Как и в случае солнечных энергоустановок, в радиоизотопных генераторах могут применяться различные типы преобразователей выделяющейся энергии в электрическую. Своеобразным аналогом солнечных батарей с фотоэлементами являются, например, радиоизотопные атомные батареи, в которых ядерная энергия преобразуется непосредственно в электрическую, без каких бы то ни было Промежуточных преобразований. В таких батареях испускаемые изотопом заряженные альфа- или бета-частицы заряжают до некоторого высокого потенциала (в десятки киловольт) два электрических проводника, разделенных изолятором. Батареи второго типа отличаются от первых тем, что в них не только заряжается проводящая поверхность, но и ионизуются атомы газа, что усиливает величину тока с уменьшением его напряжения. В батареях третьего типа для такого увеличения силы тока используются полупроводниковые вещества (одна быстрая бета-частица может генерировать в полупроводнике до 200 000 более медленных свободных электронов); это, пожалуй, наиболее перспективные из всех подобных атомных батарей. Имеются и батареи с Y-излучающим радиоизотопом, в которых Y-лучи выбивают электроны из электрода, создавая потенциал по отношению к другому электроду. Однако все подобные батареи обладают малым к. п. д. 2) и весьма малой мощностью, порядка микроватт.
Если ядерная энергия в изотопном генераторе не преобразуется непосредственно в электрическую, а сначала переходит в тепловую в результате поглощения ее металлическими частями генератора, то для преобразования этой последней в электрическую может служить любой из уже известных нам преобразователей — термоэлектрический, термоионный, термодинамический. За рубежом строятся или изучаются генераторы всех указанных типов.
|
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.