История электрических ракетных двигателей

Первый электрический ракетный двигатель

Разработан В.П. Глушко в ленинградской Газодинамической Лаборатории между 1929 и 1933 гг.

Жидкие и твердые проводники выпаривались высокими разрядами в напорной камере и, расширяясь, вытекали через форсунку.

Мощность двигателя 40 кВ

• 1903 - Циолковский создет уравнение ракетного движения, или «Формулу Циолковского»
• 1906 - R. Goddard пишет о возможности электрических ракет
• 1911 - Циолковский самостоятельно пишет об электрических ракетах
• 1929 - первый в мире электрический двигатель, демонстрируемый В.П. Глушко в Ленинграде в Газодинамической Лаборатории
• 1960 - Первый функционирующий "Broad-Beam"(широко-лучевой) ионный электростатический двигатель, созданый в США в NASA Lewis Research Center
• 1964 - Первая успешная суборбитальная демонстрация ионного двигателя (SERT I) тест на выполнимость нейтрализации ионного луча в космосе. США
• 1964 - Впервые электрический движетель использован на межпланетном зонде (Зонд 2) СССР
• 1970 - Испытание на длительную работу ртутных ионных электростатических двигателей в космосе (SERT II) США.
• 1972 - Первый основанный на ксеноне стационарный плазменный движетель (SPT-50) в космосе (Метеор) СССР; Solar Electric Propulsion System Integration Technology (SEPSIT) (интегрированная технология систем электрического движителя на солнечной энергии) использование SEP для сближения с кометой Encke (система на 16 кВт)
• 1993 - Первое применение гидразина в качестве рабочего вещества на коммерческом спутнике связи (Telstar 401) США.[3]

В 1964 году в системе ориентации советских КА «Зонд-2» в течение 70 минут функционировали 6 эрозионных импульсных РД, работавших на фторопласте; получаемые плазменные сгустки имели температуру ~ 30 000 К и истекали со скоростью до 16 км/с (конденсаторная батарея имела ёмкость 100 мкФ, рабочее напряжение составляло ~ 1 кВ). В США подобные испытания проводились в 1968 году на КА «ЛЭС-6». В 1961 году пинчевый импульсный РД американской фирмы «Republic Aviation» развил на стенде тягу 45 мН при скорости истечения 10—70 км/с

1 октября 1966 года трёхступенчатой геофизической ракетой 1Я2ТА была запущена на высоту 400 км автоматическая ионосферная лаборатория «Янтарь-1» для исследования взаимодействия реактивной струи электрического ракетного двигателя (ЭРД), работавшего на аргоне, с ионосферной плазмой. Экспериментальный плазменно-ионный ЭРД был впервые включён на высоте 160 км, и в течение дальнейшего полёта было проведено 11 циклов его работы. Была достигнута скорость истечения реактивной струи около 40 км/с. Лаборатория «Янтарь» достигла заданной высоты полёта 400 км, полёт продолжался 10 минут, ЭРД работал устойчиво и развил проектную тягу в пять граммов силы. О достижении советской науки научная общественность узнала из сообщения ТАСС.

Во второй серии экспериментов использовали азот. Скорость истечения была доведена до 120 км/с. В 1966—1971 годах запущено четыре подобных аппарата (по другим данным, до 1970 года и шесть аппаратов).

Осенью 1970 года успешно выдержал испытания в реальном полёте прямоточный воздушный ЭРД. В октябре 1970 года на XXI конгрессе Международной астрономической федерации советские учёные — профессор Георгий Львович Гродзовский, кандидаты технических наук Ю. Данилов и Н. Кравцов, кандидаты физико-математических наук М. Маров и В. Никитин, доктор технических наук В. Уткин — доложили об испытаниях двигательной установки, работающей на воздухе. Зарегистрированная скорость реактивной струи достигла 140 км/с.

В 1971 году в системе коррекции советского метеорологического спутника «Метеор» работали два стационарных плазменных двигателя разработки Института атомной энергии им. И. В. Курчатова и ОКБ Факел, каждый из которых при мощности электропитания ~ 0,4 кВт развивал тягу 18—23 мН и скорость истечения свыше 8 км/с. РД имели размер 108×114×190 мм, массу 32,5 кг и запас РТ (сжатый ксенон) 2,4 кг. Во время одного из включений один из двигателей проработал непрерывно 140 ч. Эта электрореактивная двигательная установка изображена на рисунке.[4]