• Вход
  • Регистрация
аналитика
25 Января 2016, 16:03


Ионный двигатель толкает российскую экономику и науку вперед

8 161 15
Ионный двигатель толкает российскую экономику и науку вперед Фото: ritworld.com

Ученым из Московского авиационного института и воронежского Конструкторского бюро химавтоматики удалось разработать, собрать и провести стендовые испытания ионного двигателя. Пока двигатель получил название ВЧИД-45.

Начав опытные научно-исследовательские конструкторские работы в 2012 году, команда разработчиков изготовила к 2016 году опытный образец. 

По мнению создателей, двигатель может использоваться для полета человека на Марс, запуска космических аппаратов к дальним планетам Солнечной системы и грузовых полетов на орбите Земли (с геостационарной орбиты на Луну, например). 

Вообще говоря, Россия не является лидером в разработке и использовании ионных двигателей – американцы (проект Deep Space 1), европейцы (Smart-1) и японцы («Хаябуса») уже создавали и запускали аппараты с ионными двигателями в роли маршевых (основных). Советский Союз в семидесятые годы использовал ионные двигатели в качестве маневровых, но до разработки достаточно мощного двигателя, который реально было бы использовать в качестве маршевого, дело не дошло.

Одной из фундаментальных проблем исследования человеком Вселенной являются огромные расстояния (ну, или наши ничтожные размеры относительно Вселенских масштабов). Да и пока что человечество только теоретически осознало проблемы и саму необходимость межзвездных полетов.

Напомним читателям: согласно специальной теории относительности, разработанной Эйнштейном, наибольшей скоростью обладает свет (300 000 км/с). И то свет преодолевает пространства сотнями лет.

Так что пока полеты человека вне пределов Солнечной системы остаются под значительным вопросом хотя бы по той причине, что такой полет будет очень длинным. К тому же знаем и умеем для таких полетов мы пока что очень мало - нам бы изучить нашу родную планетную систему.

Поэтому сегодня ученые и конструкторы космических аппаратов сосредоточились на создании двигателей для полетов между планетами, и им удалось создать двигатели, способные развивать скорость, достаточную для исследования объектов в Солнечной системе.

Сегодня основным маршевым двигателем для космических аппаратов продолжает оставаться химический ракетный двигатель. Но требуемое большое количество топлива и практически достигнутый его предел энергетических возможностей, а также практически достигнутый потолок по КПД для двигателей ограничивают использование подобного типа двигателей околоземными полетами и исследованием космоса в пределах Солнечной системы (да и то очень неспешными темпами).

Тут-то и открываются перспективы ионного двигателя. Работает ионный двигатель, в основном, на ксеноне или ртути. Реактивная тяга создается благодаря ионизации и разгону в электрическом поле газа. Благодаря этому ионный двигатель обладает рядом преимуществ.

Во-первых, он требует очень мало топлива. Так, российский ВЧИД-45 в секунду тратит меньше 12 миллиграмм топлива.

Во-вторых, срок его работы гораздо больше, чем у того же химического. Американские ионные двигатели работают около трех лет непрерывно. У нашего ВЧИД-45 пока заявлен ресурс в 50000 часов непрерывной работы. То есть, более 7 лет.

Но, к сожалению, пока что ионный двигатель создает гораздо меньшую тягу, нежели химический. То есть, грубо говоря, с Земли на ионном двигателе не взлететь. А вот в космическом пространстве можно разогнаться до гораздо больших скоростей, чем на химическом. 

Что же может дать России разработка подобного двигателя? По сути дела, создание отечественного двигателя вновь открывает для России дверь в дальний (по нашим современным меркам) космос и позволит создавать и запускать космические аппараты для исследования дальних планет Солнечной системы. К тому же, ионные двигатели сегодня используются и на спутниках (как маневровые), что опять же расширяет наши возможности.

Конечно, полеты к дальним звездам не приносят той же прибыли, как нефть при цене за баррель в районе ста долларов, но перед нашей наукой открываются возможности для развития в действительно необходимом для человечества направлении.  Ведь сегодня по большей части наша страна лишилась звания ведущей космической державы и превратилась в ведущего космического извозчика – чужие аппараты и спутники запускаем, собственные коммерческие и военные тоже, но перспективных научных проектов и конструкторских разработок не ведем. К тому же в нашей экономической и геополитической ситуации практически бесполезно надеяться на появление отечественного Илона Маска, который просто возьмется за создание частной российской космической компании.

При этом, помимо научных достижений и политического престижа, исследование космоса имеет огромный эффект мультипликатора для экономики. Освоение космоса дало человечеству в качестве «приятных бонусов» множество открытий, которые сегодня даже не ассоциируются с космическими полетами: системы геолокации и навигации, множество материалов, используемых в повседневности и электронике и многое другое. Будем надеяться, что создание отечественного ионного двигателя позволит толкнуть российскую экономику и науку вперед. Честь и хвала новым отечественным Королёвым!

 P.S. Нельзя не упомянуть про забавный культурный феномен. Недавно вышло продолжение знаменитой космической оперы Джорджа Люкаса - седьмой эпизод Звездных Войн. Фанаты данной вселенной наслышаны про ионные двигатели - именно они в далёкой-далёкой галактике стоят на всех космических кораблях.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Помочь проекту


Новости партнеров
Реклама
ОБСУЖДЕНИЕ
Чтобы оставить комментарий, необходимо
зарегистрироваться или авторизоваться
или вы можете оставить анонимный
комментарий без регистрации.
Володя Бобров
Разместил эту новость у себя в паблике, в ответ получил разъяснения от специалиста:
Владимир, здравствуйте. В комментариях к статье я уже написал основные неточности, вам напишу чуть подробнее. Я сам работаю в НИИ ПМЭ МАИ и участвовал в разработке ионных двигателей, о которых идёт речь в статье.
Первая ошибка - на фото вовсе не ионный двигатель, а двигатель с анодным слоем. Оба эти двигателя относятся к электрическим ракетным двигателям, но являются совершенно разными по принципу работы подтипами этого типа двигателей.
Электрические ракетные двигатели обладают по сравнению с жидкостными ракетными двигателями существенно большими значениями удельного импульса и ресурса, что позволяет им работать долгое время, тратя при этом незначительное количество рабочего тела. Первым заговорил о возможности использования ЭРД ещё Циолковский, а первый ЭРД был создан Глушко ещё задолго до первого космического запуска. Ну а серьезные работы по созданию ЭРД начались у нас и на западе в начале 60ых год
1
Володя Бобров
...в начале 60ых годов.
Основное применение ЭРД - двигатели коррекции орбиты космических аппаратов. Использование ЭРД позволяет существенно увеличить ресурс КА и его полезную нагрузку. Также возможно применение ЭРД для межорбитальных и межпланетных перелетов.
В СССР шли работы по созданию ЭРД самых разных типов, но в конце 80ых по различным субъективным и объективным причинам финансирование большинства работ было приостановлено или существенно урезано, основной упор по ЭРД делался на стационарные плазменные двигатели (СПД). СПД же удалось вывести на международный рынок, и сейчас на всех отечественных геостационарных КАФ и на очень многих зарубежных стоят российские СПД-100 или же собранные по Российской лицензии в США и во Франции. Но другим типам ЭРД уделялось меньшее внимание, хотя те же ионные двигатели создавались и создаются в Центре имени Келдыша. Правда там создаются ИД с разрядом постоянного тока, а в статье речь про высокочастотный ионный двигатель.
0
Володя Бобров
Ионные двигатели наша страна разрабатывает достаточно давно. Конкретно высокочастотными ионными двигателями мы начали заниматься совсем недавно. Этому во многом способствовало Постановление Правительства #220. МАИ выиграл конкурс по этому постановлению, что позволило пригласить в МАИ немецкого ученого Хорста Леба, который является создателем данного типа двигателей. По результатам работ была освоена технология создания ВЧИД и были созданы несколько лабораторных образцов разных размерностей. Двигатель ВЧИД-45 был только разработан, и созданы некоторые детали лабораторного образца. Задача производства других комплектующих не была решена, так как технологии их производства не освоены пока что нашей промышленностью, и их освоение требует значительных финансовых вливаний и времени. Что касается предназначения ВЧИД-45, то связка из нескольких десятков таких двигателей может быть использована в качестве маршевых двигателей космического корабля с ядерной энергетической установкой...
0
Володя Бобров
...которая разрабатывалась на тот момент времени в центре Келдыша.
Но задел был создан. И в 2013 году был выигран конкурс по постановлению 218 Правительства России, которое спонсирует кооперацию ВУЗов и промышленных предприятий. И по этому постановлению МАИ и КБХА разработали и создали опытный образец двигателя, который получил наименование ВЧИД ММ. Его мощность всего лишь 300 Вт, и основное предназначение данного двигателя - коррекция и стабилизация орбиты малых космических аппаратов (в основном спутники дистанционного зондирования Земли и метеоспутники).
0
Володя Бобров
Но очень важно, что были созданы также блок управления газораспределением (расходом) двигателя и система питания и управления. До создания лётного образца ещё далеко - нужен конкретный заказчик, чтобы сделать двигатель под его требования. Пока что предварительный заказчик есть, но из-за многочисленных сокращений бюджета Роскосмос на первое полугодие этого года остался без государственного финансирования. Поэтому и дальнейшие работы по двигателю пока что приторможены и будут возобновлены во второй половине года.
Руслан Ахметжанов
0
Вальтер Е. Курц
Владимир, спасибо!
По поводу ресурса и малого количества топлива в статье указано, да и про разработки в СССР я вкратце упомянул.
Очень интересно было узнать мнение одного из разработчиков - на момент написания статьи информации о деталях разработки в свободном доступе не было.
Еще раз спасибо!
0
Андрей Бесков
Честь и слава российской науке!
0
Артур Идзаевич
Эх добавил бы что обычный ракетный двигатель это максимальная скорость в районе 3 космической(18 км/с вроде).
0
Аноним
Аноним
Россия, Москва
Скорость можно развить любую, а вот тягу - нет
0
Артур Идзаевич
Существует такая вещь как падение эффективности=> Чем быстрее разгоняешься тем сильнее надо выкидывать топливо. Ионный двигатель выкидывает топливо с большей скоростью чем обычный ракетный, хоть и меньше за секунду.
0
Максим Федоров
Ребят, бросить курить теперь легко! С помощью народного средства я избавился от вредной привычки за пару дней, и полностью изменил свою жизнь. Советую не затягивать, вот моя история - http://dima-nos.blogspot.com
0
Максим Федоров
Комментарий удален
0
Валерий Сивоконь
На Луне и Марсе давно обнаружены остатки древней цивилизации http://rustod.ru/futurologiya_i_konspirologiya/10053088/ Только НАСА об этом скрывают уже более 50 лет. Нам давно пора побывать там и всё посмотреть своими глазами.
-2
kozhemrak
kozhemrakПостоянный житель50 комментариев
Побывать конечно надо, но не ради "мифических зелёных человечек" (которых к слову никогда и не существовало) А ради развития нашей космонафтики.
3
Аноним
Аноним
Украина, Краматорск
За пределами магнитного поля Земли, уровень радиции такой что космонавты становятся одноразывыми...
-1
Герман Иванов
На Луне, обратной её стороне, сейчас находится база фашистов. Так что нам туда можно только во всеоружии заявляться.
-1
Mирон Mиронов
База фашистов вообще-то в Киеве расположена. :-D
2
Максим Федоров
Ребят, бросить курить теперь легко! С помощью народного средства я избавился от вредной привычки за пару дней, и полностью изменил свою жизнь. Советую не затягивать, вот моя история - http://dima-nos.blogspot.com
0
Аноним
"...появление отечественного Илона Маска, который просто возьмется за создание частной российской космической компании..."
А может, лучше не надо? "Частный" Маск это прокладка для попила бюджета НАСА, он не на своем бабле работает.
7
Максим Марачковский
Это одно из его детищ.
-1
наши услуги
Видео
Реклама
Новости партнеров