Китайские ученые создали прототип двигателя, работающего на воздушной плазме. По словам разработчиков, такой подход позволит снизить объемы выбросов парниковых газов и зависимость от ископаемого топлива. Об этом они пишут в своей статье в журнале AIP Advances.
Команда исследователей из Института технологических наук Уханьского университета продемонстрировала прототип устройства, использующего микроволновую воздушную плазму для реактивного движения.
«Главная мотивация для нашей работы — помочь людям решить проблемы с глобальным потеплением, — рассказывает Джау Танг, профессор Уханьского университета. — Негативные явления в окружающей среде возникают, потому что люди используют двигатели внутреннего сгорания на ископаемом топливе для приводных машин, таких как автомобили и самолеты. В нашей конструкции нет необходимости в ископаемом топливе, а значит, нет и выбросов углекислого газа, вызывающих парниковый эффект и глобальное потепление».
Помимо твердого тела, жидкости и газа плазма является четвертым состоянием вещества, состоящим из заряженных ионов. Она существует в таких средах, как поверхность Солнца или молнии на Земли, но ее также можно искусственно создать. Исследователи придумали, как создать плазменную струю, сжимая воздух до высокого давления и используя микроволновую печь для ионизации потока сжатого воздуха.
Этот метод отличается от предыдущих попыток создания плазменных реактивных двигателей одним ключевым моментом. Другие двигатели, например, используемые в космическом зонде NASA Dawn, используют ксеноновую плазму, которая не может преодолеть трение в атмосфере Земли и поэтому недостаточно мощна для использования в воздушном транспорте. Вместо этого плазменный реактивный двигатель китайских ученых генерирует высокотемпературную плазму под высоким давлением на месте, используя только впрыскиваемый воздух и электричество.
Прототип устройства плазменной струи может поднимать стальной шарик весом 1 кг над кварцевой трубкой диаметром 24 мм, где воздух под высоким давлением превращается в плазменную струю, проходя через ионизационную микроволновую камеру. Если масштабировать это устройство до размеров реальных установок, давление тяги прототипа сопоставимо с показателями реактивного двигателя коммерческого самолета.
Авторы работают над повышением эффективности устройства.
«Наши результаты показали, что реактивный двигатель на основе микроволновой воздушной плазмы может быть потенциально жизнеспособной альтернативой традиционному реактивному двигателю на ископаемом топливе», — заявил Танг.