При наземных испытаниях описываемого термоэлектрогенератора в условиях, имитирующих космический полет, был получен к. п. д. 5,8% при мощности 150 вт; концентратор имеет диаметр 2,44 ж и к. п. д. 86,6% !). Предполагаемая удельная мощность всей энергоустановки 4,7 вт!кг. Как видно из этих данных, пока еще солнечные термоэлектрогенераторы уступают по своим возможностям солнечным батареям из фотоэлементов.
На ином принципе основаны так называемые термоэлектронные,, или термоионные, генераторы (иногда их называют также термоэмиссионными), в которых используется явление испускания электронов раскаленной металлической поверхностью (рис. 119); этот метод предложен акад. А. Ф. Иоффе в 1950 г. Если поместить катод термоионного электрогенератора в фокусе солнечного коллектора, концентрирующего лучи на этом катоде с целью необходимого повышения его температуры, то такой катод начнет как бы испарять, эмитировать электроны, что приведет к образованию высокого электрического потенциала между ними и анодом. Тепловая энергия и преобразуется в электрическую, когда электроны преодолевают этот потенциал.
Для увеличения плотности тока вакуумированное пространство между катодом и анодом в новых устройствах этого типа часто заполняется парами цезия, являющегося, как известно, веществом с наименьшей энергией ионизации. Образующиеся положительные ионы цезия нейтрализуют пространственный заряд, ограничивающий увеличение плотности тока. Такие термоионные генераторы называют иногда «плазменной термопарой».
|
Чтобы проиллюстрировать диапазон требующих учета факторов, можно привести пример. В случае применения турбогенераторных преобразователей энергии наличие вращающихся машинных частей (ротора) со значительным моментом инерции сильно усложняет проблему динамической стабилизации летательного аппарата, что может даже исключить возможность применения таких установок, в частности, на космических обсерваториях.
Поскольку именно вес электростанции является основным в общем весе электроракетной двигательной установки, то к. п. д. двигателя может оказаться решающим при выборе типа двигателя для применения на ракете данного назначения.
Кратковременно электротермические двигатели могут развивать еще значительно большие тяги, что может оказаться очень важным при маневрировании.