В России создали систему расчета параметров для узлов плазменных двигателей

Ученые Самарского университета имени Королева и Московского авиационного института создали систему расчета параметров для импульсного газового клапана, который является одним из важнейших узлов перспективных космических плазменных двигателей, сообщили в пресс-службе самарского вуза.

"В последние годы все большее количество задач на Земле и в космосе решаются с помощью малых и сверхмалых космических аппаратов, в том числе наноспутников формата "кубсат". При этом многие из этих задач выполняются более эффективно, если космические аппараты оснащены реактивными двигательными установками", - сообщил заведующий кафедрой эксплуатации авиационной техники Самарского университета Георгий Макарьянц.

Во всем мире ведутся исследования и разработки двигательных установок для спутников малого и сверхмалого класса, причем в число наиболее перспективных установок входят импульсные плазменные двигатели с газообразным рабочим телом, отмечают ученые. В них газ через специальный импульсный клапан, открывающийся на определенный промежуток времени, поступает в разрядный канал, где при необходимом давлении происходит электрический пробой между электродами. Газ разогревается электрической дугой, ионизируется, превращаясь в плазму, а затем ускоряется в сопле, создавая тягу двигателя.

Ученые отмечают, что одним из наиболее сложных узлов такого плазменного двигателя является импульсный газовый клапан - он как "сердце", от него зависит режим работы всей двигательной установки.

"В ходе нашего исследования были рассмотрены самые разные аспекты работы такого клапана для создания различных параметров тяги двигателя и показателей расхода газа. Это позволило создать систему расчета параметров как по рабочему давлению, так и по быстродействию, что может использоваться конструкторами при проектировании газового тракта таких клапанов для перспективных плазменных двигателей", - отметил Макарьянц.

Разработанную систему расчета параметров успешно проверили во время экспериментов на газовом клапане, созданном в Научно-исследовательском институте прикладной механики и электродинамики Московского авиационного института. В качестве рабочего тела в экспериментах использовался азот. Такие алгоритмы для расчета параметров клапана помогут создавать более экономичные и легкие космические двигатели для малых космических аппаратов. Это позволит значительно увеличить срок активной службы наноспутников на орбите.

Экспериментальное исследование провели при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках всероссийского проекта "Фундаментальные проблемы разработки аэрокосмических транспортных систем и управления в аэрокосмической технике для обеспечения связанности территории РФ". Результаты исследования опубликованы в авторитетном международном журнале International Review of Aerospace Engineering ("Международный обзор аэрокосмической техники").