Каковы основные проблемы с магнитоплазменными динамическими (MPD) двигателями?

^{Двигатель MPD в действии}

Согласно этой странице в Принстоне , скорость истечения MPD может достигать 110 000 м/с и выше, что в три раза превышает значение современных ионных двигателей на основе ксенона. Так что да, это было бы здорово для космических приложений.

Вот в чем проблема: сумасшедшие вещи требуют много энергии . Как и во многом . Вот суть проблемы из этой статьи :

МПДТ продемонстрировал способность обеспечивать удельные импульсы в диапазоне 1500–8000 с с эффективностью тяги более 40 %. Высокий КПД (более 30%) обычно достигается только при высоких уровнях мощности (более 100 кВт ); следовательно, стационарная версия MPDT рассматривается как вариант двигателя большой мощности .

Когда двигатель работает ниже 200 кВт , самоиндуцируемое магнитное поле становится лишь незначительно достаточным для обеспечения желаемой объемной силы, и для повышения производительности в этом диапазоне часто добавляются внешние поля.

Конечно, космический корабль не сможет эффективно добавить внешнее поле — в этот момент было бы более энергоэффективно использовать другой вариант.

В дополнение к нынешней недоступности высокой мощности в космосе, скорость эрозии катода стационарного MPDT (которая может достигать$0.2\frac{\mu g}{C}$), замедлили переход стационарных MPDT к летным приложениям.

Однако все еще есть надежда в виде разнообразной системы - стационарного MPDT, называемого литиевым ускорителем силы Лоренца (Li-LFA):

^{Двигатель Li-LFA.}

Литиевый ускоритель с силой Лоренца ($\rm{Li}$-LFA) использует многоканальный полый катод и литиевое топливо, чтобы существенно уменьшить проблему эрозии катода и значительно повысить эффективность тяги при умеренно высоких уровнях мощности. Например, 200 кВт.$\rm{Li}$-LFA продемонстрировал работу практически без эрозии в течение 500 часов постоянной тяги при 12,5 Н, 4000 с.$I_{sp}$и КПД 48%. Поскольку ни один другой электрический двигатель еще не продемонстрировал такую ​​высокую мощность обработки,$\rm{Li}$- LFA находится в авангарде вариантов двигателей для атомных исследований дальнего космоса и миссий с тяжелыми грузами к внешним планетам.

Эта статья является отличным ресурсом по этому вопросу — в ней есть еще много приятных маленьких жемчужин, которые я здесь не рассмотрел. Настоятельно рекомендуется!