Електричний ракетний двигун (ЕРД), ракетний двигун (РД), в якому як джерело енергії для створення тяги використовується електрична енергія бортової енергоустановки космічного літального апарату (зазвичай сонячні або акумуляторні батареї). Гідність ЕРД — в їх високому питомому імпульсі (питомій тязі) завдяки великій швидкості виділення робочого тіла (РТ), що досягає 10—100 км/сек. По питомому імпульсу ЕРД багато разів перевершують хімічні ракетні двигуни, в яких швидкість виділення РТ не перевищує 4,5 км. / сек. За принципом дії ЕРД підрозділяються на електротермічних, електростатичних (іонні, колоїдні) і електромагнітних (плазмові).
В електротермічних РД електрична енергія використовується для нагріву РТ з метою звернення його в газ з температурою 1000—5000 До; газ, витікаючи з реактивного сопла (аналогічного соплу хімічного РД), створює тягу. Як РТ використовуються речовини з малою молекулярною масою (наприклад, водень, аміак, гідразин), що нагріваються за допомогою поверхневих нагрівачів ( мал. 1 ), дугового розряду ( мал. 2 ) або (у експериментальних ЕРД) високочастотного електромагнітного поля. Питомий імпульс електротермічного РД складає 1,5—10 ( кн · сік ) /кг, щільність тяги (відношення тяги до поперечного перетину реактивного струменя) 0,3—3 Мн/м-коду 2 , час роботи від декількох ч до декількох сотень ч.
В електростатичному (іонному) РД спочатку виробляється іонізація РТ, після чого іони і електрони окремо прискорюються в електростатичному полі (за допомогою системи електродів), а потім знов перемішуються для нейтралізації об'ємного заряду і, витікаючи, створюють тягу ( мал. 3 ). Розрізняють електростатичні РД з поверхневою іонізацією і об'ємною іонізацією (електронним ударом); як РТ по-перше використовується цезій, що легко іонізується, в других — будь-які речовини з великою атомною масою (наприклад, вісмут). Замість іонів в електростатичних РД можуть прискорюватися заряджені (наприклад, за рахунок контактної різниці потенціалів при відриві краплі від поверхні електроду) мікроскопічні краплі. Такі ЕРД називаються колоїдними. Значення прискорюючого потенціалу складає для них близько 10—20 кв (для іонних РД — 2—7 кв ) при щільності струму в декілька ма/см 2 . Питомий імпульс електростатичних РД 15—100 ( кн · сік ) /кг, щільність тяги 30—50 н/м 2 , час роботи — 1 рік і більш.
В електромагнітному РД робочим тілом є плазма будь-якої речовини, що прискорюється за рахунок сили Ампера в схрещених електричному і магнітному полях. Розрізняють ЕРД із зовнішнім і власним магнітним полем. До перших відносяться класичні Е-Н прискорювачі плазми і т.з. холловськие ЕРД з замкнутим дрейфом електронів; по-друге, магнітне поле створюється струмом, що протікає в прискорюваній плазмі; вони підрозділяються на імпульсних і квазістаціонарні ЕРД. Робочий цикл імпульсного ЕРД відповідає періоду електричного пробою РТ (зазвичай фторопласту), при якому створюється плазма; початковий потенціал пробою — декілька кв, питомий імпульс 40—100 ( кн · сік ) /кг, щільність тяги 10 -9 —10 -8 н/м 2 , число циклів ЕРД досягає 1 млн. У квазістаціонарному ЕРД з метою створення сильного магнітного поля через РТ пропускається струм силоміць в десятки но і напругою в десятки ст Питомий імпульс складає 30—50 ( кн · сік ) /кг, щільність тяги декілька кн/м 2 , час роботи — десятки ч. Про типів плазмових ЕРД і методах створення плазми в них див.(дивися) в ст. Плазмові прискорювачі .
Обмежене вживання ЕРД пов'язане з необхідністю великої витрати електроенергії (10—100 квт на 1 н тяги). Із-за наявності бортової енергоустановки (і ін. допоміжних систем), а також із-за малої щільності тяги апарат з ЕРД має мале прискорення. Тому ЕРД можуть бути використані лише в космічних літальних апаратах (КЛА), що здійснюють політ або в умовах слабких гравітаційних полів, або на навколопланетних орбітах. Вони застосовуються для орієнтації, корекції орбіт КЛА і ін. операцій, що не вимагають великих витрат енергії. Електростатичні, плазмові холловськие і ін. ЕРД розглядаються як перспективні як основні двигуни КЛА. Із-за малої відкиданої маси РТ час безперервної роботи таких ЕРД вимірюватиметься місяцями і роками; їх використання замість тих, що існують хімічних РД дозволить збільшити масу корисного вантажу КЛА.
Ідея використання електричної енергії для здобуття тяги висувалася ще К. Е. Циолковським і іншими піонерами космонавтики. У 1916—17 Р. Годдард (США) підтвердив дослідами реальність цієї ідеї. У 1929—33 В. П. Глушко (СРСР) створив експериментальний ЕРД. У 1964 в СРСР на КЛА типа «Зонд» випробувані плазмові імпульсні РД, в 1966—71 на КЛА «Янтар» — іонні РД, в 1972 на КЛА «Метеор» — плазмові квазістаціонарні РД. Різні типи ЕРД випробувані починаючи з 1964 в США: у балістичному, а потім в космічному польоті (на апаратах АТС, СЕРТ-2 і ін.). Роботи в цій області ведуться також у Великобританії, Франції, ФРН(Федеральна Республіка Німеччини), Японії.
Літ.: Корлісс В. Р., Ракетні двигуни для космічних польотів, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1962; Штулінгер Е., Іонні двигуни для космічних польотів пер.(переведення) з англ.(англійський). М., 1966; Гильзін До. А., Електричні міжпланетні кораблі, 2 видавництва, М., 1970; Гуров А. Ф., Севрук Д. Д., Сурнов Д. Н., Конструкція і розрахунок на міцність космічних електроракетних двигунів, М., 1970; Фаворський О. Н., Фішгойт В, Ст, Янтовський Е. І., Основи теорії космічних електрореактивних рухових установок, М., 1970; Грішин С. Д., Лісків Л. Ст, Козлів Н. П., Електричні ракетні двигуни, М., 1975.
