В МАИ разрабатывают перспективный двигатель для космических аппаратов

Проектом занимается коллектив лаборатории высокочастотных ионных двигателей Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ. В составе научной группы — руководитель проекта, ведущий научный сотрудник НИИ ПМЭ МАИ Вартан Абгарян, заместитель начальника лаборатории Андрей Мельников, инженер-конструктор лаборатории и аспирант кафедры 208 «Электроракетные двигатели, энергетические и энергофизические установки» МАИ Олег Пейсахович и инженер лаборатории Александра Купреева. Проект поддержан грантом РНФ.

«Исследования в области высокочастотных ионных двигателей ведутся в МАИ уже более 10 лет. — рассказывает Андрей Мельников. — Ионный двигатель на основе высокочастотного разряда может работать практически с любым веществом, находящимся в газообразном состоянии. Это важная особенность с учётом актуальной тенденции перехода электрических ракетных двигателей на альтернативные дорогостоящему ксенону вещества. При этом для организации энергоэффективного процесса ионизации в таком двигателе необходима оптимизация геометрических параметров элементов конструкции. Эта задача и решается в рамках проекта».

По сравнению с другими типами электроракетных двигателей, ионные двигатели обеспечивают более высокие значения удельного импульса тяги. Это позволяет более экономно расходовать запасы рабочего тела — то есть газа, создающего тягу. Кроме того, высокая скорость истечения ионов рабочего тела позволяет космическому аппарату достичь значительно более высоких скоростей, чем при использовании жидкостных ракетных двигателей.

«В рамках проекта был проведён расчётный анализ влияния геометрии разрядной камеры, в которой происходит генерация плазмы, и электродов ионно-оптической системы, обеспечивающих фокусировку и ускорение ионного пучка, на характеристики высокочастотных ионных двигателей с диаметром пучка 160 мм, — продолжает Андрей Мельников. — В результате были определены геометрические параметры этих элементов конструкции, соответствующие наилучшей энергоэффективности двигателя такого типоразмера».