Elektriline rakettmootor: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Alust Elektrostaatil. |
Resümee puudub |
||
1. rida:
'''Elektriline rakettmootor''' on [[rakettmootor]] mille energiaallikaks on elektrienergia.
Ühendavaks jooneks erinevate elektriliste rakettmootorite vahel on elektrienergia kasutamine saavutamaks suuremat eri-impulssi, ja seega suuremat [[wikt:reaktsioonimass|reaktsioonimassi]] säästu, kui on võimalik [[keemiline rakettmootor|keemilistes rakettmootorites]]. Peamiseks puuduseks on suurenenud nõudmised raketi elektrivarustussüsteemile.<ref name="Sutton" />
Eristatakse [[wikt:elektrotermiline|elektrotermilisi]], [[elektrostaatika|elektrostaatilisi]] ning [[elektromagnetism|elektromagnetilisi]] rakettmootoreid:
:* Elektrotermilised rakettmootorid kasutavad [[elektrienergia]]t reaktsioonimassiks oleva gaasi temperatuuri tõstmiseks. Gaasid väljuvad [[düüs]]i kaudu, tekitades reaktiivjõu.
:* [[Elektrostaatika|Elektrostaatilised]] rakettmootorid ehk [[ioonmootor]]id [[ionisatsioon|ioniseerivad]] reaktsioonimassi ning eemaldavad vabad elektronid. Ioone kiirendatakse [[wikt:staatiline|staatiliste]] elektriväljade abil.
:* [[Elektromagnetism|Elektromagnetilised]] rakettmootorid ehk [[plasmamootor]]id kasutavad reaktsioonimassi kiirendamiseks [[Lorenzi jõud]]u või muutuvaid elektromagnetväljasid.<ref name="Jahn" /><ref name="Sutton" />
==Elektrotermilised rakettmootorid==
Kolm peamist elektrotermiliste rakettmootorite klassi on takistuslikud, mikrolaine<ref name="Sutton" />- ning kaarlahendusmootorid<ref name="Jahn" /><ref name="Sutton" />. Nende kõigi tööpõhimõte seisneb tõukeaine kuumutamises elektrienergiaga, misjärel [[termodünaamika]] hoolitseb tõukeaine kiirendamise eest düüsist välja.
Ehkki elektrotermilised mootorid erinevad [[keemiline rakettmootor|keemilistest]] vaid energia allika näol, tekitab see olulised erinevused, mis määravad ära sobivad kasutusvaldkonnad.
35. rida:
{{Vaata|Ioonmootor}}
Ioonmootorid kasutavad tõukeaine kiirendamiseks staatilisi elektriväljasid. Tõukeaine ioniseeritakse, ning ioone kiirendatakse. Disainid erinevad tõukeaine, ioniseerimismeetodi ning elektrivälja tekitamise meetoditelt.
Ioniseerimiseks kasutatakse kas elektronkahuriga pommitamist, termoelektronide induktiivset kiirendamist, kaarlahendust või otsest mikrolainekuumutamist.
Tähtsamad disainid on:
#Võrega elektrostaatilised ioonmootorid
#
#
#
#*Kasutatakse süvakosmoses peamootoritena, peamiseks puuduseks võrede erosioon ioonidega pommitamise tõttu.
#Halli tõukurid
#
#
#*Tõukeaine ioniseeritakse elektronidega pommitamise teel
#Väljaemissioontõukurid ehk kolloid- ja vedelmetallmootorid
#*Ioone kiirendatakse elektrit juhtiva tõukeaine massi ning väljumisava vahelise potentsiaalivahe abil.
#*Kasutatakse kolloide või vedelmetalle
#*Elektrostaatiline ionisatsioon
Ioonmootoritega kaasneb alati väljuva reaktiivjoa neutraliseerimise vajadus, kuna vastasel korral tekiks kosmoseaparaadile staatiline laeng. Selleks kasutatakse enamasti välist elektronkahurit. Halli tõukurite puhul on väline kahur mootori tööks vajalike elektronide allikas, ülejäänud tüüpide puhul aga on tegu lisaenergiatarbijaga.
{{Vaata:Plasmamootor}}
Elektromagnetilised ehk plasmamootorid erinevad elektrostaatilistest kahe olulise aspekti poolest: Tõukeaine kiirendamiseks kasutatakse kas magnetvälja ([[Lorenzi jõud]]) või kõrgsageduslikku elektrivälja ([[ponderomotoorjõud]]) ning väljuv plasmajuga on neutraalne, st. kiirendatakse nii ioone kui elektrone. Väljumiskiirused on võrreldavad ioonmootorite omadega (10-100 km/s), ent erinevalt ioonmootoritest on plasmamootoritel üldjuhul parem energiakäsitlusvõime, st võimalik on teha mitmesaja kilovati võimsusega mootoreid (Erandiks pulseeriv plasmapõtkur, mida enamasti kasutatakse abimootorina asendikontrollil).
Hetkel puudub kosmoses selliste võimsate mootorite jaoks piisavalt võimas satelliidile paigutatav elektriallikas.<ref name="Jahn" /><ref name="Sutton" />
Tähtsamad tüübid on:
#Magnetoplasmadünaamiline tõukur
#*Plasma kiirendamiseks kasutatakse Lorenzi jõudu, mille tekitab radiaalne plasmalahendus välise ja keskmise elektroodi vahel
#*Tõukeainena kasutatakse kergeid gaase või liitiumi (Lithium Lorenz Force Accelerator)
#*Hakkab iseseisval režiimil tööle võimsusest ca. 200 kW, parem oleks ca 1 MW (madalamatel võimsustel jääb iseseisvalt tekitatud magnetväli liiga nõrgaks)
#*Kvaasiimpulssrežiimis töötades (keskmine võimsus ~1kW) on ka kosmoses testitud.
#Pulseeritav plasmapõtkur
#*Töötab [[relsskahuri]] põhimõttel
#*Tõukeaineks suure aatommassiga gaas või mõni tahke aine, nt. teflon
#*Hetkvõimsus megavattides, keskmine sadades vattides.
#Magnetsulustatud plasmamootorid
#*Mootorid, kus plasma kõrge temperatuur hoitakse seinu kahjustamast magnetsulustamise abil.
#*Nt. [[VASIMR]], [[HDLT]]
==Tõukeained==
[[Reaktiivmootor]]i töö aluseks on impulsi jäävuse seadus: Et suurendada sõiduki kiirust ühes suunas, tuleb kiirendada [[wikt:reaktsioonimass|reaktsioonimassi]] ehk tõukeainet vastassuunas, ning [[rakettmootor]] on definitsiooni järgi sunnitud kogu vajaliku tõukeaine endaga kaasa võtma.
Keemilistes rakettides koosneb tõukeaine üldjuhul oksüdeerija ja kütuse reaktsioonijääkidest või [[ühekomponentne kütus|ühekomponentse kütuse]] laguproduktidest. Olulised on kütuse energiatihedus ning laguproduktide madal molekulaarmass, viimane seetõttu, et sellega kaasneb suurem reaktiivjoa kiirus ja vastavalt väiksem kütusekulu sama suure raketi kiirenduse
See omakorda suurendab raketi kasuliku lasti osakaalu. <ref name="Jahn" /><ref name="Sutton" />
64. rida ⟶ 92. rida:
Lisaks eelistatakse tõukeaineid, mille [[ioniseerimispotentsiaal]] on väike, vältimaks asjatut energiakulu.
Kasutatud on näiteks [[ksenoon|Xe]], [[tseesium|Cs]] ning [[elavhõbe|Hg]] aatomeid.
▲===Elektromagnetilised mootorid===
==Viited==
| |||