Будущее (или засекреченное настоящее) плазменных движков или как достичь 27 махов в атмосфере

«Говорят, что те, кто видел гиперзвуковой экраноплан, летящий в пузыре плазмы, из которого выехал танк, сфотался, а потом заехал обратно, никому про это уже ничего не расскажут.»

Зимой я долго приставал к Зеленому Коту по поводу плазменных движков и их физических ограничений. И вот он опубликовал пост, а я вдогонку хочу немного разобраться со «лженаукой» и мифами, а также понять, есть ли в ближайшей перспективе заменитель химическим ракетным движкам для моего реактивного ранца.

Я не специалист в движках. Ну совсем ни разу не специалист, но разобраться хочу. Сделаю небольшой «вброс» с расчетом на то, что хабраинтеллект выведет на чистую ~~воду~~ плазму.

Как звучит в атмосфере двигатель, скорость истечения «струи» которого выше четвертой космической?
Возможно ли, что уже сейчас есть рабочие образцы плазменных движков на военной технике, которые могут обеспечит скорость полета 27 махов для объекта 100-1000 кг?
Какие есть первоисточники с разным уровнем достоверности по этому вопросу?

Вот испытания немцев:

Статья в Journal of Physics: Conference Series.

Прототип, будучи масштабированным до размеров обычного авиационного двигателя, как утверждается, сможет развивать тягу от 50 до 150 килоньютонов в зависимости от подаваемого напряжения. Испытанный прототип представляет собой установку длиной 80 миллиметров и диаметром 14 миллиметров.

Исследователи полагают, что в будущем такие магнитоплазмодинамические двигатели можно будет устанавливать на самолеты, причем силовые установки будут эффективно работать на всех этапах: от взлета до полета на высоте 50 тысяч метров.

Принцип работы магнито-плазменного компрессора для аналога сопла Лаваля.

Тяга и импульс для различных типов батарей при различном давлении.

Общая схема

Тестовый образец

Струя/факел плазмы при различном вольтаже.

Плазма в различных фильтрах.

Распределение магнитного поля.

Эрозия после 1000 запусков.

Источники

Теги:

магнитоплазмодинамический двигатель

Комментарии 68

Tomasina вчера в 18:34
0
Дуга (разряд) и плазма — не одно и то же?
- Zenitchik вчера в 19:30
  +3
  Нет.
  В дуговом разряде, разумеется, образуется плазма, но дуга в целом — далеко не только плазма в ней.
ALepikhov вчера в 18:35
+6
Для военных сейчас это врядли актуально:
1. Тяжелая МБР и так разгонит ПН до 27 махов, а тормозиться в атмосфере она начнет только километрах на 50.
2. В плотных слоях атмосферы (от 0 до 35-45 км) эрозионный унос даже УУКМ, даже при 20 Махах так велик, что ЛА не выдержит и двадцати секунд (несложно прикинуть «на кошках» если взять данные по например, пироуглероду у Полежаева).
- MagisterLudi вчера в 18:38
  0
  1. Управляемый горизонтальный полет
  2. Летим в пузыре плазмы — так что износ не велик ( а-ля суперкавитация)
  - HellKaim вчера в 19:11
    
    0
    Для непилотируемых аппаратов это уже было реализовано. Отлично летает, но в живых никого на борту не остаётся.
    - eugenero сегодня в 12:42
      
      –2
      
      Так в жидкость будут погружать, как Рогозин — Тузика.
  - ALepikhov вчера в 19:43
    
    0
    п. 1 на высотах ниже 50 км сейчас нереален — скорость уноса ТЗП будет такова, что аэродинамика будет быстро меняться за счет увеличения радиусов скругления передних кромок + всегда есть асимметрия обгара — чем будешь компенсировать?
    2. Были такие проекты. Однако чтобы управлять плазмой нужны большие мощности и криогенные температуры. Ракету в шахте 20 лет будем держать на подзарядке и с охлаждением?
    Можно легко прикинуть, что для М=27 и высот ниже 50 км нужны материалы со стойкостью от 5000 С под давлением атмосфер 200 (для передних кромок).
shiru8bit вчера в 18:53
+15
Южное полушарие устроено совершенно по-другому: там нет ни лестниц,
ни кратера в центре. Вместо кратера там высится остроконечный пик
высотою в несколько километров; он расположен строго по оси и окружен
шестью пиками поменьше. Конструкция в целом выглядит очень странно, и
мы даже отдаленно не догадываемся, какой цели она служит.
- alesan вчера в 23:05
  0
  Спасибо за цитату, как раз искал что почитать.
- bundzmm сегодня в 13:54
  +2
  Думал тоже, что почитать нашлось чего. Да только как нагуглил я понял, что Свидание с Рамой уже читал)
AntonSor вчера в 20:35
+2
Прошу прощения, а почему там короткие импульсы, а не непрерывный разряд? И где там спрятаны магниты, создающие магнитное поле?
- Zenitchik вчера в 20:49
  0
  Если я правильно понял схему, магнитное поле создаётся протекающим током.
- egigd сегодня в 12:57
  0
  Короткие импульсы потому, что их конструкция начинает эффективно работать только при токах в тысячи ампер. Не тысячу, а именно тысячи, где-то 3-5 кА как минимум. Соответственно, мощность там порядка мегаватта…
Hamaruba вчера в 20:39
+10
Если все правильно прикинул, текущая тяга где-то 0,006Н, при этом в активную зону подается чуть меньше 500Вт (учитывая скважность импульсов примерно 28К)
При текущих характеристиках для полноценного использования на воздушных судах, даже если удастся создать полноразмерную модель двигателя и вменяемую по размерам и массе систему управления питанием, нужен источник электрической энергии выдающий мощность начиная от единиц тераватт…
Даже если бы такой был, я полагаю что в плазму превратится вообще вся установка на первой же секунде запуска, при условии что объем установки будет соразмерен с авиационным двигателем.
vanxant вчера в 21:24
+16
Для начала отделяем тёплое от мягкого. «Тёплое»: сам по себе управляемый полёт в атмосфере на скорости около первой космической — это та ещё задачка. Частично была решена в Шаттлах и Буранах, полностью — относительно недавно в «изделии 15Ю71», более известном как Авангард. Во всех случаях речь идёт об аэродинамическом планировании в верхних слоях атмосферы (от 80 км и выше) при спуске с орбиты, куда аппарат доставляется обычными химическими ракетными двигателями.

«Мягкое»: двигатели, использующие забортный воздух в качестве рабочего тела и, для химических двигателей, окислителя. Решение этого вопроса крайне заманчиво, так как позволяет обойти ограничения, накладываемые формулой Циолковского.

Самый широко распространённый пример — банальный авиационный турбофен. Второй контур такого двигателя — это «просто» вентилятор, который засасывает забортный воздух спереди и выбрасывает сзади (или наоборот при реверсе). К сожалению, при скоростях больше М = 2.5… 3 лопатки вентилятора перестают цепляться за воздух, и КПД двигателя начинает падать.

Следующий по распространённости — это классический прямоточник, передняя часть которого представляет собой сопло внешнего расширения, поставленное против потока. Если при нормальном использовании сопла горячий и плотный, но неподвижный газ из камеры сгорания расширяется и охлаждается, но приобретает сверхзвуковую скорость, то здесь всё происходит в обратном порядке: холодный, но движущийся (относительно двигателя) на сверхзвуке забортный воздух сжимается, нагревается и замедляется. После чего в нём можно распылить керосин и поджечь, или нагреть любым другим образом. При этом на входе образуется сверхзвуковая пробка, которая не позволяет нагретому газу течь вперёд, оставляя возможным только выброс назад.

Классические прямоточники широко используются военными. Хотя теоретически прямоточники позволяют разгоняться до М = 25 на высотах порядка 80 км (а оттуда до орбиты буквально 1 км/с), почти все современные движки работают на скоростях до М = 4… 4.5. Дальше начинается гиперзвук и всё становится совсем сложно. При этом начальный разгон до сверхзвука осуществляется «как-то ещё», обычно — небольшим пороховым РДТТ, который размещается прямо в выходном сопле прямоточника.

У Боинга был гибридный двигатель с турбофеном в первой «части», сверхзвуковой выхлоп которого направляется на вход прямоточника. Получилось слишком сложно, тяжело и сомнительно-надёжно, поэтому проект закрыли.

Китайские товарищи пилят ещё более гибридный гибрид турбофена, прямоточника и обычного керосинового ракетного двигателя. Посмотрим, что у них выйдет. Потенциально пепелац с такими движками сможет взлетать с аэродрома и выходить на орбиту вообще без каких-либо «ступеней». Если в обычной ракете 60-70% стартовой массы составляет окислитель, то здесь его нужно совсем чуть-чуть для довывода на собственно орбиту, когда забортного кислорода становится уже слишком мало.

Относительно недавно удалось решить вопрос создания гиперзвукового прямоточника (ГПВРД). Ракета «Циркон» разработки того же челомеевского НПО Маш, что и 15Ю71, показывает М = 8...9 на высотах порядка 40 км. Если конструкторам удастся сделать один такой шаг (в 2 — 3 раза по скорости относительно предыдущего поколения), то можно будет приблизиться к теоретическому пределу. Но даже если пока не удастся, имея двигатели с такими параметрами, как у Циркона, можно пытаться собрать на них первую ступень уже сейчас.

В принципе, для прямоточника неважно, чем именно греть воздух в «камере сгорания» (греть нужно, иначе откуда возьмётся энергия). В предложении немецких товарищей используется электричество, но нет ответа на вопрос, где на борту взять необходимую мощность. По удельной мощности (количество джоулей на грамм) любые аккумуляторы пока сильно уступают банальному керосину. Плюс керосин расходуется, заметно снижая массу ракеты в процессе полёта, а аккумуляторы… ну, отстреливать их что ли?
Коллеги челомеевцев по КТРВ из «Новатора» запилили ракету 9М730 («Буревестник»), где этот нагрев идёт от ядерного реактора. Потенциально это решение обладает максимально доступной на данный момент плотностью энергии. Но не думаю, что подобное когда-либо разрешат для гражданского использования, да и в военной ракете 9М730 скорости небольшие именно из-за соображений безопасности.
- ni-co вчера в 22:43
  +2
  «Хотя теоретически прямоточники позволяют разгоняться до М = 25 на высотах порядка 80 км». Можно пруфы. А то как то во рту пересохло.
  И по поводу статьи. Согласен с мнением людей, которые считают крайне неэффективным использование плазменных двигателей в земной атмосфере. Они проигрывают обычным химическим. Достойное их место в спутниках и межпланетных станциях.
  - vanxant вчера в 23:24
    
    0
    Можно пруфы. А то как то во рту пересохло.
    
    Да хотя бы википедия про гпврд.
    Ну вообще надо понимать, что это очень среднепотолочные расчёты, как оно там будет в реальности пока непонятно.
    - ni-co вчера в 23:46
      
      +2
      
      Спасибо. Но у меня подозрение, что даже на 25 М, на 80 км атмосфера уже не будет поддерживать работу прямоточника в виду своей разреженности.
      - 8street сегодня в 09:19
        
        +3
        
        Ну тут еще фишка в том, что чем больше скорость, тем больше воздуха проходит через двигатель. Так что, вполне возможно.
        
        ksbes сегодня в 09:34
        
        0
        
        Условная граница космоса — 100 км, это как раз, если я помню правильно, где скорость аэродинамического полёта (т.е. воздух способен создавать подъёмную силу равную весу аппарата) сравнивается с первой космической. Т.е. на 100 км для полёта на первой космической на таких движках( которым нужен только пропеллент, а не топливо/окислитель) вполне должно хватать.
      - faoriu сегодня в 09:42
        
        +2
        
        Идея в том, что если у вас есть гиперзвуковой движок, который может работать на сколь угодно высокой скорости, то всегда можно выбрать высоту, на которой поток воздуха будет достаточным, и разгоняться хоть до Луны, используя даже разряженный воздух как окислитель.
  - vanxant сегодня в 00:30
    
    +1
    Согласен с мнением людей, которые считают крайне неэффективным использование плазменных двигателей в земной атмосфере
    
    Тут ещё куча подводных камней.
    1. Во-первых, беда всех плазменных двигателей — это энергия ионизации. Чтобы оторвать электроны у атомов газа, нужно затратить энергию, которая больше никак не возвращается. Для стандартного для плазменных двигателей ксенона энергия ионизации 11.7 эВ, для O2 — 13.6, для N2 — 15.58 эВ. Для сравнения, при сжигании водорода в кислороде (с образованием воды) выделяется около 3 эВ.
    2. Во-вторых, а что потом делать с ионами в атмосфере? Они крайне химически активны и начнут вступать в химические реакции. Конкретно — образовывать разнообразные оксиды азота (NOx). Эти оксиды реагируют с водой (в т.ч. с содержащимся в атмосфере паром) с образованием азотной и азотистой кислот. Кислотные дожди заказывали?
    - dragonnur сегодня в 11:04
      
      +1
      
      И экологи с гринписями пляшут от шшастья
    - Nashev сегодня в 12:24
      
      0
      
      А потом научатся в выхлоп положительных ионов сливать с реактивной струёй потока электронов, оторванных когда-то у них же, и вторая проблема будет решена, ещё и с реактивной добавочкой к ускорению %)
      - egigd сегодня в 13:06
        
        0
        
        Там электроны и ионы и так идут вместе одним потоком. Это же плазменный, а не ионный двигатель.
        
        Nashev сегодня в 13:12
        
        0
        
        Значит, она уже решена? ;)
        
        egigd сегодня в 13:34
        
        0
        
        Нет, вовсе не решена, т.к. одним потоком идут именно ионы и электроны, а не нейтральные атомы.
        
        Mad__Max сегодня в 14:48
        
        0
        
        Если они идут вперемешку одним потоком, то что им мешает рекомбинировать обратно в нейтральные атомы сразу же после выхлопа?
        
        flx0 сегодня в 14:57
        
        +2
        
        Так они же в воздух попадают. И имеют очень большую температуру. Так что и рекомбинировать они будут не друг с другом, а с чем попало. Да и когда друг с другом, рабочее тело — тот же воздух, то есть разнородная смесь с довольно мутной химией. Это вам не ксенон в вакууме гонять.
        
        vanxant сегодня в 15:13
        
        +2
        
        Рекомбинируют, но не сразу. Слишком разные скорости и вот это всё.
        А ионы кислорода ждать не будут, они окислят первый попавшийся атом или молекулу.
- faoriu вчера в 23:00
  0
  полностью — относительно недавно в «изделии 15Ю71», более известном как Авангард
  Первый полноценный гиперзвуковой аппарат — это Boeing X-51 Waverider с гиперзвуковым двигателем, запущенный в 2013м. А маневрирующие гиперзвуковые «изделия», разгоняемые большой ракетой, Martin Marietta ещё в 60х испытывали.
  - Re1ter сегодня в 08:42
    
    0
    Таки нет. В комментарии выше шла речь о достижении первой космической скорости (~23М), а не о гиперзвуке как таковом. И здесь Boeing пока в пролёте — Waverider на испытаниях развил лишь 5,1М, тогда как Авангард достиг 27М.
    - faoriu сегодня в 08:53
      
      0
      
      Это всё относится к гиперзвуковому полёту. Кроме того, у Boeing был полноценный гиперзвуковой движок. Маневрирующие планеры были и раньше — см. Martin X-23 PRIME (1966 год), развивал 25 махов.
      - Re1ter сегодня в 09:14
        
        0
        
        Прайм мог лишь немного отклоняться от баллистической траектории, с тем же успехом любое сведение спутника с орбиты можно назвать управляемым.
        По поводу полноценного движка — когда он появился? В 60-х, насколько я знаю, все гиперзвуковые самолёты использовали разгонные блоки для набора скорости.
        
        faoriu сегодня в 09:27
        
        +2
        
        А Авангард сильно отклонился?
        Полноценный движок появился в X-43, в 2004 его успешно запустили.
        
        Re1ter сегодня в 09:35
        
        +3
        
        Если ВЕРИТЬ заявлениям министерства обороны, Авангард полностью управляем на любом участке полёта. На красивых слайдах он облетает американские ракетоносцы))))
        Про Х-43: не знал, что двигатели существуют так давно. Интересно, почему нет развития в этом направлении.
        
        faoriu сегодня в 10:12
        
        0
        
        Вы с «Цирконом» случайно не путаете? «Авангард» позиционируется как замена обычным баллистическим ракетам.
        
        Администрация Обамы решила, что принятие на вооружение гиперзвуковых аппаратов может спровоцировать гонку вооружений, поэтому тогда всё ограничилось только демонстрацией.
        
        Re1ter сегодня в 10:44
        
        0
        
        Не путаю. Красивые картинки посмотреть можно пока только на разных новостных ресурсах вроде этого, поэтому особый упор сделан на веру :)
        
        Надеюсь, Трамп не отменит хотя бы этого решения Обамы.
        
        faoriu сегодня в 19:23
        
        0
        
        Такая политика Обамы была воспринята скорее как слабость и никак не помогла сдержать разработку гиперзвукового оружия в РФ и Китае. Теперь США оказались в потенциально уязвимом положении и ведут разработку нескольких систем гиперзвукового оружия.
        
        slavae сегодня в 11:13
        
        –5
        
        Вы смешны.
        
        faoriu сегодня в 12:08
        
        +3
        
        Честно говоря, советую вам не тратить на хабре время — не та аудитория.
- Zenitchik сегодня в 14:41
  0
  М = 25 на высотах порядка 80 км
  
  А можно, для повышения образованости, какой скорости соответствует M на высоте 80 км?
  - flx0 сегодня в 14:51
    
    0
    7 км/с, если верить этой таблице с довольно странным пиком на 50 км.
- Master255 сегодня в 15:02
  +4
  тот случай, когда комментарий интереснее статьи))
dasFlug сегодня в 05:45
+3
Меня немного смущает способ измерения тяги в эксперементальной установке. Отклонение металлического (читай проводящего) маятника в импульсном магнитном поле может и не только тягу показывать.
ksbes сегодня в 09:28
+3
Двигатель, который в стационарном положении выдаёт струю >20М при тяге в сотни и килоньютоны — это самая настоящая «мельта» из WH40k. Такой двигатель вполне можно использовать минимум как резак (для утилизации кораблей, например), а то как и оружие ближнего городского боя.

Т.е. если такое сделают — это будет серьёзный технологический прорыв. Но с другой стороны, раз такую, казалось бы простую конструкцию до сих пор не сделали, а режут металл просто дугой, то тут явно какой-то подвох.
- egigd сегодня в 12:54
  +1
  То, что вы описали — это обычный плазмотрон. И им ещё как режут металл. В масштабах от установки, носимой в сумке, до десятков мегаватт.
  - ksbes сегодня в 15:54
    
    0
    Плазмотрон, это как раз дуга, если я правильно понимаю (просто вместо электродов — плазма)
    А я говорю о том, что выхлоп мощного высокоскоростного двигателя — независимо от физических принципов получения такой скорости, становится чрезвычайно разрушительным и может использоваться сам по себе, не для движения (ну как выхлоп обычных реактивных двигателей используется для расчистки ВВП)
    - Zenitchik сегодня в 16:27
      
      +2
      
      Нет. Плазмотрон — это устройство, в котором полученная в дуге плазма выпускается через сопло.
    - egigd сегодня в 18:08
      
      0
      
      Про плазмотрон вам уже ответили.
      А разрушительной является не скорость, а плотность мощности. В ионных двигателях скорости ионов получают огромные, порядка 50-70 км/с и даже более, но разрушительность там весьма и весьма «дохлая». В плазмотроне скорости «всего лишь» 5-7 км/с, но он разрезает танковую броню.
      Магнитоплазмодинамический ракетный двигатель в разрушительности не хуже плазмотрона, но и не лучше. Просто это почти одно и то же (любой МПД двигатель становится плазмотроном, если снизить в нём ток и увеличить напуск рабочего газа).
redpax сегодня в 09:29
–1
В данных двигателях сама плазма, как рабочее тело или воздух? Если плазма то ведь можно и в космосе применять.
- egigd сегодня в 12:53
  0
  Плазма, созданная из воздуха.
wilderwind сегодня в 11:31
+1
Ещё нет комментария про дикую ударную волну от гиперзвукового аппарата, выходящего с аэродрома на орбиту? Мне любопытно, в каком радиусе будет некомфортно находиться на земле условному наблюдателю.
Тут вроде Boeing пилит сверхзвуковой пассажирский самолёт, пытаясь как раз решить проблему «а что это так бумкнуло?» при переходе звукового барьера, их прототип принимает форму иглы (узкий и длинный фюзеляж), но это решение не для выхода в космос.
Быть может, когда-нибудь будут открыты новые материалы или даже элементы («остров стабильности» в таблице Менделеева), которые смогут выдерживать хотя бы приемлемое время высокие температуры, давления и перегрузки, но с нашими материалами на данный момент гиперзвуковые полёты в атмосфере выглядят так себе, и подходят разве что для военных задач.
flx0 сегодня в 12:45
+2
А давайте-ка посчитаем мощность.

Прототип, будучи масштабированным до размеров обычного авиационного двигателя, как утверждается, сможет развивать тягу от 50 до 150 килоньютонов в зависимости от подаваемого напряжения.
Пусть будет скорость истечения 6 км/с (это, кстати, почти достижимо на химии: H2+Li+F2) и тяга в 100 килоньютонов (10 тонн).
Тяга — это изменение импульса во времени: F=dp/dt, то есть за секунду выбрасывается газ на 100`000 (кг м)/с. Или 100/6 ~ 17 килограмм газа в секунду.
Кинетическая энергия (m v^2)/2 = 306 МДж. В секунду. То есть 306 мегаватт мощности. Электрической. На самолете.
То есть тягу-то он может и будет развивать, но с таким ядерным реактором самолет, боюсь, не взлетит.
- egigd сегодня в 12:52
  0
  При 6 км/с это уже никакие не «магнитоплазмодинамические двигатели». 6 км/с — это обычная тепловая скорость истечения плазмы, т.е. «arcjet».
  Когда начинает заметно работать МПД механизм, скорости уже не менее 10 км/с.
  И да, не забываем про необходимость ионизации всего объёма газа, иначе МПД опять не будет.
  - flx0 сегодня в 13:06
    
    +3
    То есть все еще хуже чем моя скромная оценка, да. В разы. И чтобы питать такое нужен как минимум энергоблок от электростанции.
    - egigd сегодня в 13:08
      
      +1
      
      Совершенно верно.
egigd сегодня в 12:47
+5
Как человек, который непосредственно сейчас разрабатывает магнитоплазмодинамический (МПД) ракетный двигатель (для космоса), могу с уверенностью сказать, что фигню рассказывают про «будучи масштабированным до размеров обычного авиационного двигателя, как утверждается, сможет развивать тягу от 50 до 150 килоньютонов в зависимости от подаваемого напряжения».
Вернее так: создать тягу в 50 кН, конечно, можно, но вам придётся подключить двигатель напрямую к энергоблоку АЭС.
Даже если взять очень низкий для плазменных двигателей удельный импульс в 10 км/с, 50 кН дают нам 250 МВт выходной мощности и 5 кг/с прокачиваемого через двигатель воздуха. Для ионизации 5 кг воздуха в секунду нужно потратить ещё 250 МВт — вот уже наш двигатель тратит 500 МВт. Вспоминаем, что КПД разгона у нас не 100%, и вот уже двигатель потребляет 600-800 МВт электричества.
Стоит ли говорить, что на самолётах такой электрической мощности нет и быть не может?..

Далее, много «радости» приносит эрозия электродов даже в инертных рабочих телах. Тут же у нас через двигатель ежесекундно будет проходить больше килограмма кислорода. Ждём предложений по изготовлению электродов из платины…
SomaTayron сегодня в 13:09
+1
Попробую пояснить в чем сложность простого масштабирования.

Получаемый ионами импульс равен E*Q*dt («тяга» казалось бы равна F=E*Q). Беда в том, что такой импульс получают и положительные и отрицательные ионы, суммарный эффект равен нулю. Для реализации движения надо разделить эти ионы. Если делим магнитным полем — получаем плазменный движок, если электростатическим — то ионный.
Кулоновские силы пытаются стянуть ионы в нейтральное состояние, и если с узким пучком можно «успеть» их разделить, с широким это намного сложнее.

Другая «беда» — время разгона (не ваш случай с «реактивным ранцем», более актуален для дальнего космоса, но все же). Очевидно, что малый расход плазменного движка (ф-а Циолковского) подразумевает наличие высокого «потолка» скорости, но гигантского времени разгона. Если совсем точно, это скорее из уравнения Мещерского.

Третья «беда» — энергия. Исходя из F*t=m*v, и F*S=E логично, что мощность струи (E/t) определяется как P=F*V0. При скорости истечения 100 км/с (10^5 м/с) и желаемой тяге в 100кН (10^5 Н) имеем мощность P=10E+5 * 10E+5 = 1E+10 Вт. Даже если был бы 100% кпд.

Вернемся к первой проблеме. Если на выходе сопла нам надо разделить условный грамм ионов, то надо отбросить порядка 95 тыс кулонов (электроны разгоняются 10 000 км/сек). Если хотим дать тягу всего в 10 кН (импульс 10кН*1с), то нужно огромное поле (5-6 кубометров) в 10000 Тесла.

Так что кпд вещь хорошая, но есть непреодолимые ограничения — требуется ядерный источник
- egigd сегодня в 13:37
  0
  Вы явно совершенно не понимаете процессы…
  Начнём с того, что отрицательных ионов в плазменных двигателях, в первом приближении, нет вообще.
  - SomaTayron сегодня в 15:27
    
    0
    Ну в общем то немного понимаю — моделировали датчики регистрации ионов на Луне )))
    
    Я вроде в конце указал, что для расчета носителями отрицательного заряда считаем только электроны, просто вначале привел для общей картины возможность существования в том числе и отрицательных ионов — вследствие рекомбинации при тройных столкновениях (вроде рабочим телом подразумевался все же воздух, а не чистый однокомпонентный), а в земных условиях они в общем то будут, и в ощутимом количестве
    - egigd сегодня в 18:01
      
      0
      
      С регистрацией космических ионов вы, наверное, разбираетесь хорошо. Но не с плазменными двигателями.
      Ничего никуда разделять не нужно, плазма квазинейтральна, ионы и электроны там вперемешку в равных пропорциях.
Pafnutyi сегодня в 14:10
–3
Забавный будет бумсик когда самолёт с ядрЁной батарейкой в тысячи мегаватт упадёт при посадке в густонаселённой европе )))
- Xandrmoro сегодня в 16:15
  0
  Грязная бомба так не работает
tvr сегодня в 18:17
0
Я не специалист в движках. Ну совсем ни разу не специалист, но разобраться хочу. Сделаю небольшой «вброс» с расчетом на то, что хабраинтеллект выведет на чистую воду плазму.

И по итогам выведения плазмы на чистую воду — выкачу концепт джетпака на плазменной тяге?
vladimir72 сегодня в 18:48
+1
В конце 80-х делал МГД-генераторы, ионные и электронные реактивные двигатели. Разгоняли электроны до десятков тысяч км в сек. А добились тяги на 1 см кв. 5 кг в импульсе. Потом вся наука в СССР развалилась. Враги победили.
Krisaf сегодня в 18:49
+1
Сильноточные плазменные ускорители хорошо описаны у Морозова А.И. Введение в плазмодинамику.
Например КСПУ Х-50 квазистационарный ускоритель, с энергией импульса до 500кДж, и скоростью истечения до 10^6 м/с
Обратите внимание на центральный электрод, оплавленные края из за срыва тока.
- Zenitchik сегодня в 19:00
  0
  из за срыва тока.
  
  Блуждание катодных пятен?