Численное моделирование токопереноса в ЭРД на основе плазменного ускорителя.

Работа направлена на численное моделирование режимов токопереноса в электрическом ракетном двигателе (ЭРД) на основе квазистационарного плазменного ускорителя (КСПУ) для разработки прототипа плазменного ракетного двигателя с большим удельным импульсом. Практические разработки по ядерным реакторам космического базирования могут обеспечить энергией такие двигатели. Исследования проводятся на основе двухжидкостной МГД модели с учетом эффекта Холла, тензорной природы электропроводности и теплопроводности, а также потерь энергии на излучение. На первом этапе в 2023 году будет проведено численное моделирование режима электронного токопереноса с непроницаемыми секционированными и не эквипотенциальными электродами. В результате будет определено распределение потенциала вдоль электродов для различных способов подачи плазмы на входе, для разных значений характерной концентрации и температуры поступающей плазмы, а также при наличии или отсутствии дополнительного продольного магнитного поля в канале ускорительной ступени ЭРД. На втором этапе в 2024 году будет исследован токоперенос в канале ЭРД с внешним магнитным полем при условии скольжения тяжелой компоненты плазмы вдоль электродной системы, состоящей из кольцевых проводников с разными токами для создания магнитного потока через поверхности электродов с ненулевой нормальной составляющей магнитного поля вдоль электродной системы. Данный режим токопереноса в электродной системе из кольцевых проводников также будет исследован для различных способов подачи плазмы на входе, разных значений температуры поступающей плазмы и разных значений продольного магнитного поля. Будет осуществлен поиск самосогласованного распределения магнитного потока через поверхности электродов. Результаты работы будут использованы при создании и испытании прототипа ЭРД на основе КСПУ.