ГОСТ Р 56515—2015
- зона II — занимает пространство перед выходным сечением двигателя в пределах углов 190°
относительно вектора среднемассовой скорости реактивной струи за исключением зоны I. В этой зоне
формируется периферия потока ускоренных ионов реактивной струи;
- зона III — занимает пространство за выходным сечением двигателя (вближней по потокуполу
сфере зоны IV). В этой зоне распространяются обратные потоки ионов вторичнойплазмы из реактивной
струи;
- зона IV — располагается на расстоянии 3—5 диаметров выходного сечения двигателя вниз по
потоку внутри зоны I. В этой зоне образуется вторичная плазма в результате процесса рекомбинации
ускоренных ионовструи на нейтралахСВА.
Рисунок! — Структура струи
Продольное ипоперечноераспределение ионовв струедвигателя на расстояниях менее 1мопре
деляют при испытанияхдвигателя в наземныхусловиях.
Рекомендуемый порядок расчета продольного и поперечного распределения концентрации час
тиц в струе ЭРД на расстоянияхболее 1мот выходногосечениядвигателя приведен в приложении А.
Тестовые примеры расчета распределения плотности ионов для используемых на современных
АКА ЭРД холловского типа приведены в приложении Б. На рисунках Б.1 и Б.2 в разных масштабах {для
удобства использования) показаны распределения концентрации плазмы вдоль струи наиболее рас
пространенногоЭРДСПД-100, на рисункахБ.Зи Б.4 — поперекструи. На рисункеБ.5 иБ.6 показанорас
пределение энергии ионов вдоль и поперек оси двигателя соответственно. В струе ЭРД СПД-70
соответствующие распределения показаны нарисунках Б.7—Б.12 приложения Б.
7.1.4 Энергия ионов ГПО и направление скорости
При работе ЭРД генерируется потокускоренных ионов с энергией, зависящей от напряжения раз
ряда Up. В зависимости отэнергии выделяютсячетыре группы ионов:
- 1-ягруппа — однозарядныеионы сэнергиейЕ,= в (Ц ,-3 ия),где Ц, — потенциалоднократной
ионизации рабочего вещества двигателя. Они составляют от 90 % до 95 % от полного числа ионов в
струе. Направление их скорости лежит вдиапазоне углов расходимости реактивной струи;
- 2-я группа — двухзарядные ионы сэнергией Ем = в <2 Up- 3 L/,„), где 1/,„ — потенциалдвукрат
ной ионизации рабочего вещества двигателя. Они составляют от 5 %до 10 % от полного числа ионов в
струе. Направление их скорости лежит вдиапазоне углов расходимости реактивной струи;
- 3-я группа — однозарядные ионы периферии струи. Их энергия, как правило, не превышает
0,1 •Е|. Они составляют менее 10 % от полного числа ионов в струе. Направление их скорости лежит в
диапазоне углов раскрыва зоны периферии струи:
- 4-я группа — ионы вторичной плазмы. Ихэнергия определенапотенциалом струи и. какправило,
не превышает 0,1 Е,. Направление их скорости — радиально из зоны IV.
Ионы 1-й и2-й группы сосредоточены в зоне I.
Ионы 3-й группы распространяются в зоне II.
Ионы 4-й группы рождаются в зоне IV и распространяются в зонах II и III.
Полную энергию иона в зависимости от его координатрассчитываюткак
5