Генератор электрического тока на потоке плазмы

<Тешетневс^ие чтения. 2016

расчетами и смоделировано течение текучей среды со свойствами, максимально приближенными к свойствам заданных компонентов топлива. Таким образом, было получено визуальное представление течения компонентов через форсунки и эпюры изменения некоторых из параметров. Опираясь на результаты, было решено расширить диапазон используемых форсунок, а также добавить другие криогенные топливные пары (например, жидкий водород и жидкий озон).

Библиографические ссылки

1. Алемасов В. Е., Дрегалин А. Ф., Тишин А. П. Теория ракетных двигателей. М. : Машиностроение, 1980. 535 с.

2. Гахун Г. Г. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей. М., 1989. С. 127-128.

3. Ракетные двигатели / М. Баррер, А. Жомотт, Б. Ф. Вебе и др. М., Оборонгиз, 1962. 801 с.

4. Егорычев В. С. Расчет и проектирование смесеобразования в камере ЖРД. Самара : Изд-во СГАУ, 2011. С. 100.

5. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский, А. А. Собачкин, Е. В. Одинцов и др. СПб. : БХВ-Петербург, 2008. С. 1038.

References

1. Alemasov V. E., Dregalin A. F., Tishin A. P. Theory of rocket engines. M. : Mashinostroenie, 1980. 535 p.

2. Gahan G. G. the construction and Design of liquid rocket engines. M., 1989. P. 127-128.

3. Rocket engines / M. Barrer, A. Zhomott, B. F. Vebe i dr. M., Oborongiz, 1962. 801 p.

4. Egorychev V. S. Calculation and design of mixing chamber LRE. Samara : Publisher SSAU, 2011. P. 100.

5. SolidWorks 2007/2008. Computer modeling in engineering practice / A. A. Aljamovskij, A. A. Sobach-kin, E. V. Odincov et al. SPb. : BHV-Petersburg, 2008. P. 1038.

© Бегишев А. M., Торгашин А. С., Толстопятов M. И., 2016

УДК 621.01

ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ПОТОКЕ ПЛАЗМЫ

В. И. Трифанов, Д. P. Рыжов, Б. Н. Казьмин, И. В. Трифанов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика M. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: sibgau-uks@mail.ru

Рассмотрена возможность преобразования энергии заряженных частиц в электростатическое электричество при помощи генератора электрического тока.

Ключевые слова: генератор, электрический ток, поток плазмы, заряженные частицы, конденсатор.

THE GENERATOR OF ELECTRIC CURRENT IN THE PLASMA FLOW

V. I. Trifanov, D. R. Ryzhov, B. N. Kaz'min, I. V. Trifanov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: sibgau-uks@mail.ru

The paper deals with the possibility of energy conversion of charged particles in electrostatic electricity through a generator of electric current.

Keywords: generator, electric current, flow ofplasma, charged particles, condenser.

Получение электроэнергии для работы летательных аппаратов является весьма актуальным [1]. В связи с этим был предложен генератор электрического тока на потоке плазмы [2].

Плазма может быть получена при работе плазмен-но-реактивных электродинамических двигателей космических летательных аппаратов [3].

Известно также наличие вокруг Земли околопланетной плазмы, которая обладает большой энергией и может быть использована для получения электроэнергии космическими летательными аппаратами (КЛА), например, на высоте 300-1 000 км, что позволит

улучшить электроразрядную обстановку около КЛА и повысить его энергетические характеристики.

Предложенный генератор электрического тока на потоке плазмы [2] может быть использован для получения и накопления электростатического электричества, а также для получения электрического тока для питания систем и агрегатов КЛА и электросистем транспортных средств. Накопление статического заряда при работе генератора происходит за счет преобразования энергии потока заряженных частиц (электронов или катионов) плазмы в энергию электростатического заряда за счет электростатического торможения с обеспечением стабильности электрического

¡Проектирование, производство и испытания двигателей летательных, аппаратов

тока и напряжения, например, при зарядке аккумуляторов электрической системы. Генератор содержит аксиально-конические каналы, являющиеся заряжающими электродами суперконденсаторов, в качестве электролита в которых используется модифицированный электролит, работающий при температуре до 250 оС. Электроды конденсаторов покрыты специальным токопроводящим покрытием, обеспечивающим быструю зарядку (до 5 В) и разрядку конденсаторов. При соединении конденсаторов последовательно можно получить напряжение 27 В, 110 В и т. д. для электроснабжения систем КЛА. Электроды и работа генератора электрического тока являются неполярными, поэтому рабочие секции его могут быть использованы для преобразования энергии как положительно заряженных, так и отрицательно заряженных частиц в электростатическое электричество. Процесс регулируется знаком и величиной потенциала на входном поляризующе-ускоряющем кольцевом электроде диффузоров, соединенного с заряжающими электродами.

Библиографические ссылки

1. Принципы построения электроэнергетических и электродинамических технологий космических аппаратов : монография / И. В. Трифанов, Б. Н. Казьмин, Д. Р. Рыжов, И. И. Хоменко ; под общ. ред. И. В. Три-фанова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. С. 8-38.

2. Пат. 2597205 Российская Федерация, H01J 25/68 (2006.01). Генератор электрического тока на потоке плазмы / Трифанов И. В., Казьмин Б. Н., Трифанов В. И., Оборина Л. И. № 2015112048/07 ; заявл. 21.04.2015 , опубл. 10.09.2016, Бюл. № 25.

3. Пат. 2472964 Российская Федерация, МПК F03H 1/00(2006.01). Плазменно-реактивный электродинамический двигатель / Трифанов И. В., Казьмин Б. Н., Оборина Л. И., Сутягин А. В. № 2011133157/06 ; заявл. 05.08.2011 , опубл. 20.01.2013, Бюл. № 2. 4 с.

References

1. Trifanov I. V., Kaz'min B. N., Ryzhov D. R., Khomenko I. I. Printsipy postroeniya elektroenergeticheskikh i elektrodinamicheskikh tekhnologiy kosmicheskikh apparatov [Principles of electric and electro-spacecraft technologies]. Krasnoyarsk, 2015. 182 p.

2. Trifanov I. V., Kaz'min B. N., Trifanov V. I., Oborina L. I. Generator elektricheskogo toka na potoke plazmy [The generator of electric current in the plasma flow] Patent RF no 2597205, 2016.

3. Trifanov I. V., Kaz'min B. N., Oborina L. I., Sutyagin A. V. Plazmenno-reaktivnyi elektrodinamicheskii dvigatel' [Plasma-reactive electrodynamic engine]. Patent RF no 2472964, 2013.

© Трифанов В. И., Рыжов Д. Р., Казьмин Б. Н., Трифанов И. В., 2016

УДК 621.01

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

И. В. Трифанов, Д. Р. Рыжов, Б. Н. Казьмин, В. И. Трифанов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: sibgau-uks@mail.ru

Рассмотрен способ повышения энергетической эффективности электрического ракетного двигателя.

Ключевые слова: электрический ракетный двигатель, электроны, энергетическая эффективность, заряженные частицы.

ENERGY EFFICIENCY OF ELECTRIC PROPULSION

I. V. Trifanov, D. R. Ryzhov, B. N. Kaz'min, V. I. Trifanov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Ave., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: sibgau-uks@mail.ru

The method of improving the energy efficiency of electric propulsion is studied.

Keywords: electric propulsion, electrons, energy efficiency, charged particles.

Электрические ракетные двигатели имеют предел энергетических возможностей из-за недостатка электроэнергии, что не позволяет создавать высокую тягу. Процесс ЭРД энергетически очень затратный, однако

удельный импульс он имеет высокий из-за большой скорости истечения продуктов сгорания до 200 км/с [1]. В связи с этим при создании и эксплуатации ЭРД возникает проблема большого количества электро-