Ученые MIT продемонстрировали миниатюрный 3D-печатный ионный двигатель на чистых ионах

news3dtoday
Идет загрузка
Загрузка
02.02.2021
2191
3
Новости

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

11

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) изготовили с помощью технологий 3D-печати миниатюрный ионный двигатель для наноспутников. Ученые утверждают, что это первый ионный двигатель, изготовленный исключительно с применением аддитивных технологий, и первый образец, генерирующий тягу чистыми ионами из ионных жидкостей.

Тяга миниатюрного двигателя диаметром чуть больше десятицентовой монетки (около двух сантиметров) крошечна и измеряется несколькими десятыми долями микроньютона или примерно половиной веса кунжутного зернышка. Низкая тяга — это вообще характерная черта ионных двигателей, компенсируемая высоким удельным импульсом — экономичностью и максимальной скоростью, недостижимой химическими ракетными двигателями. Обычно ионные двигатели используются для орбитальной коррекции спутников, но могут применяться и в качестве разгонных систем для межпланетных космических аппаратов.

Проект ученых MIT носит экспериментальный характер и направлен в первую очередь на отработку технологий производства недорогих, но при этом высокоэффективных ионных двигателей для миниатюрных спутников в формате CubeSat. Разработчики считают, что аддитивное производство обладает необходимым потенциалом для оптимизации конструкции и снижения себестоимости таких систем.

Двигатель использует электрогидродинамический эффект, выбрасывая поток заряженных частиц под воздействием электрического поля. «Топливом», а точнее реактивной массой служит ионная жидкость в виде солевого расплава. 3D-печатная конструкция содержит топливный резервуар и массив миниатюрных конусообразных эмиттеров с покрытием из нановолокон оксида цинка, выращенных на поверхности методом гидротермального синтеза. Сама конструкция печаталась разными методами и с использованием разных материалов: один из вариантов изготовили из полимера, а другой — из нержавеющей стали. Стальной вариант работает лучше, но и стоит дороже, хотя в целом ученые отмечают значительное снижение затрат на изготовление в сравнении с традиционными методами.

Чистый ионный выхлоп оказался неожиданностью, и ученые пока сами не могут внятно объяснить его происхождение: обычно электрораспыление ионных жидкостей не отличается такой чистотой результата и дает на выходе комбинацию чистых ионов и ионов, смешанных с нейтральными молекулами. Руководитель проекта Луис Фернандо Веласкес-Гарсия (доктор технических наук и старший научный сотрудник лаборатории микросистемной техники (MTL)) и его коллеги подозревают, что «секретным соусом» послужили упомянутые выше нановолокна оксида цинка и их взаимодействие с топливной жидкостью по мере доставки к эмиттерам, но эта теория все еще требует подтверждения. Доклад научной команды опубликован в журнале Additive Manufacturing.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

11
Комментарии к статье

Комментарии

05.02.2021 в 23:10
0

Внимание вопрос, миниатюризация и серийный выпуск позволят в данном случае увеличивать итоговую скорость космического корабля, увеличивая 'количество' таких двигателей на корабль, к примеру покрыть поверхность зонтика? Масса то крохотная.


p.s. натыкался в интернете на исследования 2016г LEMdrive, (использующие тот же эффект что и emdrive но на основе света а не радио излучения), видел сообщения о 5-кратном превышении удельного импульса (хз как тут можно говорить об удельном импульсе если топливо не тратится, возможно я неправильно понял как проводили сравнение) над лучшими современными ионниками, к сожалению сейчас не могу найти пруфы, да и они ссылались на статью на сайт darpa и ссылка уже не открывалась.


DARPA финансирует исследование (2018 год, 1кк денег) в этом направлении, ждем 2022г их отчет.

06.02.2021 в 00:26
1

Внимание вопрос, миниатюризация и серийный выпуск позволят в данном случае увеличивать итоговую скорость космического корабля, увеличивая 'количество' таких двигателей на корабль, к примеру покрыть поверхность зонтика?

Скорость - нет, тягу - может быть.

06.02.2021 в 05:27
0

Миниатюризация позволит скорее использовать такие двигатели для ориентации, вместо гидразиновых или холодного газа. Сэкономит массу и серьёзно продлит срок службы.

Закон сохранения энергии и бессердечного ублюдка Циолковского же обмануть не удастся, сколько двигателей ни поставь. К тому же электрическим двигателям нужна энергия, и её нужно МНОГО. Много больше, чем доступно на космическом аппарате.

06.02.2021 в 00:25

Комментарий удалён

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Get over here!

Проблема ретракта в 3D печати. Почему ретракт работает не всегда?

Самосвал и экскаватор

Обновления для лазерного гравера под поворотную ось

Значок "Космические рейнджеры"

Записки страйкболиста. Как я товарищу рацию чинил.