Электроракетные двигатели со сверхпроводниковым магнитом

Компания «СуперОкс» поделилась подробностями разработки и испытаний мощного электроракетного двигателя (ЭРД) со сверхпроводниковым магнитом. Сверхпроводимость может быть применена для создания космической техники: технология ЭРД высокой мощности значительно снизит затраты на выведение и доставку ракет на целевые орбиты. Электроракетный двигатель – ключевой элемент для межорбитального буксира, а также аппаратов исследования Луны, Марса и дальнего космоса, поскольку для создания тяги этот двигатель использует в 10 раз меньше топлива (по массе), чем «химические» реактивные двигатели.

В магнитоплазмодинамическом варианте двигателя топливом служит превращенный в плазму инертный газ, который разгоняется электромагнитным полем. За счет большой скорости разгона плазмы, такому двигателю нужно значительно меньше топлива, чем традиционному реактивному двигателю, работающему за счет реакции горения. Сверхпроводниковый ЭРД демонстрирует мощность в десятки киловатт, а обычные ЭРД, применяемые в космической технике сегодня, имеют мощность около 10 кВт.

Заместитель генерального директора ЗАО «СуперОкс» Алексей Воронов рассказал: «За три года исследований нами достигнута эффективность работы реактивной тяги ЭРД 54% и получена реактивная тяга силой 1 Н при мощности двигателя 30 кВт. Разработанная технология позволяет проектировать двигатель с реактивной тягой вплоть до 5 Н и более без потери качества преобразования энергии. Этот результат стал возможен только благодаря высокому магнитному полю в двигателе, которое создается магнитом из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП)».

Применение сверхпроводимости позволило достичь существенных результатов: масса магнита снижена в четыре раза относительно медного аналога, габариты магнитной системы снижены в три раза, энергопотребление магнита снижено более чем в двадцать раз по сравнению с медным аналогом, достигнуто значение КПД двигателя 54%.

В итоге применение магнитного поля увеличивает эффективность работы двигателя в семь раз, а удельный импульс и тягу в три раза. Используется ВТСП-провод второго поколения и энергетическое оборудование на его основе.

Универсальная система измерения реактивной тяги рабочей модели электрического ракетного двигателя была разработана, изготовлена, установлена и испытана специалистами «СуперОкс» в сотрудничестве с кафедрой физики плазмы НИЯУ МИФИ. Исследователи МИФИ планируют совместно с компанией изготовление и испытание новых прототипов двигателя.

Использование новейшего ЧПУ-оборудования и прорывных технологий позволит создать в ближайшем будущем отечественные гибридные силовые установки и электроэнергетические комплексы для полностью электрических самолетов и вертолетов, речных и морских судов, которые будут экологичными и более экономичными, чем работающие на продуктах переработки нефти.

Источник: СуперОкс