Форум космопорта

[Saturn]

Можно подавать топливо и окислитель в камеру сгорания небольшими порциями. Тогда не понадобится колосальных энергий для разделения и ускорения полученной плазмы.

[zenixt]

[Кулибин]

Я имел в виду модификацию уже существующего Холловского ЭРД. В этом двигателе в отличие от классического ионника нет разделения плазмы на ионы, а импульс формируется за счет отталкивания электрически заряженной плазмы магнитным полем. Плюсы Холловского двигателя высокий ресурс – электроды не подвергаются эрозии от воздействия ускоренных ионов, и относительная экономичность – не требуются затраты энергии на разделение плазмы на ионы (очень энергоемкий процесс) это позволяет получить сравнительно высокую тягу. Основной недостаток Холловского двигателя, относительно низкий импульс – около 15 км/ сек. В данном варианте гибридного двигателя ЭРД – монотопливный химический, в принципе можно повысить импульс двигателя за счет, во первых экономии электрической энергии на нагревание и ионизацию плазмы, во вторых снижения суммарной молекулярной массы топливного газа.
Почему именно монотопливный двигатель? Этот двигатель самый простой и надежный среди всех жидкостных химических, не нужны форсуночные головки для равномерного смешивания компонентов, все монотоплива имеют неплохую плотность, химически устойчивы, не коррозионно активны, и главное высококипящие, в отличие от окислителей обладающих достаточной химической устойчивостью для образования газообразных гремучих смесей с органическими топливами. Кроме того системы подачи топлива на монотопливных двигателях имеют высокую точность, что не маловажно для ЭРД. Использование электрического разряда для воспламенения паров топлива позволяет сочетать высокую скорость и равномерность воспламенения топлива с частичной ионизацией пламени и приданием ему электрического заряда. В принципе возможно использование расфокусированного электронного пучка для воспламенения топлива, но это не решает проблему эрозии электродов, так как они все равно будут бомбардироваться высокоскоростными ионами, зато это усложняет конструкцию. Использование микроволнового излучения для дополнительного разогревания пламени в данном случае не имеет смысла, так как химического тепла достаточно для температуры проводимости пламени, а микроволновое излучение не в состоянии придать пламени электрический заряд.
Сочетание химического двигателя с ЭРД в данном случае способно повысить энергетическую экономичность и импульс двигателя на десятки процентов, возможно даже в разы, учитывая снижение молекулярной массы рабочего тела.
В том чтобы использовать химическую энергию в двигателях с разделением плазмы на заряженные частицы я не вижу смысла, так как разделение плазмы процесс настолько энергоемкий, что химическая энергия не в состоянии на него значительно повлиять. Учитывая высокую температуру химического пламени и его воздействие на внутренние элементы конструкции двигателя разделяющего плазму на заряженные частицы в процессе работы, становится понятно, что для этих двигателей более целесообразно использовать топливо с низким потенциалом ионизации – пары щелочных металлов, инертные газы, чем разжигать в двигателе химическое пламя.
Вообще низкая энергетика процесса химического горения не в состоянии значительно повысить характеристики ЭРД в гибридных вариантах, гибрид ЭРД – ЖРД, в принципе способен конкурировать с некоторыми типами ионных двигателей существующих в данное время, но двигателя для межпланетных кораблей из него не сделаешь.
Для модернизации ЭРД в далекой перспективе, в общем, то нет такой проблемы как повышение импульса, в настоящее время уже существуют генераторы плазмы с температурой в сотни миллионов градусов, ускорители заряженных частиц с высокой скоростью истечения, возможно полное разделение плазмы на ядра и электроны. Эти устройства позволяют получать скорость истечения рабочего тела в сотни, тысячи, километров в секунду как не больше. Но поскольку тяга ЭРД при источниках питания равной мощности обратно квадратична импульсу, использование высоко импульсных двигателей при стандартных источниках энергии не целесообразно так как не удастся получить хоть сколько ни будь значимую мощность. Таким образом, основная проблема, стоящая перед дальнейшей модернизацией ЭРД это поиск новых более мощных источников энергии, но это уже совсем другая тема.

Да чуть не забыл, еще во времена СССР был разработан электрореактивный двигатель для межпланетных полетов. В сети информации по этой теме я не нашел но информация совершенно достоверная так как двигатель показывали по телевизору, совки гипотетический двигатель не стали бы показывать. Я плохо помню о особенностях этого двигателя, но вроде бы там химическое пламя дополнительно нагревалось электрическим током. Двигатель позволяет в два раза повысить импульс по сравнению с химическими аналогами, и он крайне прожорлив в смысле электрического питания, предполагалось использование ядерных энергетических установок. По всей вероятности речь здесь идет не об ионном или плазменном двигателе, а о модифицированном ЖРД с дополнительным нагреванием рабочего тела в за критической части сопла.