ИОННО-КОМПРЕССОРНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области энергетического машиностроения - а конкретно к ракетным ионным двигателям.
Известен, жидкостной ракетный, двигатель, представляющий собой насосную установку, приводимую, в работу газовой турбиной полость сгорания, конфузор с диффузором с двойными стенками, между которыми расположена электромагнитная обмотка, служащая для управления газом - плазмой /1/.
Этот жидкостной ракетный двигатель, с управляющим магнитным полем, обладает недостатками - а конкретно: сгоревшее топливо все вытекает из диффузора в окружающее пространство. это не позволяет такому ракетному двигателю работать на ограниченном запасе топлива и окислителя длительное время.
Научно-технической задачей настоящего изобретения является изготовление такого ракетного ионного двигателя, который смог бы длительно работать на ограниченном запасе нейтрального газа.
Указанная научно-техническая задача решается тем, что в ионно-компрессорном ракетном двигателе сопло изготавливается из внутреннего сопла, внутри которого размещаются анод и катод и наружного сопла, наружный срез которого продлен на некоторое расстояние за срез внутреннего сопла, причем полость между внутренним и наружным соплами соединена трубами со всасывающей полостью осевого компрессора, приводимого в работу через муфту электродвигателем, причем нагнетательная полость осевого компрессора соединена трубами с конфузором внутреннего сопла.
При этом: внутреннее сопло, наружное сопло, всасывающие и нагнетательные трубы у а также осевой компрессор выполнены из вольфрама /W/.
На Фиг. представлен продольный разрез ионно-компрессорного ракетного двигателя.
К внутреннему соплу 1 присоединен анод 2 и присоединен катод 3, а внешнее сопло 4 окружает внутреннее сопло 1 и в диффузорном участке продлено за срез внутреннего сопла 1. К пространству между внутренним соплом 1 и внешним соплом 4 присоединяются труби 5, стыкующиеся с всасывающей полостью осевого компрессора 6, ротор которого соединен через муфту 7 с электродвигателем 8. А нагнетающая полость осевого компрессора 6 соединена трубами 9 с конфузором внутреннего сопла 1
Ионно-компрессорный ракетный двигатель работает следующим образом. Нейтральный газ-плазма вытекает из внутреннего сопла 1, предварительно разогревшись до 3000 К между анодом 2 и катодом 3, между которыми действует электрическая дуга, при этом доля газа-плазмы расширяясь вытекает в окружающее пространство, а другая доля нейтрального газа-плазмы тоже расширяясь течет в пространство между внутренним соплом 1 и внешним соплом 4, где создается некоторое разряжение нейтрального газа - плазмы через трубы 5, пристыкованные к всасывающей полости осевого компрессора 6, в результате его работы. При этом всасываемый газ-плазма имеет температуру 2000-2500 К в результате расширения во внутренней сопле 1. Во всасывающую полость осевого компрессора 6 также поступает нейтральный газ из резервуара, не показанного на Фиг.. Осевой компрессор 6 сжимает нейтральный газ-плазму в результате вращения ротора, не обозначенного на Фиг., через муфту 7 с помощью, электродвигателя
8, при этом нагнетаемый газ-плазма подается по трубам 9 в конфузор внутреннего сопла, 1 Фиг.. Причем после прохождения газа-плазмы через дугу между анодом 2 и катодом 3 повышается также его давление. в диффузоре внутреннего сопла 1 нейтральный газ-плазма имеет давление большее чем давление в пространстве между диффузором внутреннего сопла 1 и диффузором внешнего сопла 4. В результате действия давления нейтрального газа-плазмы на внутреннюю поверхность диффузора внутреннего сопла 1 и действии меньшего давления остывшего нейтрального газа-плазмы на наружную поверхность диффузора внутреннего сопла 1, а также в результате действия давления нейтрального газа-плазмы на внутреннюю поверхность диффузора наружного сопла 4 - появляется сила, действующая на ракету.
Применение ионно-компрессорного ракетного двигателя: позволяет экономить нейтральный газ-плазму и достигать ракетой скорости - большей, чем скорость ракеты с жидкостным ракетным двигателем.
1. DE, МПК 5 F 02 К 9/97, Патент №3 903602, 1992 г.