Китай работает над созданием мощного ионного двигателя

16 Августа 2017, Владимир Кузнецов 99

Для преодоления больших расстояний во время космических путешествий современные ракетные двигатели, которые используются во время полетов за пределы земной атмосферы, не совсем подходят. Они очень массивные и потребляют колоссальное количество топлива, поэтому разработка принципиально иных «космических моторов» ведется еще с середины прошлого столетия. Одним из путей развития может стать постройка ионного двигателя. И, согласно сообщению издания Physics of Plasmas, китайским инженерам удалось добиться значительных успехов в этой отрасли.


Как говорится в статье, ученые из Поднебесной разработали новый метод ионизации газа и его разогрева в ионном двигателе, что может повысить силу тяги примерно на 50% при том же исходном количестве топлива. По словам Ликйю Вэя из технологического института Харбина,

«Надо понимать, что мы лишь показали, что газ можно подобным образом пропускать через двигатель. Нам еще предстоит проверить то, как угол наклона, диаметр и другие параметры выпускных отверстий влияют на эффективность работы».

Использование ионных двигателей на космических аппаратах имеет массу преимуществ. К примеру, они обладают высоким КПД и малым расходом топлива. С другой же стороны, вырабатываемая ими сила тяги крайне мала из-за конструктивных особенностей, а из-за этого разгон и торможение происходит медленно. Китайские специалисты усовершенствовали работу одной из самых технологичных на сегодняшний день версий ионного двигателя — ускорители Холла. Они работают за счет того, что электрическое поле, вырабатываемое этим устройством, порождает и разгоняет ионы, заставляя их поток, движущийся со скоростью в десятки километров в секунду, «толкать» космический корабль в противоположном направлении. Электроны, находящиеся внутри магнитного поля, заставляют атомы ксенона или любых других благородных газов превращаться в ионы, а затем разгоняют и нейтрализуют их уже после того, как они покинули сопло двигателя.

«Главной проблемой Холловских двигателей является то, что далеко не все атомы газа, пропускаемого через камеру с электронами, превращаются в ионы. Это заметно понижает КПД и снижает ее тягу, особенно в том случае, если газ разрежен и движется быстро».

Для того чтобы исправить этот недостаток, ученые предложили достаточно элегантное решение: поменять форму сопел, из которых газ попадает в рабочую камеру двигателя, таким образом, что струя газа будет двигаться не перпендикулярно направлению тяги, как в обычных двигателях, а будет закручиваться в спираль. В ходе расчетов выяснилось, что такой прием повысит КПД в 1,5 раза. В ближайшее время ученые планируют создать первые экспериментальные прототипы двигателей нового типа и испытать их на орбите нашей планеты.

Основано на материалах РИА «Новости»

Китай работает над созданием мощного ионного двигателя

99 комментариев Оставить свой

  1. nubulla

    Здравая идея. Увеличивается длина траектории, больнее время ионизации. Молодцы!

    • resurrected

      nubulla, То есть вы думаете что от этого кому-то будет больно? А вообще идея не нова, потому что это старый добрый циклотрон. Просто кто-то как всегда давно известное выдал как своё новое изобретение.

      • deeper

        resurrected, Они вроде не скрывают что просто дорабатывают уже имеющийся ионный двигатель

  2. Imperec

    Бряхня... наши в 74 году уже показали газово-плазменный ионный двигатель "Кедр" (которой увы засекретили),так что китайцы увы пока позади...

    • pathetic

      Imperec, Пхахах. Какие ваши? С Нибиру?

    • Владимир Кузнецов

      Imperec, а если его засекретили, откуда вы то о нем в курсе?

    • nubulla

      Imperec, Что тут секретить американцы отправили такой на МКС испытывать. VASIMR VX-200 Но там одна проблема - нужны сильные магниты для удержания плазмы. Как только появляться высокотемпературные сверх проводники на Марс будут за три недели летать.

      • resurrected

        nubulla, Спешу вас обрадовать, но в космосе не нужны высокотемпературные сверхпроводники. Там температура реликтового излучения ~4 кельвина, при условии отражения излучения от ближайшей звезды конечно.

        • resurrected

          resurrected, И это отражение даже способствует ускоренному движению (солнечный парус).

          • nubulla

            resurrected, "Спешу Вас обрадовать", но в космосе нет среды, а значит тепло можно отвести только излучением. Если нет достаточно мощного радиатора, то тепло никуда не денется. Поэтому у космонавтов в скафандре мощная система охлаждения, а не нагрева. А сколько тепла можно отвести Вы узнаете воспользовавшись соответствующим уравнением Стефана-Больцмана. Правда в средней школе ее уже не изучают(

            • resurrected

              nubulla, Ещё раз .. Сверх проводящие магниты изолированны от какого либо источника тепла, и в вакууме оно также отсутствует за солнечным парусом. А если хоть чуточку оно появится то рассеится в космос ввиде ИК излучения. Так понятней?

              • anonim123

                resurrected, От плазмы, которую они удерживают, они тоже изолированны?

                • resurrected

                  anonim123, Ну в ИТЭР,Токамаках и БАК же как-то изолировали их?

                  • resurrected

                    resurrected, Плазма сжатая в шнур стенок камеры не касается, и стенки зеркальны изнутри, и притом стенки двойные или тройные как в термосе.

                    • resurrected

                      resurrected, И к тому-же плазма в циклотронах холодная,и представляет собой ионизированные тяжёлые атомы, такие как ксенон например.

                      • resurrected

                        resurrected, Правда из статьи следует, что они её ещё и нагревают. Но что изолировать можно это факт.

          • resurrected

            resurrected, Так что можете начинать строить корабль, который прилетит на Марс за три недели. Успехов Вам )))

            • nubulla

              resurrected, Да с физикой вижу проблемы, да и с логикой тоже. Особенно умилила фраза "А если хоть чуточку оно появится то рассеится в космос ввиде ИК излучения." А я о чем толдычу? Нужен радиатор соответствующей площади! Тут один чел недавно разорялся на счет "энергетической установки мегаватного класса". А спросить - а почему до сих пор она не в космосе не догадался. Вес радиаторов! Еще раз изучите формулу Стэфана-Больцмана и все сразу станет ясно какая нужна площадь радиатора. А с учетом, что магниты нужно охлаждать хотя бы жидким азотом, то дельта Т (разница температур) очень небольшая.

              • resurrected

                nubulla, Уважаемый! Какой нахрен радиатор? Сверхпроводники при работе не выделяют тепла. Иди учи физику! Или вы в своей школе ещё не прходите её? И никакого жидкого азота в космосе не нужно! Тупица!

                • nubulla

                  resurrected, Да, мало что идиот, так еще и хам. Это уже не лечится. Но сделаю последнюю попытку достучаться до последней извилины - зачем телескопу "Джеймс Уэбб" жидкий гелий на борту?

                  • resurrected

                    nubulla, Потому что теплопроводность жидкого гелия более чем в миллион раз выше чем у вакуума, и эта характеристика необходима для его работы. И для поддержания его в жидком виде энергия требуется мизерная, потому что космос и так холоден ~4k.

                    • nubulla

                      resurrected, опять логика на нуле - если есть "теплопроводность", то он проводит тепло - вопрос на засыпку:"откуда и куда"

                      • resurrected

                        nubulla, Теплопроводность это характеристика веществ, а откуда и куда это вопрос к тому кто и как будет нагревать. Для себя я сделал вывод что вы глупый школьник, и смысла дальнейшей беседы с вами я не вижу. Советую вам лучше учить уроки, и в частности физику.

                • nubulla

                  resurrected, Вопрос на знание физики - почему спутники летают по орбите и почему предметы на них находятся в состоянии микрогравитации? Правильный ответ зачет, не правильный на доп сессию(

                  • ERMAK53

                    nubulla, Обосрался походу ты, Nutella

                  • x44

                    nubulla, Веселый диалог, мне кажется ваша проблема в том что вы не можете решить между собой будут нагревается магниты или нет?

                    • nubulla

                      x44, Тут проблема глубже. То что магниты (вернее их обмотка) будут греться не понимает только resurrected. Вопрос где взять энергию для генерации плазмы (обычно это делают СВЧ) и для поддержания тока в обмотке. Обычный ответ ядерный реактор. Да только он дает не электричество, а тепло. Дальще идет тепловая машина - турбина, стирлинг и т.д. И только после электричество. А что бы тепловая машина работала нужен "холодный конец". В космосе это можно сделать только излучением. Значит нужны радиаторы. Посмотрите внимательно Марсианин и Аватар, там на КА радиаторы присутствуют. в Аватаре они даже светятся малиновым цветом. Вопрос только в массе этих радиаторов. А какая нужна площадь легко подсчитать по формуле Стефана-Больцмана.

                      • x44

                        nubulla, с охлаждением ядерного реактора понятно, не вызывает вопросов. Я не разбираюсь в двигателях.. почему магниты будут нагреваться, от ик излучения плазмы?

                        • nubulla

                          x44, Ответ в вопросе - от ИК излучения. Даже самое совершенное зеркало поглощает часть энергии. Поэтому и зеркала лазеров так интенсивно охлаждают.

                      • resurrected

                        nubulla, NUBULLA
                        Глупый идиот! Я же тебе уже говорил что сверхпроводящая обмотка выделяет тепла ровно ноль. И я рекомендовал тебе уже учить физику, или хотя-бы заглядывать на википедию.

                        • nubulla

                          resurrected, Привет гений, свяжись пожалуйста с разработчиками VASIMR VX-200. Они бедные не знаю как эту задачу решить, ну а ты им подскажешь. Даже ссылку на Википедию дашь. Только уж давай англоязычную, а то они по русски не разумеют.

                          • resurrected

                            nubulla, В мои задачи не входит учить школяров элементарным вещам, и тыкать их как слепых котят в ссылки, а также учить их пользоваться гуглом.

                            • nubulla

                              resurrected, Ну это не ко мне это в Ad Astra Rocket позвони)

  3. uran

    А в космосе от чего отталкиваться?

    • Editor54

      uran, От пространства-времени, ежу понятно.

      • Dami

        Editor54, Какому ежу?

        • Editor54

          Dami, Моему, на откорме держу на случай голода.

    • Dimus

      uran, Почитай про реактивное движение. Оно и в условиях Земли и в условиях космоса работает, да везде наверное работает :)

  4. Transchelovek

    https://oko-planet.su/science/sciencenews/371557-revolyuciya-v-aviacii-ispytan-noveyshiy-plazmenyy-dvigatel.html кажется, здесь же и видел эту статью, гораздо более эффективный двигатель, принцип работы очень похож, для спутников уже подходит.

  5. RikasEpta

    Верным путем идут товарищи, за ионными движками ближайшее будущее, сегодняшним не разогнаться до 0.1 световой, а ионным теоретически можно + ко всему время разгона не убьет пассажиров, ну и да, нужна приличная тяга для того чтобы вывести аппарат с нашей планеты, даже при условных + 50% ничего не выйдет, нужно как минимум +500% выхлопа от технологии которая есть сейчас, выходит либо нужен некий гибрид, либо отдельная ступень, но гибрид предпочтительнее так как нужно будет еще и тормозить.

    • Dimus

      RikasEpta, Половину пути разгоняешься - во тебе и гравитация (хоть и небольшая), вторую половину повернулся на 180 градусов - и тормозишь - снова гравитация. Как-то так думаю.

    • anonim123

      RikasEpta, Можно и сегодняшними ионными двигателями, в несколько витков. А вот с Земли если стартовать... нужна большая удельная тяга. Ионные двигатели можно только в космосе использовать.

  6. ERMAK53

    Ребзя, объясните мне одно только, я вот не понимаю. Если мы достигнем даже 0.1 от световой, это ж как аккуратно надо лететь чтобы не попасть на такой скорости в какой нибудь оторвавшийся булыжник, или тем хуже их скопление (хотя и маленький камушек на такой скорости прошьет любой титан) Не уж то на борту есть какие нибудь супер радары?

    • Dimus

      ERMAK53, Вопрос интересный. Думается, что достаточно большие "камни" можно заметить своевременно и произвести маневр уклонения, а для мелких поставить защиту спереди корабля, плюс сам корабль сделать вытянутым для уменьшения вероятности попадания.
      Мне это как-то так представляется.

    • RikasEpta

      ERMAK53, Теоретически телескоп + квантовый писишник смогут проложить относительно безопасный путь)
      Ну и это дело лет ста не меньше, когда люди смогут позавтракать на Земле и отобедать уже на Марсе)

    • nangirril

      ERMAK53, Я конечно могу ошибаться, но космос не настолько заполнен как это показывают в фильмах и прочей фантастике.
      ...Ой чую сейчас закидаю тапками...

      • ERMAK53

        nangirril, ты прав, но на такой скорости всеравно опасность есть

    • Hacem

      ERMAK53, В космосе полно булыжников, но космос еще больше. Так что вероятность нарваться достаточно низкая. К примеру, с 1957 года на орбите спутники, но уже 60 лет ни один не был разрушен метеоритом.
      А при большой скорости, думаю еще ниже. Попасть пулей в пулю еще сложнее.

  7. nubulla

    resurrected что то сдулся, то ли термодинамику пощел учить, толи на дискатеку. Второе более вероятно. Это любимое занятие ПТУ-шников.

    • resurrected

      nubulla, "поЩел","дискАтаку" ? Это ещё раз доказывает что ты безграмотный школьник.
      Учи уроки лучше, а не в комментах сри.

      • nubulla

        resurrected, Господин, ПТУ-шник, почему упорно игнорируете вопрос:"почему спутники не падают на землю". А то потуги на "крутого астрофизика" как то бледно выглядят. Стивен Уильям Хокинг, вы наш доморощенный.

        • ERMAK53

          nubulla, я с вас в шоке, посмотрели видео познавательно-обозревающее и теперь на нобелевскую своими вопросами претендуете. да потому что угловая скорость относительно центра земли = овердохрена, вы лучше бы по теме спросили. Например сколько возможных позиций имеет спин фотона (называемый кубитом)? На основании какого опыта делалось опровержении теории "перчаток" и в чем его суть?

          • nubulla

            ERMAK53, У как все запущено. Угловая скорость... Дальше обычно рассуждают по центробежную силу... в безопорном пространстве нет никаких сил! С классической механикой сначала разберитесь, а потом кубисты, фотоны...

            • ERMAK53

              nubulla, Тут я вынужден поддержать Рессаректида, вообще никакого конструктива с вами. Сам начал говорить про силы, себя и заткнул. Предложения безграмотные, иди тетрадки выбирай к сентябрю, Кубист.

            • ERMAK53

              nubulla, А сила гравитации тебе в безопорном пространстве уже не сила значит

              • nubulla

                ERMAK53, Сила гравитации это из учебника средней школы. Ну зачем об'яснять сложные вещи тем кому это в жизни не нужно, а тут все просто - бухнул, Ж об дорогу приложился - сила тяжести виновата. Ещё раз - в безопорном пространстве нет сил! Есть только гравитационное поле, которое взаимодействует с массой и придаёт ей ускорение. Причём каждой частицы этого тела. Такие поля называются потенциальными (магнитное поле тоже относится к этому классу). И при включении двигателя силы нет. Есть закон сохранения импульса. А вот силу можно почувствовать пятой точкой, как реакцию опоры со стороны кресла. И не надо примеров из школы, там сильно упрощенная система мира. Да и учебники за последние 40 лет стали только хуже.

            • mmooxx

              nubulla, как это нет сил? я падаю на землю опоры у меня нет, на меня никакие силы не действуют? я в космосе включаю реактивный двигатель, опоры нет, на меня никакие силы не действуют?

              • nubulla

                mmooxx, Нет не действую силы. Ну разве только сопротивление воздуха. V=gt^2. Ну и где тут сила? А вот когда долетите до пола, вот там сил будет по самое нехочу.

                • CJREN

                  nubulla, история андроида мински

                • mmooxx

                  nubulla, позвольте спросить размерность mg? не ньютоны ли? ан не в ньютонах ли сила измеряется ?

                  • ERMAK53

                    mmooxx, та у него fire in a hole, желание высказаться и покакать одновременно - зашкаливает

                  • nubulla

                    mmooxx, На земле g=9.8, на Луне 2.4, на Марсе 5.2. А сам mg называется весом (не путать с массой) но вес проявляет себя только как реакция опоры. В безопорном пространстве веса нет. Так что лучший способ для блондинок бороться с весом это прыгнуть с небоскрёба - пока летит ее вес равен нулую.

                    • RikasEpta

                      nubulla, Следовательно астронавт может сдвинуть МКС?)

                      • nubulla

                        RikasEpta, Для продавщицы из супермакета вес и масса одно и тоже, но для человека расуждающего об МКС надо знать разницу. Масса - это свойство материи. Вес реакция опоры.

                        • RikasEpta

                          nubulla, В ключе данной дискуссии масса это производная ускорения. А вес это только реакция гравитации)

                          • nubulla

                            RikasEpta, Масса это способность тела к гравитационному взаимодействию.
                            чисто математически:
                            a=S"
                            a=V'
                            Поэтому S=at^2
                            Но справедливости ради надо отметить, что до сих пор ведутся дискуссии об эквивалентности энерционной и гравитационной массы. Так что если Вы говорите об энерционной массе, то вы правы.

          • x44

            ERMAK53, "Спин фотона называемый кубитом"..... это чтото новенькое =)

  8. Asmodeus55555

    Линейный ускоритель частиц там надо монтировать - вот где скорость потока частиц ограничена практически лишь скоростью света. Понимаю, что сложно, но вот как вам идея?

    • RikasEpta

      Asmodeus55555, Для начала нужен холодный термояд, а то слишком энергозатратно.

      • nubulla

        RikasEpta, Хоть холодный термояд, хоть горячий остается вопрос преобразования выделяемого тепла в электрическую энергию. А это тепловая машина. Все равно какая, турбина, стирлинг, паровой двигатель...) Лыко-мачало начинай сначала - нужны радиаторы. А это вес. Даже создатели блокбастеров про радиаторы знают. Посмотрите внимательно "Марсианин" или "Аватар" там они на космических кораблях стоят. В "Аватаре" даже светятся красным цветом.

      • Hacem

        RikasEpta, Где-то читал, что схлопывающиеся пузырьки в стакане газировки, схлопываются с такой силой что вызывают кратковременную термоядерную реакцию в паре десятков молекул.

  9. strsnik82

    ERMAK53, а при чем тут "сало Украине"?

  10. morxod

    Вот это устройство показывают нам десятки лет, а все на догмах сидим . https://www.youtube.com/watch?v=a5RPu4hgJZs&t=4s

  11. morxod

    Загадка была, почему пневматика, стало ясно когда антигравитационый генератор отключил электричество в радиусе сто метров. https://www.youtube.com/watch?v=TaQE8dS1OKI&feature=share

    • ERMAK53

      morxod, Поржал как следует спасибо

      • morxod

        ERMAK53, Над Теслой тоже ржали в свое время.

      • morxod

        ERMAK53, Но и я поржу когда будет поздно

    • x44

      morxod, Он же не здоров явно.. поржал тоже

  12. ERMAK53

    Ты серьёзно?)) типо когда метеорит упадёт?

  13. nubulla

    Да что ты все про школу, да про школу, что воспоминания свежие? Я то свою закончил когда тебя еще в проекте не было в 78 году прошлого века. Средний бал 4.5. Это позволило мне поступить в ВУЗ сдав только 2 экзамена. Вообще школа это полный отстой! Поступай в ВУЗ (ах, да сейчас они все поголовно университеты), там гораздо интереснее. А в общаге поживешь с людьми научишься общаться.

    • resurrected

      nubulla, Очень жаль, что при твоих годах ты остался глупым балбесом. Ну как я уже и говорил, это скорее всего твой потолок, который ты уже никогда не преодолеешь.

    • resurrected

      nubulla, "Поступай в ВУЗ" .. да да .. я их в количестве двух также в прошлом веке окончил на отлично, а про школоту говорю потому что ты собой мне её постоянно напоминаешь. Кстати .. если ты не врёшь про свои оценки и возраст, то может быть это уже старость и маразм?

      • nubulla

        resurrected, Вечный студент значит. А чем нибудь полезным занимался? Руками, аль головой? Табуретку выстругал? Гайку начертил? Или вузы были гуманитарные?

        • resurrected

          nubulla, Век живи, и век учись! Табуретку дешевле и быстрее купить, чем самому строгать, а я ценю своё время. Вузы были политехнический и экономический, и эти два образования являются основополагающими для моей нынешней занятости.

          • nubulla

            resurrected, А, понятно! Эффективный manager! А я то думаю, ну откуда такая самоуверенность и хамство. ЭМы самая ненавидимая мной порода людей.

            • resurrected

              nubulla, Не.. ну это точно маразм )

  14. morxod

    Кто из вас пояснит что это творение или миф; E = mc2

    • nubulla

      morxod, Это надо у resurrected спросить. Он говорит, что два высших образования имеет. Может что нибудь и напишет. Или ссылочку даст на Википедию.

      • nangirril

        nubulla, Я конечно не имею высшего образования в сфере физики или подобного.
        Так же у меня нет возможности спорить с Вами NUBULA и с Вами RESURRECTED. Но у меня в Вам обоим огромнейшая просьба. Добавьтесь друг другу в любой мессенджер. И будьте добры там выяснять отношения.
        Потому как от Вашей писанины, становится только противно.
        С уважением, NANGIRRIL

  15. hggz

    Между RESURRECTED и NUBULLA был интересный спор о теплообмене в космосе.
    Прав конечно NUBULLA, но почему так мало аргументов в споре?
    Дал гиперссылку на пруф и всё, и нет больше вопросов.

    Вот одна из интересный статей которую выдаст гугл на вопрос о "теплообмене в космосе":
    https://habrahabr.ru/company/dauria/blog/234121/

    Остались вопросы? Посетите сайт НАСА:
    https://www.nasa.gov/mission_pages/station/structure/elements/radiators.html#.WaLwKVFLeUk

    Нужно ли охлаждать сверхпроводники в космосе? Да, нужно, если они нагреются то потеряют свои свойства. Сверхпроводимость позволит избежать нагрева от пропускаемого через сверхпроводник тока, но не спасет от остальных источников тепла.

    Википедия классный ресурс, но с неё надо начинать искать информацию, а не заканчивать.

    • resurrected

      hggz, Вы своим постом всё извратили :(
      Поддержание низкой температуры от излучения ближайшей звезды, я не только не отрицал, но и наоборот акцентировал на этом внимание. А NUBULLA утверждал выделение тепла сверхпроводниками в магнитах, то есть внутреннее в них выделение тепла, а не изоляции их от излучения солнца. Вообщем вы в текстах увидели то что хотели, но не то что там было написано.

    • nubulla

      hggz, Вы меня совершенно правильно поняли. Сам провод находясь в сверхпроводящий состоянии безусловно не греется от проходящего тока. Но обмотку невозможно 100% изолировать от излучения плазмы, от излучения солнца и т.п. Нет зеркал полностью отражающих весь спектр излучений. Да и от конструкции по тепловым мостам тоже подтекает. Короче, когда переходишь к чертежам тут только все и начинается...

      • resurrected

        nubulla, У вас есть чертежи? Не смешите мои тапочки.
        При правильной изоляции излучение от плазмы будет очень малое чтобы говорить о каких нибудь проблемах с охлаждением. Предлагаю закопать данное обсуждение, так как мне оно уже надоело.

        • nubulla

          resurrected, И я того же мнения. Вы не имеете инженерного опыта. Это чувствуется по вашим "аргументам", которые представляют из себя смесь нарцисизма и потоков ооскорблений в сторону апонента(

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.