Алексей Иванович Морозов , Александр Павлович Шубин - Космические электрореактивные двигатели

заряжают­
ся от солнечных батарей в то время, когда спутник освещается
Солнцем, и являются, таким образом, «буфером», сглаживающим
неравномерность выработки электроэнергии на борту спутника.

19

дущем его придется брать с собой с Земли. В дальней­
шем, вследствие начинающегося уже сейчас развития
космической технологии, оно, по-видимому, будет полу­
чаться прямо в космосе за счет переработки старых КА,
материала астероидов, лунных и планетных грунтов.
Ведь химическая природа рабочего тела для ЭРД не
очень существенна: оно выступает лишь в роли ускоря­
емой инертной массы. Подача рабочего тела в ЭРД
имеет по сравнению с ЖРД свою специфику, связанную
как с особенностями рабочих тел, так и с малыми рас­
ходами. Ниже мы отметим некоторые используемые
сейчас методы.

Современные типы

ЭРД

К настоящему времени в литературе описано большое
количество различных вариантов ЭРД. Но, как мы уже
отмечали, существуют лишь три основных типа: электронагревные, ионные и плазменные ЭРД.
Здесь будут рассмотрены конкретные примеры каж­
дого типа двигателей, но прежде чем перейти к их рас­
смотрению, остановимся вкратце на истории ЭРД.
Немного истории. Впервые идея об использовании
электричества для создания реактивной тяги была вы­
сказана К. Э. Циолковским в его статье «Исследование
мировых пространств реактивными приборами», опубли­
кованной в 1911 г. Циолковский писал:
«Может быть с помощью электричества можно будет
со временем придавать громадную скорость выбрасыва­
емым из реактивного прибора частицам. И сейчас изве­
стно, что катодные лучи в трубке Крукса, как и лучи
радия, сопровождаются потоком электронов, масса каж­
дого из которых, как мы говорили, в 4000 раз1 меньше
массы атома гелия, а скорость достигает 30—100 тыс.
км/с, т. е. она в 6—20 тыс. раз больше скорости обык­
новенных продуктов горения, вылетающих из нашей ре­
активной трубы».
Так была сформулирована идея ЭРД.
Серьезное внимание обратил на электрореактивные
двигатели Герман Оберт, выдающийся немецкий специ­
алист в области ракетной техники. В его книге «Путь в
На самом деле приблизительно в 7500 раз.

20

мировое пространство», изданной в 1929 г., целая глава
посвящена ЭРД. Оберт первым указал на то, что полу­
чаемая таким способом тяга будет очень малой, но при
достаточно длительной работе двигателя можно уско­
рить ракету до больших скоростей.
В 1929 г. в Ленинграде были начаты первые в мире
работы по конструированию ЭРД. Советский ученый
В.. П. Глушко — основоположник отечественного ракет­
ного двигателестроения, ныне академик — предложил и
исследовал первый импульсный электротермический
двигатель, в котором рабочее вещество, подаваемое в
рабочую камеру порциями, в твердом или жидком виде,
нагревалось до очень высоких температур с помощью
электровзрыва, для чего через рабочее вещество произ­
водился мощный электрический разряд с помощью кон­
денсаторной батареи, а затем истекало через сопло
(рис. 6).

Рис. 6. Электротермический двигатель кон­
струкции В. П. Глушко

Интенсивное развитие ЭРД началось, однако, лишь в
середине 1950-х годов. Мощным толчком к этому послу­
жили, с одной стороны, огромные успехи в освоении кос­
моса, а с другой — развитие в связи с проблемой соз­
дания управляемого термоядерного синтеза новой от­
расли физики — физики высокотемпературной плазмы.
И вот сначала в Советском Союзе, а затем в США по­
21

являются электромагнитные «рельсовые»', а затем й
коаксиальные плазменные инжекторы (см. рис. 4), в
которых плазменные сгустки приобретали скорость до
100 км/с.
Выдающиеся советские физики И. В. Курчатов и
Л. А. Арцимович, возглавлявшие исследования в обла­
сти физики плазмы в СССР, обратили самое серьезное
внимание на развитие работ по ЭРД. Горячую поддерж­
ку этим работам оказал и С. П. Королев.

Рис. 7. Электронагревный двигатель со спираль­
ным нагревателем: 1 — уплотнения; 2 — изоля­
торы; 3 — вакуум; 4 — внешний корпус; 5 —
сварка электронным лучом; 6 — рениевое сопло;
7 — керамическая проставка; 8 — рениевая труб­
ка; 9 — изоляция; 10 — рениевая спираль нагре­
вателя; 11 — электрическое соединение и ком­
пенсация теплового расширения; 12 — направля­
ющий фланец

Благожелательная атмосфера, созданная в Совет­
ском Союзе для работ --">