В настоящее время ископаемое топливо — основной источник энергии во всех сферах деятельности. Однако его использование серьезно вредит экологии, способствуя глобальному потеплению. К тому же запасы углеводородов ограничены.
Альтернативу традиционным воздушно-реактивным двигателям, которая поможет решить проблему с их негативным влиянием на климатическую обстановку, предложила группа исследователей из Института Технологических наук при Уханьском университете.
Разработанная ими конструкция представляет собой разновидность плазменного электрического ракетного двигателя. Такие силовые установки используются в космической отрасли с 1970-х годов.
Плазма — это ионизированный газ, одно из основных агрегатных состояний вещества. В природе плазма встречается на поверхности Солнца или в грозовой молнии. При необходимости ионизированный газ создается искусственно, например в термоядерных реакторах.
При воздействии на плазму электростатическим полем, можно разогнать входящие в ее состав частицы до очень высоких скоростей и тем самым создать реактивную тягу. Именно этот принцип лежит в основе плазменных ракетных двигателей. На практике в качестве исходного вещества, подвергаемого ионизации, используется ксенон или другой инертный газ.
Главный недостаток таких двигателей — очень низкая тяга, которой недостаточно для перемещения летательных аппаратов в атмосфере в условиях сопротивления трению о воздух. Поэтому плазменные реактивные двигатели используются только в открытом космосе, а авиаотрасль пока располагает только прототипами.
Разработка китайских ученых существенно отличается от обычных электрических реактивных двигателей тем, что в качестве рабочего вещества применяется не ксенон, а атмосферный воздух, подающийся под большим давлением. Для ионизации воздушного потока применяется СВЧ-излучение. Таким образом, для работы двигателя нужны только воздух и электроэнергия.
Созданный прототип обеспечил максимальное давление реактивной струи 2,4×104 Н/м2. При мощности микроволн 400 Вт и скорости воздушного потока 1,45 м3/ч тяга составила 11 Н или 28 Н/кВт. Такие значения соответствуют показателям воздушно-реактивных двигателей, применяемых на современных коммерческих самолетах. То есть воздушная плазма вполне может в перспективе составить конкуренцию обычным реактивным двигателям, использующим при работе топливо.
В настоящее время авторы изобретения работают над повышением эффективности устройства и его масштабированием, которое поможет создать полноценный двигатель.
