Плазменный двигатель для работы в земной атмосфере

25.05.2020

Группа исследователей из института Технических наук университета Ухани, Китай, разработала и продемонстрировала первый в своем роде прототип микроволнового плазменного ускорителя, способного работать в условиях земной атмосферы. И даже в его нынешнем "лабораторном виде" этот ускоритель уже способен производить тягу с эффективностью, сопоставимой с эффективностью турбореактивных двигателей, устанавливаемых на современных авиалайнерах.

Подобные плазменные ускорители, известные еще под названием ионные или плазменно-ионнные двигатели, уже достаточно давно используются в космической технике, ускоряя космические аппараты за счет электрической энергии, получаемой от солнечных лучей. Однако, такие двигатели совершенно не работают в условиях земной атмосферы, во-первых, они вырабатывают крайне малую тягу, и во-вторых, ускоренные ионы ксенона очень быстро теряют энергию из-за столкновений с молекулами воздуха.

В конструкции нового микроволнового плазменного ускорителя используется только электрическая энергия и воздух, тем не менее, он, этот ускоритель, вырабатывает столь значительную тягу, что его уже можно рассматривать в качестве перспективного кандидата на должность двигателя будущего электрического самолета. Это устройство работает, ионизируя воздух, нагнетаемый компрессором, и превращая этот воздух в низкотемпературную плазму, выходящую из сопла под достаточно большим давлением.

Важнейшей частью устройства является волновод, через который поток микроволнового излучения, вырабатываемый магнетроном частотой 2,45 ГГц и мощностью в 1,1 кВт, подводится к трубе, в которой формируется поток плазмы. За счет особой формы этого волновода поток микроволнового излучения "сжимается" по высоте в два раза, что приводит к увеличению напряженности электрического поля. И именно это позволяет передать воздуху как можно больше энергии в виде тепла, что создает достаточно высокое давление плазмы.

<< Назад: Кондиционер без сквозняков 25.05.2020

>> Вперед: 50-мегапиксельный фотосенсор Samsung ISOCELL GN1 24.05.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Скоростная рыба-робот 29.09.2019 Инженеры-механики из Университета штата Вирджинии (UVA) вместе с биологами из Гарвардского университета создали первую роботизированную рыбу Tunabot, которая имитирует скорость и движения живого желтоперого тунца. Разработка поможет в будущем создать новое поколение быстрых подводных аппаратов. Желтоперый тунец относится к виду лучеперых рыб из семейства скумбриевых отряда окунеобразных. Максимальная длина его тела может достигать почти 240 сантиметров, а масса - 200 килограммов. Спасаясь от хищника, эта рыба может развивать скорость до 70-75 километров в час. Из-за своей скорости тунец популярен среди спортивных рыболов: не каждому под силу поймать эту рыбу. Исследователи попытались создать подводного робота, который способен двигаться с такой же скоростью, как желтоперый тунец. Их Tunabot гораздо меньше настоящего тунца - всего 25,5 сантиметров в длину. Однако он может достигать максимальной частоты ударов хвоста в 15 герц, что соответствует скорости плавания один метр в секунду. То есть за секунду робот может преодолевать расстояние, в четыре раза превышающее длину его тела. В целом же диапазон движения Tunabot составляет от 9,1 километра, если он плывет со скоростью 0,4 метра в секунду, до 4,2 километров, если развивает скорость один метр в секунду, при условии, что емкость аккумулятора составляет 10 ватт-часов. "Нашей целью было не просто создать робота. Мы действительно хотели понять, как плавают морские обитатели, - сказала Хилари Барт-Смит (Hilary Bart-Smith), профессор кафедры механического и аэрокосмического машиностроения в Университете штата Вирджиния. - Нашей целью было создать нечто, на чем мы могли бы проверить гипотезы с точки зрения того, что делает биологических пловцов такими быстрыми". Подводные роботы, имитирующие способности живых организмов, будут полезны в различных областях - например, в исследовании морских ресурсов и проверке подводной инфраструктуры.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026