Двигун на ефекті Холла

Двигун на ефекті Холла
Зображення
Названо на честь Едвін Голл
CMNS: Двигун на ефекті Холла у Вікісховищі
Схема двигуна на ефекті Холла з протяжною зоною прискорення

Двигун на ефекті Холла — різновид електростатичного ракетного двигуна, в якому використовується ефект Холла (забезпечує замкнутий дрейф електронів). За однакових розмірів з іншим типом електростатичного ракетного двигуна — іонним, холлівський двигун має більшу тягу. Двигуни використовуються на космічних апаратах від 1972 року[1]. Інша назва цього двигуна — плазмовий ракетний двигун. Однак часто під плазмовими двигунами мають на увазі всі електричні ракетні двигуни.

Будова

Холлівський двигун складається з кільцевої камери між анодом і катодом, навколо якої розташовано магніти. З одного боку в камеру подається робоче тіло, з другого боку витікає плазма. Нейтралізація додатного заряду плазми здійснюється електронами, що емітуються з катода.

За принциповою схемою холлівські двигуни поділяються на двигуни з анодним шаром (ДАШ) і з протяжною зоною прискорення (СПД).

Робота

Між анодом і катодом забезпечується різниця потенціалів. У кільцеву камеру подається робоче тіло (наприклад, ксенон). Під дією електростатичного поля іони розганяються в осьовому напрямку. В радіальному напрямку діє сила, яка відповідно до ефекту Холла спричиняє появу струму в азимутальному напрямку (замкнутий дрейф електронів у схрещених електричному і магнітному полях під дією сили Лоренца). Такий рух електронів забезпечує йонізацію робочого тіла, а також знімає обмеження за густиною струму, характерне для звичайного йонного двигуна, і дозволяє досягти відносно високих значень витрати робочого тіла, і, як наслідок, тяги двигуна[2][1].

Застосування

Застосування холлівських двигунів у СРСР почалося в 1972 році[1]. Їх серійне виробництво налагоджено в 1982 році[3]. Найсучаснішим з цих двигунів є SPT-140, який у 2017 році вивів на цільову орбіту супутник Eutelsat 172B[4].

У 2017 році на орбіту запущено супутник VENµS[en] зі встановленим на ньому холлівським двигуном нового покоління виробництва ізраїльської компанії «Рафаель»[5].

Супутники Starlink оснащені двигунами, що працюють на ефекті Холла, з використанням криптону[6].

Див. також

Примітки

  1. ↑ а б в Ходоненко, В. П., Хромов А. В. Корректирующие двигательные установки для малого космического аппарата // Вопросы электромеханики. — 2009. — Т. 109 (26 грудня).
  2. ↑ Гришин, Лесков, 1989 та 138—144.
  3. ↑ Мнение специалиста. Русский переплет. 26.07.2002. Архів оригіналу за 3 липня 2015. Процитовано 10 січня 2015. думка Сергія Твердохлєбова, одного з провідних розробників холлівських двигунів у ЦНДІМАШ ... серійні коригувальні установки з холлівськими двигунами систематично використовуються на геостаціонарних КА від 1982 року.
    Оригінальний текст (рос.)
    мнение Сергея Твердохлебова, одного из ведущих разработчиков Холловских двигателей в ЦНИИМАШ ... серийные корректирующие установки с Холловскими двигателями систематически используются на геостационарных КА с 1982 года.
  4. ↑ Новости. ОКБ «ФАКЕЛ». НОВЫЙ РЕКОРД ДОВЫВЕДЕНИЯ КА EUTELSAT ДВИГАТЕЛЯМИ SPT-140 (рос.). www.roscosmos.ru. Архів оригіналу за 1 листопада 2017. Процитовано 1 листопада 2017.
  5. ↑ Осуществлен успешный запуск двух израильских спутников для нужд Израиля, Франции и Италии. NEWSru.co.il. Архів оригіналу за 17 жовтня 2017. Процитовано 17 жовтня 2017.
  6. ↑ High winds scrub SpaceX launch of 60 Starlink internet relay satellites. www.cbsnews.com (англ.). Архів оригіналу за 17 листопада 2020. Процитовано 24 травня 2019.

Література