Кафедра 21 "Физика плазмы"

Электрореактивные двигательные установки

 (для групп Е9-04, Т9-21)

1 неделя.

Введение: Значение КЭРД в космической технике.

            КЭРД - третья эра в космической технике. Приоритет России и СССР в основополагающей идее КЭРД ( 1911 г., К.Э.Циолковский) и в первом практическом использовании в космосе (1964 г.).

            Области применения КЭРД на космических аппаратах ( КА).

2 неделя.

Обоснование необходимости достижения высоких скоростей истечения V рабочего тела из КЭРД : V @ (5-100) км/с.

            Уравнение И.В.Мещерского, формула К.Э.Циолковского. Необходимость создания космических ядерных (ЯРД) и термоядерных (ТЯРД) реактивных двигателей. Мечты о создании фотонных реактивных двигателей (ФРД).

3 неделя.

              Работы К.Э.Циолковского, Н.Н.Кондратюка, Ф.А.Цандера, Р.Годдарда, Г.Оберта, Р.Эсно-Пелтри, Е.Зенгера, С.П.Королева и других основоположников космонавтики.

4 неделя.

Тяговые характеристики КЭРД и их классификация.

            Расход массы, тяга, удельный импульс, тяговый КПД h _{т  ,}  энергетический КПД h _э  , суммарный импульс, цена тяги. Взаимосвязь этих параметров. Классификация КЭРД.

5 неделя.

Динамика полета КА с “маршевыми” КЭРД :

            от Земли в космос - по спиральной траектории. Вывод уравнений для траектории полета КА. Результаты численного моделирования.

6 неделя.

Основные механизмы ускорения ионов в плазменных ускорителях.

            Рассмотрение механизмов на основе двух-жидкостной МГД-модели плазмы.

7 неделя.

 Электронагревные КЭРД (ЭНД).

            Сополо Лаваля. Физические процессы в нем, сверхзвуковое истечение. Максимальная скорость истечения. Конкретные летные конструкции ЭНД, достигнутые параметры. Области применения.

8-неделя.

Конкретные летные конструкции ЭНД, достигнутые параметры. Области применения.

9-неделя.

 Импульсные плазменные двигатели (ИПД).

            Абляционные ИПД электромагнитные, электротермические и гибридные. Физические процессы. Тяговые характеристики. Летные конструкции, достигнутые параметры. Области применения.

10 неделя

Ускорители плазмы с замкнутым дрейфом электронов (УЗДП).

            УЗДП с протяженной зоной ускорения - ЛХД, или, СПД.

ЗПД с узкой зоной ускорения - ДАС (двигатель с анодным слоем).

Физические процессы, сравнительные характеристики.

11-неделя.

Конкретные летные конструкции, достигнутые параметры. Области применения. Примеры космических миссий.

12-неделя.

Сильноточные стационарные плазменные двигатели большой мощности.

Торцевые холловские двигатели (ТХД). Физические процессы, конструкции, достигнутые параметры, области применения. Примеры космических миссий.

13-неделя.

Электростатические (ионные) двигатели.

Ионные источники с поверхностной и объемной ионизацией. Физические процессы. Летные конструкции. Достигнутые параметры. Примеры космических миссий.

14-неделя.

Инжекторы нейтральных атомов (ИНА).

            Области применения ИНА. ИНА на основе резонансной перезарядки ( с положительными ионами) и обдирки ( с отрицательными ионами). Физические процессы. Сравнительные характеристики, достоинства и недостатки.

15-неделя.

Конкретные примеры конструкций ИНА.

16-неделя.

Инжекторы пеллетт (ИП).

            Обоснование необходимости использования ИП по программе УТС. Области применения. Имеющиеся конструкции. Характеристики. Достигнутые результаты при использовании ИП в термоядерных устройствах.

 

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1.	533/Р-39					М.К.Романовский. Элементарные процессы и взаимодействия частиц в высокотемпературной плазме, МИФИ, 1984.
2*	621/М80				А.И.Морозов. Физические основы космических электрореактивных двигателей, т.1, М.: Атомиздат, 1978 г., 327 стр.
3.*		Журналы без шифров		А.И.Морозов, А.П.Шубин. Плазменные ускорители; в сборнике “Итоги науки и техники. Физика плазмы”, том 5, Москва, ВИНИТИ, 1984 г., стр. 178-260
4.*	621.4/Г85		С.Д.Гришин, Л.В.Лесков, Н.П.Козлов. Электрические ракетные двигатели. М.: Машиностроение, 1975 г., 272 стр.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

5.*	621.4/Г85	С.Д.Гришин, Л.В.Лесков. Электрические ракетные двигатели космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1989 г., 216 стр.
6.**			Н.В.Белан, В.П.Ким, А.И.Оранский, В.Б.Тихонов. Стационарные плазменные двигатели. Харьков, изд. ХАИ им. Н.Е.Жуковского, 1989 г., 316 стр.

 

 

*  -  книга находится в читальном зале

** -  книги нет в библиотеке МИФИ