Տիեզերքում երկարատև աշխատանքի համար պետք է օգտագործվեն հուսալի էլեկտրական հրթիռային շարժիչներ, որոնց պլազմային հոսքի արագությունը կազմում է վայրկյանում հարյուր հինգ մետր և ավելի: Պլազմային շարժիչները սկսեցին ակտիվորեն զարգանալ անցյալ դարի կեսերին: Եվ այսօր այս աշխատանքը շարունակվում է։
Սկսել հետազոտություն
Մեր նախնիները վաղուց էին ցանկանում թռչել տիեզերք: Երկար ժամանակ գազը ակտիվորեն ուսումնասիրվել է էլեկտրական լիցքաթափման միջոցով։ Այն տեղադրվել է էլեկտրոդներով ապակե տարայի մեջ։ Հետո, երբ ճնշումը նվազեցրեց, կաթոդից բխող ճառագայթներ հայտնվեցին, որոնք իրականում, ինչպես հետագայում պարզվեց, էլեկտրոնների հոսք էր։
Եվ 1886 թվականին պարզվեց, որ կաթոդում անցքեր անելիս այլ ճառագայթներ, գազերի իոնացված ատոմներ ձգվել են դրանցից հակառակ ուղղությամբ։ Բայց հետո, իհարկե, նրանք չէին էլ պատկերացնում, որ դրանք կօգտագործվեն ռեակտիվ մղում ստանալու համար:
Խորհրդային Միության ժամանակներում իոնային և պլազմային մղիչներ ստեղծվեցին ֆիզիկայի և տեխնոլոգիայի SOAN լաբորատորիաներում՝ այս տեխնոլոգիաները տիեզերք թռիչքի համար նախատեսված տրանսպորտային միջոցներում կիրառելու համար: Աշխատանքները սկսվել են 1950-ական թթքսաներորդ դար. Երկու տեսակի սարքեր են բացվել՝
- էրոզիվ շարժիչ (իմպուլս);
- ստացիոնար պլազմային մղիչ (ոչ իմպուլսային):
Այս երկու տեսակներն են, որոնք օգտագործվում են մինչ օրս։
Էրոզիվ և ստացիոնար
Պլազմային շարժիչը, որն այսօր հայտնի է, գործում է վարդակից պլազմային շիթերի ռեակտիվ ուժի շնորհիվ: Պլազման ինքնին ձևավորվում է էլեկտրական լիցքաթափման միջոցով։ Շարժիչի ավելի պարզ էներգիայի աղբյուրի համար ընտրվում է իմպուլսային ռեժիմ (էրոզիվ պլազմային շարժիչ): Էներգիայի աղբյուրը 0,5 միկրոֆարադ հզորությամբ և 10 կՎ լարման կոնդենսատոր է: Այն լիցքավորվում է տրանսֆորմատորից դիոդներով և ռեզիստորով։
Նման սարքերի օգնությամբ ձևավորվում են փոքր և ճշգրիտ իմպուլսային մղումներ, որոնք հնարավոր չէ ստանալ այլ տեսակի հրթիռային շարժիչների գործարկմամբ։ Իմպուլսային պլազմային մղիչները հաջողությամբ փորձարկվել են 1964 թվականին Zond-2 տիեզերակայանում:
SPD-ը արագացուցիչի տարբերակ է ընդլայնված գոտում և էլեկտրոնների փակ շեղումով: Նման սարքերը կարող են երկար ժամանակ աշխատել: Երկու քսենոնային շարժիչներ առաջին անգամ գործարկվել են 1972 թվականին խորհրդային մետեորի վրա:
Օպերատիվ սկզբունք. նախատիպ
Տեղադրումն աշխատում է հետևյալ կերպ. Կոնդենսատորի համար լարումը ընթացիկ հաղորդիչ կոլեկտորի և լիցքաթափման խցիկի էլեկտրոդների միջև եղած բացն է: Երբ լարումը հասնում է խզման արժեքին, շարժիչի խցիկում հայտնվում է էլեկտրական լիցքաթափում: Այնտեղ օդը տաքացվում էտասը հազար միավոր և ձեռք է բերում պլազմային վիճակ։ Ճնշումը կտրուկ աճում է, և պլազմային շիթը մեծ արագությամբ դուրս է հոսում վարդակից։
Հրթիռը, որը միացված է շարժիչին, ռեակտիվ ուժ է ստանում ռեակտիվից։ Փափուկ պտույտի հասնելու համար հրթիռը ամրացվում է գնդիկավոր առանցքակալով և հավասարակշռվում հակակշիռով:
Ամենաբարդ էլեկտրական միավորը կոլեկտորն է, որն ապահովում է հոսանք: Էլեկտրոդների միջև բացերը պետք է լինեն ոչ ավելի, քան կես միլիմետր: Այնուհետև կոնդենսատորից էներգիայի կորուստ գրեթե չի լինի, և ոչ մի լրացուցիչ շփում չի առաջանա, երբ հրթիռը սկսի պտտվել:
Հրթիռն ինքը և ամբողջ պլազմային հրթիռային շարժիչը կարող են ունենալ տարբեր չափեր, սակայն աղբյուրի հզորությունը և կոնդենսատորի չափը պետք է համապատասխանեն: Հիմնական միավորները և հրթիռների նախագծումը հաշվարկելու համար հարմար է օգտագործել սխեման հաշվարկից հետո հատուկ բանաձևերով:
Փորձարարական արժեքներ օրինակի վրա
Վեց հազար վտ տրված լարման և 0,510 (-6) f կոնդենսատորի հզորության օրինակով, հաշվարկների արդյունքում էներգիան, որն անջատվում է շարժիչի խցիկում, կազմում է 5,4 Ջ։ եթե ջերմաստիճանի տարբերությունը 10000K է, ապա խցիկի ծավալը հավասար կլինի կես խորանարդ սանտիմետրի։
Այդ դեպքում էլեկտրական շղթայի տարրերը կլինեն՝
- տրանսֆորմատոր 2205000V, 200 վտ հզորությամբ;
- լարային ռեզիստոր՝ 100 վտ հզորությամբ։
Այս մոդելն ունի ավելի քան հազար վոլտ աշխատանքային լարում, և, հետևաբար, պետք է լինիշատ զգույշ եղեք դրա հետ աշխատելիս և պահպանեք անվտանգության բոլոր անհրաժեշտ կանոնները։
Փորձի անվտանգության կանոններ
- Մեկնարկումն իրականացնում է մեկ հոգի։ Մյուսները կարող են կանգնել սարքից մեկ մետր հեռավորության վրա:
- Բոլոր գործողությունները և սարքի ձեռքով հպումը կարող են կատարվել միայն այն դեպքում, եթե այն անջատված է սնուցման աղբյուրից, դրանից հետո առնվազն մեկ րոպե սպասելուց հետո: Այնուհետև կոնդենսատորը ժամանակ կունենա լիցքաթափվելու համար:
- Էլեկտրամատակարարումը պետք է տեղադրվի մետաղական պատյանում՝ բոլոր կողմերից փակ։ Շահագործման ընթացքում այն հողակցվում է պղնձե մետաղալարի միջոցով, որի տրամագիծը պետք է լինի առնվազն մեկուկես միլիմետր։
Իրական հրթիռների պլազմային մղիչները պետք է լինեն մի քանի հազար անգամ ավելի հզոր: Միգուցե նրանք, ովքեր այսօր փորձեր են անում փոքր նմուշներով, վաղը հայտնաբերեն պլազմայի նոր հնարավորություններն ու հատկությունները:
