Ионно-плазменные двигатели с высокочастотной безэлектродной ионизацией рабочего тела
Страница 7

Из анализа этого графика следует, что по критерию минимальной массы системы хранения и рабочего тела наилучшим рабочим телом является аммиак. Однако следует принять во внимание тот факт, что в случае применения в качестве СХП водорода такой системы хранения как, например, хранение водорода в металлогидридах или в связанном состоянии, суммарная масса такой СХП рабочего тела водорода может быть снижена и станет ниже массы газобаллонной СХП других рабочих тел. Необходимо учитывать тот факт, что в отличие от аммиака, который является химически активным и, соответственно, требует для своих СХП использования дорогих конструкционных материалов и систем предотвращения утечки, и имеет достаточно низкий удельный импульс, не токсичный и не химически активный водород позволяет упростить структуру СХП.

Рисунок 4. Зависимости удельного импульса РД, массы необходимого рабочего тела, массы СХП этого рабочего тела, и суммарной массы СХП и рабочего тела от рода рабочего тела.

При использовании водорода в качестве рабочего тела мы можем достичь больших значений скоростей истечения (т.е. большего удельного импульса) и получить более безопасную систему с точки зрения хранения рабочего тела и эксплуатации двигательной установки. Кроме того при рассмотрении в качестве варианта нагрева рабочего тела в камере РД способа ВЧ нагрева следует учитывать тот факт, что для достижения наибольшего КПД процесса передачи энергии от ВЧ разряда к рабочему телу необходима полная или частичная ионизация, или активация последнего, что в случае аммиака представляет собой достаточно серьезную проблему.

Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов

Обозначения

Индексы

а – скорость звука, м/с;

* - равновесный параметр;

В – индукция магнитного поля, Тл;

а – выходное сечение параметра;

F – сила, Н;

кр – критическое сечение сопла;

Iс – ток катушки, А;

к – сечение камеры сгорания

Ib – ток ионного пучка, А;

реактивного двигателя;

k – показатель адиабаты;

max – максимальный;

m – масса, кг;

min – минимальный;

- массовый расход, кг/с;

opt – оптимальный;

N –мощность, Вт;

б – бак;

n –концентрация частиц, м-1;

к – камера;

P – давление, Па;

0 – начальный;

T – температура, К;

 

U – напряжение, В;

 

W – скорость, м/с;

 

r - плотность, кг/м3;

 

P, R – тяга ракетного двигателя, Н;

 

h - тяговый КПД;

 

t - приращение по времени, с;

 

f - потенциал ионизации, эВ;

 

s - сечение ионизации, см2;

 

w - частота, 1/с;

 
Страницы: 3 4 5 6 7 8