the electromagnetic field that occur during measurement. Moreover, the size of the EO probe is small and can be determined based on the optical beam propagating in an EO crystal.

Moreover, the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) has been researching and developing an electron cyclotron resonance (ECR) ion engine that can be installed in an asteroid explorer and has also improved its propulsion performance [3], [4]. To improve the performance, JAXA needed to be able to measure the microwave electric-field distribution of the internal plasma in the ion engine during actual operation. However, conventional electric-field sensors cause disturbances such as scattering of the electric field, which makes it necessary to modify the structure of the ion engine in order to insert a probe in it. This makes it difficult to precisely diagnose internal phenomena based on microwave electric-field measurements of the accelerated plasma in the ion engine during operation.

Thus, NTT Microsystem Integration Laboratories and JAXA have been collaborating in the research and development of microwave electric-field measurements in the ion engine with a focus on achieving noninvasiveness and high spatial resolution of the EO probe. The configurations and basic properties of the EO probe are described in section 2, and the improvements made to the probe are explained in section 3. The experimental setup is described in section 4, and in section 5, the results of the microwave electric-field measurements in the ion engine during actual operation are presented.
 2. Fiber-mounted EO probe:
A photograph of the EO probe developed by NTT Microsystem Integration Laboratories for the microwave electric-field measurements is shown in Fig. 1. The EO probe employs photonic techniques based on the Pockels effect to detect the microwave electric field. It consists of a dielectric reflector, an EO crystal, a Faraday rotator (FR), a collimator lens, a ferrule, and a polarization-maintaining fiber (PMF). The reflector, EO crystal, FR, lens, and ferrule are longitudinally mounted on the tip of the PMF with optical adhesive that has a refractive index as high as that of fused quartz. The diameters of these mounted components are 1 mm, while that of the PMF is 0.256 mm, and the lengths of the EO probe and the PMF are 15 mm and 10 m, respectively. The EO crystal is zinc telluride (ZnTe) with a Pockels coefficient of around 4 pm/V at an optical wavelength of 1550 nm. A lightwave propagates through these components without any distortion at zero electric field. In this probe, the refractive index along the crystallographic axes of the EO crystal changes, and then the phase of the lightwave propagating along each axis in the EO crystal shifts in linear proportion to the intensity of the applied microwave electric field. That is, the refractive index of the EO crystal depends on the optical polarization relative to the crystal axes. ZnTe has a cubic zinc-blende lattice, and the polarization of the lightwave propagating normal to the (110) plane changes as the microwave electric field is applied to the axis normal to the (001) plane. The microwave electric field can be measured by detecting the polarization change of the lightwave propagating round-trip through the crystal in the EO probe. In Fig. 1, the measurement direction of the microwave electric field is transversal to the longitudinal one of the EO probe.


Fig. 1. Fiber-mounted EO probe system.
 3. ECR ion engine installed in asteroid explorer:
A schematic diagram of the ECR ion engine that was installed in the asteroid explorer developed by JAXA is shown in Fig. 2. The ECR ion engine basically consists of a waveguide, a discharge chamber, and a three-grid system. Inside the ECR ion engine, there is a dipole antenna and a propellant inlet at one end of the waveguide. The other end of the waveguide is connected to the discharge chamber (right side in Fig. 2). The ECR ion engine uses a microwave with a frequency of 4.25 GHz to produce plasma, which is transmitted through the waveguide to the discharge chamber. The 4.25-GHz microwave and a propellant, xenon (Xe), are injected from the waveguide and travel to the discharge chamber. In the discharge chamber, Xe electrons are continuously accelerated by the ECR heating of the microwave and the mirror magnetic field generated by two rings of magnets. ECR plasma is formed through subsequent electron-neutral and electron-ion collisions. JAXA has improved the thrust force of the ECR ion engine by changing the way the propellant is injected [3], [4]. In conventional ECR ion engines, the propellant inlet is located only at the end of the waveguide. In the improved ECR ion engine, propellant inlets are added between the magnet rings in the discharge chamber.


Fig. 2. ECR Ion Engine.
 4. Improvements to EO probe for measurements in ECR ion engine:
As described in the previous section, the environment inside the ECR ion engine is very severe, and thus, the EO probe needed to be modified to improve its performance in carrying out the specified measurements in the ECR ion engine during actual operation, as shown in Fig. 3.


Fig. 3. Improvements of EO probe.

(1) To achieve stable measurement with less fluctuation than that of a microwave oscillator output, a low coherence optical source was used to suppress the optical resonance phenomena in the optical fiber. Accordingly, the sensitivity fluctuations of the fiber-optic EO probe were reduced from 16% to less than 10%.

(2) To enable the EO probe to be applied to high-magnetic-field areas in the ECR ion engine, the optical components that were weak against high magnetic fields were redesigned. This increased the magnetic-field resistance from 0.1 T to over 0.8 T.

(3) To enable application of the EO probe to high temperature areas, a water cooling system with a double capillary structure was introduced [5]. The outer diameter of the capillary structure is 3 mm, which made it possible to insert it into the ECR ion engine through the grids without requiring any additional perforations or modifications.
 5. Measurement setup:
The intensity distribution of a microwave electric field parallel to the dipole antenna in the ECR ion engine is shown in Fig. 6. The measurement was conducted with respect to the propellant inlet positions of the waveguide and the discharge chamber at a flow rate of 2 sccm under beam acceleration. Each graph has a different scale of intensity to express the differences in the intensity of the electric field between the center axis and the ECR region.


Fig. 6. Electric-field distribution inside ion engine (lower half of engine).

As shown in the figure, the intensity distribution of the electric field with plasma is completely different between the propellant inlet positions. From the waveguide inlet, the highest value was recorded at 100 mm from a grid facet. By contrast, from the discharge chamber inlets, the highest value is located more downstream. Moreover, the absolute value of the propellant injection from the discharge chamber inlets is half of that from the waveguide inlet. This phenomenon resulted in the saturation of beam current at 2 sccm from the waveguide inlet. The highest intensities exist at over 12,000 V/m around 100 mm from the grid facet. At that point, the intensities of the ECR region are quite low. Hence, it is highly possible that insufficient microwave power is supplied to the ECR region, which results in the reduction of the beam current.

This measurement revealed that the difference in the low-beam current mode and the high-beam current mode corresponds to the presence of the peak of the electric-field intensity of the microwave in the waveguide. This peak is possibly suppressed by changing the way the propellant is injected from the waveguide inlet to the discharge chamber inlets. This result indicates that the tendency is the same as that in the laser absorption spectroscopy of Xe I 828.01 nm [4], which can explain the mechanism of improvement of the propellant force in the ECR ion engine.
 7. Future tasks:
We are now considering the operability of the optical components in the probe because of their complicated design structure and the long-term reliability of the optical adhesive resin used to fix the optical components such as the EO crystal and the optical fiber. NTT Microsystem Integration Laboratories aims to improve the operability by using a novel structure for the fiber-mounted EO probe and to increase the probe's reliability by improving the optical adhesive resin. The last step will be to finalize the design of the fiber-mounted EO probe used for obtaining microwave electric-field measurements within the microwave discharge ion engine.
 References:
[1] H. Togo, N. Kukutsu, N. Shimizu, and T. Nagatsuma, "Sensitivity-Stabilized Fiber-Mounted Electrooptic Probe for Electric Field Mapping," Journal of Lightwave Technology, Vol. 26, No. 15, pp. 2700-2705, 2008.
[2] H. Togo, S. Mochizuki, and N. Kukutsu, "Optical Fiber Electric Field Sensor for Antenna Measurement," NTT Technical Review, Vol. 7, No. 3, 2009.
[3] K. Nishiyama, T. Nakai, and H. Kuninaka, "Performance Improvement of the Microwave Discharge Ion Thruster u20," Proc. of the 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, AIAA 2006-5176, Sacramento, California, USA, 2006.
[4] R. Tsukizaki, H. Koizumi, S. Hosoda, K. Nishiyama, and H. Kuninaka, "Improvement of the Thrust Force of the ECR Ion Thruster μ10," Trans. JSASS Space Tech. Japan, Vol. 8, pp. Pb 67-Pb 72, 2010.
[5] T. Ise, R. Tsukizaki, H. Togo, H. Koizumi, and H. Kuninaka, "Electric field measurement in microwave discharge ion thruster with electro-optic probe," Review of Scientific Instruments, Vol. 83, No. 12, 124702-1-6, 2012.
[6] T. Ise, R. Tsukizaki, H. Togo, H. Koizumi, and H. Kuninaka, "Elucidation of Internal Phenomena in Microwave Ion Thruster μ10 Utilizing Electro-Optic Fiber Probe," Proc. of Space Transportation Symposium, STEP-2012-040, Kanagawa, January 2013 (in Japanese).
[7] R. Tsukizaki, T. Ise, H. Koizumi, H. Togo, K. Nishiyama, and H. Kuninaka, "Plasma Diagnostics of the μ10 ECR Ion Thruster Using Optical Fiber Probes," Proc. of 33rd International Electric Propulsion Conference (IEPC2013), IEPC-2013-270, Washington D.C., USA.

Alex_II

Цитата: /Иван/ от 19.01.2021 04:23:43
Цитата: cross-track от 18.01.2021 19:59:481,5 тыс. кубометров водорода

Не исключено, что в новости ошибка.
Но это может быть и сравнение с традиционным "топливом" для ЭРД через какую-то величину.
Скорее чей то бред. Журналамеров вероятнее всего...
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

Alex_II

Цитата: /Иван/ от 19.01.2021 04:20:04
Цитата: Alex_II от 18.01.2021 20:12:53trudymai.ru

Открываем ссылку, читаем:
Цитата: Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск №73Абляционный импульсный плазменный двигатель для малоразмерных космических аппаратов
 УДК 629.78:621.368:
Дьяконов Г.А., Любинская Н.В., Семенихин С.А. Хрусталев М.М.
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), МАИ, Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия
<...>
Заключение
Таким образом, испытания показали хорошую работоспособность микро АИПД в диапазоне энергии разряда 3...8 Дж. Достигнутый уровень интегральных характеристик дает возможность рассматривать микро АИПД как наиболее перспективные для решения задач управления движением МКА.
Только что-то оно не особенно применялось, хоть и просты и незамысловаты... Все больше как-то СПД да ионники...
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

/Иван/

Цитата: Alex_II от 19.01.2021 05:14:01
Цитата: /Иван/ от 19.01.2021 04:20:04Достигнутый уровень интегральных характеристик дает возможность рассматривать микро АИПД как наиболее перспективные для решения задач управления движением МКА.
Только что-то оно не особенно применялось, хоть и просты и незамысловаты... Все больше как-то СПД да ионники...

На каких?
P.S.
Цитата: МАИ2014. № 73
Выпуск № 73 электронного журнала «Труды МАИ» подготовлен на основе наиболее интересных докладов, представленных на 12-й Международной конференции «Авиация и космонавтика», которая проходила с 12 по 15 ноября 2013 года в Московском авиационном институте (национальном исследовательском университете).
Цитата: Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск №73Абляционный импульсный плазменный двигатель для малоразмерных космических аппаратов
Аннотация
для поддержания и коррекции орбиты малого низкоорбитального космического аппарата массой менее 100 кг

Димитър

Цитата: /Иван/ от 18.01.2021 19:22:49также получили от Вьетнама заказ на 100 ионно-плазменных двигателей.
Вот это больше всего понравилось! И что будут делать во Вьетнаме с этими двигателями?  ;D

/Иван/

Цитата: SpaceNews / January 22, 2021French startup demonstrates iodine propulsion in potential boost for space debris mitigation efforts

French startup ThrustMe has performed the first on-orbit tests of an innovative iodine-fueled electric propulsion system, proving its ability to change a CubeSat's orbit.

 Читать далее:


ThrustMe's NPT30-I2-1U propulsion system installed on the Spacety Beihanghongshi-1 CubeSat. Credit: Spacety

ThrustMe's NPT30-I2-1U, the first iodine electric propulsion system sent into space, is aboard the Beihangkongshi-1, a 12U CubeSat developed by Chinese commercial satellite maker Spacety.

A Long March 6 rocket sent the satellite into orbit in November, tagging along with a batch of satellites for Argentina-based remote sensing firm Satellogic.

After weeks of commissioning the propulsion system was tested during two 90-minute burns in late December and early January. The burns resulted in a total altitude change of 700 meters according to a ThrustMe press release.

The firms says the results prove iodine to be a viable propellant for electric propulsion systems and mark a step towards commercialization of the system.

Notably the system could have an impact on space sustainability efforts. It allows a small satellite to lower its altitude, reducing its time in orbit, seeing the satellite burn up on reentry into Earth's atmosphere and helping reduce space debris in lower Earth orbit.

The development comes as national space agencies and private companies plan launches of so-called megaconstellations, each consisting of hundreds or thousands of satellites.

As well as speeding up deorbiting, the low-mass system also provides small satellites with propulsive capabilities for maintaining orbits and collision avoidance.

Explosions caused by remaining fuel and batteries for satellites and rockets and collisions between spacecraft are major contributors to the growing space debris problem.

The European Space Agency estimates that there are 34,000 debris objects greater than 10 centimeters in size and 900,000 pieces from between 1 to 10 centimeters in orbit as of January 2021. Traveling at several kilometers per second, even the smallest fragments can threaten spacecraft, including the International Space Station.

A plume from ThrustMe's NPT30-I2-1U propulsion system during vacuum chamber testing.
ThrustMe's NPT30-I2-1U propulsion system during vacuum chamber testing. Credit: ThrustMe
ThrustMe claims the use of iodine as a propellant is a breakthrough for the satellite industry. It allows propulsion systems to be delivered completely prefilled to customers, and for the satellite integration process to be significantly simplified and streamlined.

Conversely most conventional electric propulsion systems use rare, expensive xenon or krypton which also require storage under high pressure. When heated the solid iodine turns to gas without progressing through a liquid phase.

"It has been a long road to bring this product from dream to reality. To make it happen we had to innovate, develop a complex system from the ground up, and perform fundamental research studies since many properties of iodine are missing in scientific databases," says Dmytro Rafalskyi, CTO of ThrustMe.

ThrustMe CEO Ane Aanesland told SpaceNews via email that the company will be delivering systems to several clients this year.

"On top of that we are also preparing for two in-orbit demonstrations of our 1.5U version that has a predicted total impulse capacity of 9500 Ns. The first one coming up in 2021 is a national space agency mission that we will announce later," Aanesland said.

A further demonstration will be aboard the GOMspace GOMx-5 mission planned for Q2 2022. NPT30-I2-1U is also being prepared for the Geostationary (GEO) satellite market.

ThrustMe is a spin-off from École Polytechnique and the French National Centre for Scientific Research (CNRS). The firm has also gained support from ESA through its Advanced Research in Telecommunications Systems (ARTES) programme .

ThrustMe and Spacety, a Chinese private firm established in 2016, collaborated for the first time in 2019, with the I2T5 non-pressurized, cold gas thruster aboard the Xiaoxiang-1 (08) CubeSat. That tested critical technologies for iodine storage, delivery, and sublimation.

Another larger NPT30 is on Hisea-1, a first miniature C-band synthetic-aperture radar (SAR) satellite for Spacety launched in December on the Long March 8 test flight.

Hisea-1 has already returned its first images, with a resolution of three meters per pixel, using its strip mode, and also acquired one-meter-resolution imagery in its spotlight or staring mode.

Spacety announced today that it had sent a 3-meter-resolution image of an area of West Sulawesi province in Indonesia which was hit by a 6.2 magnitude earthquake Jan. 15 to relevant United Nations agencies to assist relief efforts. The image was submitted via the National Comprehensive Earth Observation Data Sharing Platform.
P.S.
 Что-то по теме:
Цитата: Дем от 17.05.2006 15:58:41А кстати  - можно ли в ЭРД использовать иные вещества?
Вот например сосед ксенона - йод?
Цитата: Salo от 30.12.2012 23:52:34
Цитата: «Труды МАИ» / 2012. № 60Опыт создания электроракетных двигателей большой мощности в ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева»
Авторы: Островский В. Г., Смоленцев А. А., Соколов Б. А.

Аннотация
Исследования и разработка электроракетных двигателей большой мощности в РКК «Энергия» им. С.П. Королева имеют более чем полувековую историю. Приведены основные этапы разработки магнитоплазмодинамических двигателей на литии, завершившиеся созданием двигателя большой мощности (500 кВт) с высокими удельными характеристиками и большим ресурсом. Проведены 500-часовые испытания этого двигателя и космический эксперимент с его моделью. Впервые разработан радиационно охлаждаемый двигатель с анодным слоем, при испытании которого в ЦНИИМАШ на висмуте при мощности 34 кВт были достигнуты удельный импульс 5200 с и КПД 70 %. Предложено альтернативное рабочее тело (йод) для двигателей с замкнутым дрейфом электронов большой мощности и начаты испытания СПД на йоде
Цитата: Александр Ч. от 10.08.2015 13:27:55Для  Lunar IceCube предлагается версия с йодом вместо
Цитата: Salo от 21.06.2018 19:22:24
Цитата: Госкорпорация «Роскосмос» / 21.06.2018 11:58РКК «ЭНЕРГИЯ». РАЗРАБОТКА НОВОГО ЭЛЕКТРОРАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

РКК «Энергия» (входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») запатентовали систему хранения и подачи йода для перспективного электроракетного двигателя (ЭРД). Идею использовать «чистый» реактивный йод в качестве так называемого рабочего тела двигателя - вещества, необходимого для получения импульса тяги, - предложил еще в конце 1990-х старший научный сотрудник Корпорации Валерий ОСТРОВСКИЙ.

В 2006-м им были получены первые патенты. Научно-исследовательская работа по этому направлению началась в 2012 году по инициативе Бориса СОКОЛОВА, выдающегося отечественного двигателиста, заслуженного ветерана «Энергии».

Первые испытания на штатном плазменном двигателе показали принципиальную возможность использования йода: двигатель, оборудованный дополнительным газораспределительным устройством, запускался на ксеноне, а йод поддерживал разряд.

Затем конструкторы приступили к разработке системы подачи йода, которая и была в итоге запатентована.

Преимущество двигателя с использованием йода прежде всего в его экономичности. В существующих ЭРД в качестве рабочего тела традиционно используется ксенон, который значительно дороже йода. Кроме того, система подачи и хранения ксенона достаточно сложная и громоздкая, что значительно увеличивает габариты и массу двигательной установки. Еще один важный момент - количества производимого ксенона недостаточно для решения перспективных задач космонавтики, например, полетов на Луну.

Йод же хорошо хранится в твердом состоянии и может быть легко превращен в газ без применения многоступенчатой системы понижения давления. При ресурсных испытаниях возможна также рециркуляция йода. Как следствие - стоимость наземной отработки такого ЭРД в десятки раз ниже, при этом параметры двигателей на йоде как минимум не уступают аналогичным характеристикам ЭРД на ксеноне.

Предложенный конструкторами «Энергии» вариант двигателя будет оснащён безрасходным катодом-нейтрализатором, что позволит обойтись без дополнительного газообразного рабочего тела - ксенона или аргона. Такой двигатель может использоваться как маршевый или для коррекции орбиты, например, на спутниках связи, а также при решении транспортных задач дальнего космоса.

- Наземные испытания двигательной установки разработчики проведут уже в конце июня, - рассказал один из руководителей проекта, инженер-конструктор Павел ЩЕРБИНА.

На 2022 год запланирован эксперимент «Островский», названный так в честь автора идеи. Предполагается первую часть эксперимента провести на борту МКС, а вторую - с использованием грузового корабля. После отстыковки корабль будет еще месяц находиться на орбите для испытаний новых, работающих на йоде электроракетных двигателей.
Цитата: АниКей от 29.11.2018 14:18:48
Цитата: Москва. 29 ноября 2018 г. INTERFAX.RUРоссийский двигатель на йоде испытают на орбите без участия космонавтов
 
Тесты электрического ракетного двигателя (ЭРД) пройдут на Международной космической станции, сообщает ракетно-космическая корпорация (РКК) "Энергия".
Цитата"Сначала экипаж российского сегмента МКС изучит работу безрасходного катода-нейтрализатора, запуская ЭРД на ксеноне. Двигатель, работающий на йоде, разработчики в целях безопасности протестируют без участия космонавтов: на втором этапе эксперимента ЭРД установят на грузовом корабле "Прогресс", который после отстыковки будет в течение 30 суток находиться в автономном полете", - сказали в "Энергии".
Следить за запуском двигателя и режимами его работы планируется по видеосвязи. Ученые также исследуют влияние йода на материалы космических аппаратов.
В корпорации пояснили, что Координационный научно-технический совет Госкорпорации "Роскосмос" включил в долгосрочную программу научно-прикладных исследований, планируемых на РС МКС, эксперимент "Островский", который будет осуществлен в два этапа.
В настоящее время в РКК "Энергия" проводятся наземные эксперименты по исследованию работы нового электроракетного двигателя, работающего на йоде.
Цитата"Специалисты лаборатории проектирования перспективных двигательных установок Корпорации исследовали запуск двигателя на йоде в различных режимах: как со штатным ксеноновым катодом, так и впервые - с новым безрасходным катодом-нейтрализатором", - сообщили в "Энергии".
Постановщиком эксперимента на МКС выступает РКК "Энергия", его научный руководитель - академик Российской академии наук Гарри Попов.
Космический эксперимент "Островский" назван в честь Валерия Георгиевича Островского - старшего научного сотрудника "Энергии", который впервые предложил использовать в качестве так называемого рабочего тела ЭРД йод.
Цитата"Преимущество такого двигателя, прежде всего, в его экономичности. Йод значительно дешевле ксенона и не требует сложной системы хранения и подачи. При этом по основным параметрам двигатели на йоде не уступают аналогичным ЭРД на ксеноне", - пояснили в корпорации.
Там заявили, что разрабатываемая специалистами "Энергии" перспективная двигательная установка может использоваться как для коррекции орбиты космических аппаратов, так и в качестве маршевого двигателя, а также при решении транспортных задач в ходе изучения дальнего космоса.
В июне 2018 года пресс-центр ПАО "РКК "Энергия" сообщил, что специалисты РКК запатентовали систему хранения и подачи йода для перспективного электроракетного двигателя, и что эксперимент "Островский" запланирован на 2022 год.
Цитата"Первые испытания на штатном плазменном двигателе показали принципиальную возможность использования йода: двигатель, оборудованный дополнительным газораспределительным устройством, запускался на ксеноне, а йод поддерживал разряд. Затем конструкторы приступили к разработке системы подачи йода, которая и была в итоге запатентована", - сказали в корпорации.
Цитата: tnt22 от 29.11.2018 16:40:40
Цитата: РКК «Энергия» / 29.11.2018РКК «Энергия»: продолжаются работы по созданию нового электроракетного двигателя

В РКК «Энергия» проводятся наземные эксперименты по исследованию работы нового электроракетного двигателя (ЭРД), работающего на иоде.

Специалисты лаборатории проектирования перспективных двигательных установок Корпорации исследовали запуск двигателя на иоде в различных режимах: как со штатным ксеноновым катодом, так и впервые - с новым безрасходным катодом-нейтрализатором.

Изучение свойств нового ЭРД продолжится на орбите. Координационный научно-технический совет Госкорпорации «Роскосмос» включил в долгосрочную программу научно-прикладных исследований, планируемых на РС МКС, эксперимент «Островский». Он будет осуществлен в два этапа.

Сначала экипаж российского сегмента МКС изучит работу безрасходного катода-нейтрализатора, запуская ЭРД на ксеноне. Двигатель, работающий на иоде, разработчики в целях безопасности протестируют без участия космонавтов: на втором этапе эксперимента ЭРД установят на грузовом корабле «Прогресс», который после отстыковки будет в течение 30 суток находиться в автономном полёте. Следить за запуском двигателя и режимами его работы планируется по видеосвязи. Учёные также исследуют влияние иода на материалы космических аппаратов.

Постановщиком эксперимента выступает РКК «Энергия», его научный руководитель - академик Российской академии наук Г.А. Попов.
 Скрытый текст:
Космический эксперимент «Островский» назван в честь Валерия Георгиевича Островского - старшего научного сотрудника «Энергии», который впервые предложил использовать в качестве так называемого рабочего тела ЭРД иод. Преимущество такого двигателя прежде всего в его экономичности. Иод значительно дешевле ксенона и не требует сложной системы хранения и подачи. При этом по основным параметрам двигатели на иоде не уступают аналогичным ЭРД на ксеноне.

Разрабатываемая специалистами «Энергии» перспективная двигательная установка может использоваться как для коррекции орбиты космических аппаратов, так и в качестве маршевого двигателя, а также при решении транспортных задач в ходе изучения дальнего космоса.








читач49

https://naukatehnika.com/ionnyij-dvigatel-na-jode-vpervyie-v-istorii-izmenil-orbitu-sputnika.html

Кто-то может прокоментировать?

апд. Не заметил прежнего поста.

cross-track

Цитата: читач49 от 01.02.2021 18:02:14https://naukatehnika.com/ionnyij-dvigatel-na-jode-vpervyie-v-istorii-izmenil-orbitu-sputnika.html

Кто-то может прокоментировать?
ионные двигатели с твердым рабочим телом в космосе уже работали; в качестве рабочего тела там использовался не йод, а индий.
Не все у нас еще хорошо, кое-что - просто замечательно!

Space books

https://regnum.ru/news/society/3180408.html


ЦитатаВ Москве создали двигатель для полетов в дальний космос

Москва, 3 февраля 2021, 09:05 -- REGNUM В московском технопарке «Слава» завершены стендовые испытания нового электроракетного двигателя. Об этом сообщила заместитель мэра Москвы Наталья Сергунина.
Особенность нового изобретения состоит в том, что для его работы используется принцип ускорения плазмы внешним магнитным полем, которое создаётся сверхпроводниками. За счет этого устройство обладает высокой мощностью, что является одной из его ключевых характеристик. Кроме того, для создания тяги в двигателе используется инертный газ, а не химическое топливо. Такая особенность позволяет прибору работать дольше, увеличивая тем самым период эксплуатации космического аппарата, на котором его установят.
Разработка проекта и его испытания длились три года. Новое устройство может стать ключевым элементом аппаратов или разгонных блоков в космических кораблях, отправляющихся в дальний космос. Разработчиком двигателя является один из резидентов технопарка «Слава». По словам Сергуниной, в 2020 году предприятие получило финансовую поддержку от мэрии Москвы.
«Статус резидента технопарка дает технологическому бизнесу дополнительные возможности для развития. Резиденты могут пользоваться специальными мерами поддержки: налоговыми льготами, субсидиями на инжиниринг, покупку или лизинг оборудования, на экспорт продукции и обучение персонала. Компания -- разработчик электроракетного двигателя в прошлом году получила грант и субсидию, их общий размер -- более 37,5 миллиона рублей. Финансовая помощь города позволила предприятию успешно завершить стендовые испытания», -- сказала Сергунина.

Space books

https://www.ukrinform.ua/rubric-technology/3178506-harkivskij-dvigun-dla-maska-takogo-v-kosmosi-se-nemae.html


Цитата: undefinedХарьковский двигатель для Маска?  Такого в космосе ещё нет
Харьковский двигатель для Маска? Такого в космосе ещё нет
27.01.2021 9:00


В Харькове создали первый украинский ионно-плазменный двигатель, «побьет» аналоги
Более двух лет в Харькове ученые из Национального аэрокосмического университета им. Жуковского «Харьковский авиационный институт» совместно с акционерным обществом FED создавали ионно-плазменный двигатель, который по своим характеристикам превзойдет существующие. Однако, говорят разработчики, этому предшествовали десятилетия теоретических наработок вуза. А пока опытный образец, «сердце» для спутников и космических кораблей, испытывают в не менее уникальной для страны лаборатории.

ТАКОГО В КОСМОСЕ ЕЩЕ НЕТ
В лаборатории плазменных двигателей Национального аэрокосмического университета им. Жуковского совместный продукт вуза и частной компании сейчас испытывают. На вопрос, это на столе те же чудо-двигателя, ученые, кивая, шутят, что любят плазму, не менее жен, а свою разработку лелеяли, как сад, - десятилетиями.
В лаборатории действительно не один ионно-плазменный двигатель, предназначенный для спутников различной массы и энергомощности, но «главный» - с мая в вакуумной камере, в которой имитируются условия космического пространства.
Руководитель лаборатории Андрей Лоян уверяет: в этом помещении собрано абсолютно все, что необходимо для исследования плазменных двигателей.
1Андрей Лоян
В вакуумной камере, объясняет ученый, с опытным образцом делают все то, что с ним может случиться с момента установки на космический аппарат, и к тому времени, когда закончится срок эксплуатации двигателя.
«Это и ударные нагрузки при перевозке, и ударные нагрузки при запуске, влияние биляземнои плазмы, влияние вакуумного пространства, влияние ионного пучка во время самой работы. Проходит полный цикл тепловых, термовакуумных испытаний - абсолютно весь комплекс. Аппараты, на которые ставится двигатель - очень дорогостоящая техника, и она должна иметь наивысший уровень надежности. Поэтому проверка тщательная. Испытания, собственно, стоят дороже, чем сам двигатель », - говорит Лоян.

Именно в этом и заключалась основная сложность для вуза - найти финансирование. Ресурс работы двигателя должна быть 15-17 тысяч часов, это полтора-два года непрерывной работы, а через год испытаний в изделии можно найти какой-то недостаток, который надо устранить, а потом повторить весь цикл испытаний сначала.
Каждый из двигателей находится на разном этапе испытаний. Двигатель, сделанный совместно с АО FED, Лоян называет «малышом, который только научился ходить». «Но очень хорошо ходить! И даже «говорит», - смеется ученый. - Те методики, которые мы сейчас имеем, могут существенно сократить время испытаний. Речь идет не об одном ноу-хау, которое я пока не могу раскрыть - к защите докторской по этой теме », - говорит Лоян.

Также ученый отмечает: для того, чтобы удалось сделать за 2-3 года такой двигатель, нужно было в течение 20 лет заниматься исследованиями, а до этого - подготовить специалистов для проведения этих исследований. «Весь этот процесс начался еще в середине 1950-х, и только сейчас мы имеем первый ионно-плазменный двигатель, спроектированных, сделанный и испытывается в Украине. В нашем изделии применены ноу-хау, которые на сегодня не доступны нашим конкурентам. Это и MSL-преобразования координат, центрально-расположен катод, высокий градиент магнитного поля, и это далеко не все, что дает существенное улучшение параметров тяги, КПД и ресурса. Наш двигатель, однозначно, имеет вдвое больший ресурс, чем любой существующий на планете. Уникален. Такого двигателя в космосе еще нет », - заявляет Лоян.
Поддерживает ученого коллега из FED. «Двигатель впервые запустили в мае 2020 года, с тех пор он испытывается. Наработано более 100 часов, и все параметры в него не только успешные - рекордные », - говорит заместитель главного конструктора из специальных изделий АО« ФЭД » Александр Бочкарев .

СДЕЛАТЬ 50 двигателей в год
Разработан двигатель может работать и на 3, и на 5 кВт, в будущем - это две отдельные линейки продукции.
Ректор Национального аэрокосмического университета им. Жуковского Николай Нечипорук подтверждает, что Украина уже давно могла бы продавать свои ионно-плазменные двигатели, но получить такое финансирование от государства на перспективную разработку - нереально.

«У нас уникальный комплекс оборудования, сформирована мощная научная школа, но денег на изготовление двигателя университет, конечно же, нет. Лишь коммерциализация за счет частной компании позволила воплотить разработку в жизнь », - отмечает Нечипорук.
Харьковский двигатель можно установить на любую космическую технику. Его назначение - коррекция орбиты, ориентация спутника, а еще двигатель можно использовать как маршевый - для дальних миссий на планеты или астероиды.
Виктор ПоповВиктор Попов
Председатель правления АО «ФЭД» Виктор Поповотмечает, что техническое задание на разработку двигателя предприятие получило, работая с Европейским космическим агентством. В общий с «ХАИ» проект компания вложила уже более 6000000 долларов. «Это же и конструкторская разработка, и работа технологов, и закупка и создание специального оборудования. На сегодня наша компания потратила более 6000000 долларов в течение 2,5 года. И основные инвестиции, безусловно, нас еще ждут впереди, поскольку нам нужно пройти еще определенные испытания. А аппаратуры для полного цикла испытаний, к сожалению, в Украине просто нет, а в Европе такое оборудование будет стоить нам 10-15 миллионов евро. Поэтому сегодня мы работаем с инженерами, учеными института, чтобы усовершенствовать имеющееся у них оборудование и провести полные испытания двигателя в Харькове. Рассчитываем, что это будет стоить еще около 5000000 долларов »,

По его прогнозу, испытания закончатся в 2022 году. К тому времени, уверен Попов, компания уже будет иметь реальных покупателей. Маркетинговая служба над этим уже работает. Сейчас больше всего заинтересовались харьковской разработкой Китай, Турция, Германия. И, конечно же, FED хочет продавать свою продукцию Маск. Сейчас компания, согласно американским «правил игры», регистрируется на специальной платформе NASA, чтобы иметь возможность предложить двигатели в США.
«Маск трудится над программой создания 12000 спутников для обеспечения устойчивой связи в любой точке мира. В зависимости от мощности спутника, на нем может быть от 4 до 20 таких двигателей. Представьте, какой это рынок, а страны, производящие нужную ему продукцию, можно пересчитать по пальцам. Поэтому у нас хорошие шансы », - улыбается Попов.

Он уверяет, что FED готов к полному циклу изготовления двигателей: сначала до 50 штук в год, а в перспективе - и 100.
СПРАВКА . FED - одно из ведущих частных предприятий Украины, специализирующееся на разработке, производстве, сервисном обслуживании и ремонте агрегатов авиационного, космического и общемашиностроительного назначения. Системы управления полетом производства компании FED имеют ключевое значение для организации безопасности самолетов и вертолетов. Около 90% продукции экспортируется. Компания работает на рынках Китая, Южной Кореи, Канады, Турции, стран Европы.
Национальный аэрокосмический университет им. Жуковского «Харьковский авиационный институт», основанный в 1930 году, выпускает специалистов в области разработки и производства авиационной и космической техники. История вуза тесно связана с развитием авиационной техники и науки в Советском Союзе. Самолеты, которые разрабатывались в конструкторском бюро «ХАИ», изготавливались серийно на авиационных заводах.



Юлия Байрачная, Харьков
Фото Вячеслава Мадиевский


zandr

https://www.youtube.com/watch?v=79RB7FQfs5w
Цитата 11:33
Центр Келдыша: нанотехнологии, плазмотроны, ионные двигатели, ядерный буксир
  Роскосмос ТВ
К 110-летию учёного Мстислава Всеволодовича Келдыша.
Государственный научный центр Российской Федерации -- «Исследовательский центр имени Келдыша» -- ведущая в России организация в области ракетного двигателестроения, космической энергетики и по применению нанотехнологий в энергетике и электроснабжении космических систем.  Она входит в структуру Госкорпорации «Роскосмос» и активно участвует в реализации Федеральной космической программы. Создание ракетных двигателей, космических энергоустановок, генераторов пучков высокой энергии, ускорителей частиц, плазмотронов, уникальных материалов с необычными свойствами и многое другое.