Перспективы дальнейших исследований ЛТД

Концепции ракетных двигателей с лучевым подводом энергии привлекательны в отношении как уровня тяги, так и удельного импульса. Чтобы продолжить разработку этих концепций, потребуется достижение прогресса в ряде областей.

Некоторые из них обсуждались выше. Одной из важных областей дальнейших исследований является улучшение понимания различных механизмов потерь. Необходимо научиться рассчитывать эти потери и сводить их к минимуму. В частности, необходимо обратить внимание на потери тепла из плазмы после передачи энергии излучения рабочему телу. К ним относятся потери, обусловленные замораживанием потока и смешением с холодным газом, а также конвективные и радиационные тепловые потоки в стенку. Последний вид потерь важен также с точки зрения защиты стенок. Явления, связанные с этими потерями, по своей природе существенно двумерны, так что для правильной постановки экспериментов чрезвычайно важно уметь выполнять соответствующий расчетный анализ. Отметим, однако, что задача обеспечения полного поглощения лазерной энергии в чистом водороде, по-видимому, выполнима.

Другой областью исследований, где необходим прогресс, является углубление понимания газодинамического взаимодействия между потоками через плазму и запертое сопло. Теоретические исследования течения нагретого лазерной плазмой рабочего тела в двигательном сопле пока отсутствуют. Была выявлена возможность возникновения неустойчивости при взаимодействии потоков через лазерную плазму и сопло, и этот вопрос требует более детального изучения.

Необходимо также рассмотреть вопрос о выборе длины волны падающего лазерного излучения. Если исследования лазера на свободных электронах оправдают ожидания, то окажется возможным более свободно выбирать длину волны источника излучения. В этом случае выбор длины волны будет зависеть от характеристик пропускания среды, приемной апертуры оптической системы, конструкции окна и коэффициента поглощения рабочего тела. Из перечисленных зависимостей все, кроме последней, ведут в область более коротких длин волн.

Наконец, следует рассмотреть особенности использования аэродинамических и твердых окон. Особый интерес представляют такие конструкции аэродинамического окна, которые позволяют улавливать протекающий через окно газ и использовать его далее в качестве рабочего тела движителя. В этом случае через окно можно было бы пропускать такой же расход газа, как и через движитель, не допуская его потерь, отрицательно влияющих на рабочие характеристики ЛТД. Такой подход кажется привлекательным для решения проблемы окна.