Этот термин объясняется тем, что подобный генератор может рассматриваться как обычная термопара, в которой один из проводников металл, а другой — плазма. Расстояние между
электродами в них может быть значительно больше, чем сотые доли миллиметра, как в вакуумных «диодах».
Одна из наиболее серьезных проблем для термоионных преобразователей связана с конструкционными материалами для катода — эмиттера электронов, поскольку они должны длительно работать при очень высокой температуре порядка 1400° С и больше. Однако в последнее время, судя по сообщениям зарубежной печати, эта проблема успешно преодолевается. По крайней мере, сообщается об успешных длительных испытаниях термоионных космических преобразователей. Например, два таких преобразователя испытывались в США в течение более 10000 часов при температуре катода 1730° С без сколько-нибудь серьезного ухудшения характеристик1). В термоионном преобразователе, созданном в СССР 2), температура молибденового катода равнялась 1700—1800° С, что позволило получить при температуре анода 650°С удельную мощность 3—3,5 вт1см2.
В настоящее время созданные термоионные генераторы обладают несколько меньшим к. п. д., чем термоэлектрические, но их совершенствование приводит к быстрому повышению к. п. д. Так, для одного из экспериментальных устройств этого типа, разработанных в США, считается возможным достижение к. п. д. 43% (по другим данным достижим к. п. д. не более 35%) при мощности примерно 200 вт на 1 м2 поверхности солнечного коллектора.
|
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.