Плазменный реактивный двигатель для движения в атмосфере Фото: Прототип плазменного реактивного двигателя может удерживать на весу над кварцевой трубкой диаметром 24 миллиметра стальной шарик весом 1 килограмм. https://doi.org/10.1063/5.0005814.1
  • Дата:06.05.2020
  • Просмотры:1062
  • Источник: AIP Advances

Китайские исследователи продемонстрировали прототип устройства, использующего микроволновую воздушную плазму для создания реактивной тяги

Описание двигателя появилось в журнале AIP Advances.

Подобно твердым телам, жидкостям и газам, плазма является обычным состоянием веществ. Она естественным образом возникает вследствие ионизации молекул при высоких температурах (например, на солнце) или в присутствии сильного электрического поля (например, при вспышке молнии).

В лаборатории плазма может быть сгенерирована с использованием электрической дуги, микроволнового резонатора, лазера, горящего факела или высоковольтного разряда.

Плазма имеет широкое применение во многих областях, включая обработку металлов, выращивание кристаллов, медицину, пищевую промышленность, энергетику и природоохранные отрасли.

Плазменные реактивные двигатели используются в аэрокосмической промышленности в течение уже многих лет. Однако, например, существующий реактивный двигатель NASA может использоваться только в космическом пространстве, где нет атмосферного воздушного трения. Несмотря на это, такой плазменный двигатель, имеющий очень малое значение движущей силы, после нескольких месяцев и лет постоянного воздействия на космический корабль может в конечном итоге разогнать его до высокой скорости.

Принципиальная схема прототипа микроволнового воздушного плазменного двигателя

Рис. Принципиальная схема прототипа микроволнового воздушного плазменного двигателя и изображение яркой плазменной струи при различных мощностях СВЧ. Это устройство состоит из магнетрона, воздушного компрессора, микроволнового волновода, воспламенителя и кварцевой трубы. Предоставлено: Jau Tang и Jun Li

В отличие от предшествующих разработок исследователи продемонстрировали микроволновое воздушно-плазменное реактивное устройство, использующее высокотемпературную плазму высокого давления, генерируемую микроволновой ионизационной камерой с частотой 2,45 ГГц, куда впрыскивается сжатый воздух.

Этот простой прототип плазменного реактивного двигателя может генерировать приблизительно 10 Н тяги при мощности 400 Вт, со скоростью воздушного потока 0,5 л/с, что соответствует подъемной силе 28 Н/кВт и давлению струи 2,4 × 10⁴ Н/м².

При более высокой микроволновой мощности или большем потоке воздуха могут быть достигнуты движительные силы и реактивные давления, сравнимые с реактивными двигателями коммерческих самолетов.

«Результаты показали, что такой реактивный двигатель на основе микроволновой воздушной плазмы может стать жизнеспособной альтернативой традиционному реактивному двигателю на ископаемом топливе».

Комментарии

Написать комментарий

Другие публикации по теме