Электрический ракетный двигатель термический

Первая в мире действующая модель электрического термического ракетного двигателя созданная под руководством В. П. Глушко в 1929 году.

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:

[math]\displaystyle{ w= \sqrt{\frac{2k}{k-1} \frac{\ R_u T}{M}} }[/math]

где [math]\displaystyle{ w }[/math] — скорость истечения, [math]\displaystyle{ k }[/math] — показатель адиабаты, [math]\displaystyle{ R_u }[/math] — универсальная газовая постоянная, [math]\displaystyle{ T }[/math] — температура, [math]\displaystyle{ M }[/math] — 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

• Aerojet (Redmond, WA USA) — Arcjet Vendor