Сансарт удаан хугацаагаар ажиллахын тулд плазмын урсгалын хурд нь секундэд нэг зуун таван метр ба түүнээс дээш хурдтай найдвартай цахилгаан пуужингийн хөдөлгүүрийг ашиглах ёстой. Плазмын хөдөлгүүрүүд өнгөрсөн зууны дунд үеэс идэвхтэй хөгжиж эхэлсэн. Өнөөдөр энэ ажил үргэлжилж байна.
Судалгаа эхлүүлэх
Өвөг дээдэс маань сансарт нисэхийг эртнээс хүсч ирсэн. Удаан хугацааны туршид хийг цахилгаан цэнэг ашиглан идэвхтэй судалж ирсэн. Үүнийг электродтой шилэн саванд хийсэн. Дараа нь даралтыг бууруулахад катодоос ялгарах туяа гарч ирсэн бөгөөд энэ нь үнэндээ электронуудын урсгал байсан гэдгийг хожим олж мэдсэн.
Мөн 1886 онд катодод нүх гаргах үед бусад цацрагууд, ионжсон хийн атомууд тэдгээрээс эсрэг чиглэлд сунадаг болохыг олж мэдсэн. Гэхдээ мэдээжийн хэрэг, тэд тийрэлтэт цохилт авахад ашиглагдана гэж төсөөлөөгүй.
ЗХУ-ын үед физик, технологийн SOAN-ийн лабораторид эдгээр технологийг сансарт нисдэг тээврийн хэрэгсэлд ашиглах зорилгоор ион ба плазмын түлхэгчийг бүтээжээ. Ажил 1950-иад оноос эхэлсэнХорьдугаар зуун. Хоёр төрлийн төхөөрөмжийг нээсэн:
- элэгдлийн хөдөлгүүр (импульс);
- суурин плазмын түлхэгч (импульсгүй).
Энэ хоёр төрлийг өнөөг хүртэл хэрэглэж байна.
Элэгдсэн ба суурин
Өнөөдөр мэдэгдэж байгаа плазмын хөдөлгүүр нь цоргоноос гарч буй плазмын тийрэлтэт реактив хүчний нөлөөгөөр ажилладаг. Плазм нь өөрөө цахилгаан цэнэгийн тусламжтайгаар үүсдэг. Хөдөлгүүрийн илүү энгийн тэжээлийн эх үүсвэрийн хувьд импульсийн горимыг (элэгдэлтийн плазмын хөдөлгүүр) сонгоно. Эрчим хүчний эх үүсвэр нь 0.5 микрофарад багтаамжтай, 10 кВ хүчдэлтэй конденсатор юм. Энэ нь диод болон резистор бүхий трансформатороос цэнэглэгддэг.
Иймэрхүү төхөөрөмжүүдийн тусламжтайгаар бусад төрлийн пуужингийн хөдөлгүүрийг ашиглахад авах боломжгүй жижиг бөгөөд нарийн импульсийн түлхэлтүүд үүсдэг. Импульсийн плазмын түлхэгчийг 1964 онд Zond-2 сансрын станцад амжилттай туршсан.
SPD нь өргөтгөсөн бүсэд болон электронуудын битүү шилжилттэй хурдасгуурын хувилбар юм. Ийм төхөөрөмж удаан хугацаанд ажиллах боломжтой. Хоёр ксенон хөдөлгүүрийг анх 1972 онд ЗХУ-ын Солирын хөлөг дээр хөөргөсөн.
Ашиглалтын зарчим: прототип
Суулгац дараах байдлаар ажиллана. Конденсаторын хүчдэл нь гүйдэл дамжуулагч коллектор ба цэнэгийн тасалгааны электродуудын хоорондох зай юм. Хүчдэл нь эвдрэлийн утгад хүрэхэд хөдөлгүүрийн камерт цахилгаан цэнэг үүснэ. Тэндхийн агаар хүртэл халдагарван мянган нэгж ба плазмын төлөвийг олж авдаг. Даралт огцом нэмэгдэж, плазмын тийрэлтэт цоргоноос маш хурдтайгаар урсдаг.
Хөдөлгүүрт холбогдсон пуужин тийрэлтэт онгоцноос тийрэлтэт хүчийг авдаг. Зөөлөн эргүүлэхийн тулд пуужинг бөмбөрцөг холхивчоор холбож, эсрэг жингээр тэнцвэржүүлнэ.
Хамгийн төвөгтэй цахилгаан нэгж бол гүйдэл өгдөг коллектор юм. Электродуудын хоорондох зай нь хагас миллиметрээс ихгүй байх ёстой. Дараа нь конденсатораас эрчим хүчний алдагдал бараг гарахгүй бөгөөд пуужин эргэлдэж эхлэхэд нэмэлт үрэлт үүсэхгүй.
Пуужин өөрөө болон плазмын пуужингийн хөдөлгүүр бүхэлдээ өөр өөр хэмжээтэй байж болох ч эх үүсвэрийн хүч болон конденсаторын хэмжээ таарч байх ёстой. Үндсэн нэгжүүд болон пуужингийн дизайныг тооцоолохын тулд тусгай томъёогоор тооцоолсны дараа схемийг ашиглах нь тохиромжтой.
Жишээ дээрх туршилтын утгууд
Өгөгдсөн зургаан мянган ватт хүчдэлтэй, 0.510 (-6) f конденсаторын багтаамжтай жишээн дээр тооцооллын үр дүнд хөдөлгүүрийн камерт ялгарах энерги нь 5.4 Дж байна. хэрэв температурын зөрүү 10000K бол камерын эзэлхүүн хагас шоо см-тэй тэнцэнэ.
Дараа нь цахилгаан хэлхээний элементүүд нь:
- трансформатор 2205000В, 200 ваттын чадалтай;
- 100 ваттын чадалтай утастай резистор.
Энэ загвар нь мянган вольтоос дээш ажиллах хүчдэлтэй тул ийм байх ёстойтүүнтэй ажиллахдаа маш болгоомжтой байж, шаардлагатай бүх аюулгүй байдлын дүрмийг дагаж мөрдөөрэй.
Туршилтын аюулгүй байдлын дүрэм
- Хөөрөх ажиллагааг нэг хүн гүйцэтгэдэг. Бусад нь төхөөрөмжөөс нэг метрийн зайд зогсож болно.
- Төхөөрөмжийг цахилгаанаас салгаж, дор хаяж нэг минут хүлээсний дараа л бүх үйлдлүүд болон гараараа хүрэх боломжтой. Дараа нь конденсатор цэнэглэх хугацаатай болно.
- Цахилгаан хангамж нь бүх талаараа хаалттай, металл хайрцагт байх ёстой. Ашиглалтын явцад голч нь нэг ба хагас миллиметрээс багагүй байх ёстой зэс утсаар газардуулна.
Жинхэнэ пуужингийн плазмын түлхэгч хэд хэдэн мянга дахин илүү хүчтэй байх ёстой! Магадгүй өнөөдөр жижиг дээжээр туршилт хийж байгаа хүмүүс маргааш плазмын шинэ боломж, шинж чанарыг олж мэдэх байх.
