аналитика
25 Января 2016, 16:03


Ионный двигатель толкает российскую экономику и науку вперед

8 300 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
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
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.
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...
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).
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
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!
Андрей Бесков
Честь и слава российской науке!
Артур Идзаевич
Эх добавил бы что обычный ракетный двигатель это максимальная скорость в районе 3 космической(18 км/с вроде).
Аноним
Аноним
Россия, Москва
Скорость можно развить любую, а вот тягу - нет
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.
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
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.
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.
Аноним
Аноним
Украина, Краматорск
За пределами магнитного поля Земли, уровень радиции такой что космонавты становятся одноразывыми...
Герман Иванов
На Луне, обратной её стороне, сейчас находится база фашистов. Так что нам туда можно только во всеоружии заявляться.
Mирон Mиронов
База фашистов вообще-то в Киеве расположена. :-D
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
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.
Максим Марачковский
Это одно из его детищ.
Видео
Реклама
Новости партнеров