Реактивный двигатель, который превращает электричество в тягу
Если эта технология плазменного двигателя реальна, она может изменить все.
Прошлой осенью профессор Уханьского университета по имени Джау Танг усердно трудился, пытаясь собрать прототип двигателя, в который никто не верил.
Основная идея заключается в том, что его устройство превращает электричество непосредственно в тягу — не требуя ископаемого топлива — используя микроволны для подачи сжатого воздуха в плазменное состояние и выбрасывая его, как струю. Танг предположил, что при увеличении прототипа разработку можно применить в коммерческих пассажирских самолетах.
Для полного понимания читателя: мы это всё видели, например, в костюме Железного человека или в DeLorean Дока Брауна в «Назад в будущее».
«По сути, цель этой технологии — попытаться использовать электричество и воздух для замены бензина», — сказал он. «Глобальное потепление представляет собой серьезную угрозу для человеческой цивилизации. Решением может быть технология без использования ископаемого топлива с использованием микроволновой воздушной плазмы».
Первые рабочие модели профессор планирует выпустить через год для дронов. Полномасштабные модели через 10 лет. Одно можно сказать наверняка: если технология работает так, как он надеется, мир никогда не будет прежним.
Биографическая справка Танга включает множество поразительных разных научных тем: от 4D-электронной микроскопии до лазеров на квантовых точках, нанотехнологий, искусственного фотосинтеза и, конечно, фазовых переходов и плазмоники.
Он проводил исследования в лабораториях Caltech и Bell, опубликовал множество широко цитируемых статей, отредактировал несколько научных журналов и получил множество наград. Он имеет патент США на устройство, которое он называет «синхротронным затвором», предназначенным для захвата электронов, движущихся со скоростью света.
Танг говорит, что он впервые наткнулся на идею плазменного двигателя, когда пытался создать синтетические алмазы. Он вспоминает, что, пытаясь вырастить их с помощью микроволн, он начал задаваться вопросом, можно ли использовать ту же технологию для создания тяги.
Весной этого года такие истории, такие как пандемия коронавируса и новости об Илоне Маске заполонили информационный фон. К сожалению, в это время Танг объявил о своем изобретении миру, поэтому шумихи не произошло. Хотя новость была опубликована в таких изданиях, ка: New Atlas, Популярная механика, и Ars Technica.
После описания своих планов по завоеванию аэрокосмической отрасли своим новым двигателем, профессор хочет производить автомобили на реактивных двигателях.
«Я думаю, что реактивный двигатель более эффективен, чем электродвигатель, вы можете управлять автомобилем на гораздо более высоких скоростях», — размышлял он.
Правда, есть опасность — можно сгореть в прямом смысле, о чём упомянул сам учёный.
Плазменные двигатели существуют уже давно. НАСА впервые запустило спутник, оснащенный плазменными двигателями, еще в 2006 году, но его возможности далеки от того, что предлагает Танг в своих исследованиях.
Инженеры давно мечтали о самолете с плазменным реактивным двигателем, но каждая попытка была разбита технологическими ограничениями. Например, New Scientist сообщил в 2017 году, что команда из Технического университета Берлина попыталась создать аналогичный двигатель — но, как и любая попытка в течение предыдущего десятилетия, их работа не вышла за пределы лаборатории.
Согласно статье Танга и его сотрудников, опубликованной в мае в журнале AIP Advances, о прототипе двигателя, технология вырабатывает около 28 ньютонов тяги на киловатт мощности. Двигатели на Airbus A320, обычном коммерческом самолете, вырабатывают около 220 000 Ньютонов тяги вместе, а это означает, что реактивный самолет сравнительного размера, работающий на Tang Jets, потребует более 7800 киловатт.
В перспективе это означало бы загрузку самолета более чем 570 блоками Tesla Powerwall, которых хватило бы на один час полета — непрактичная нагрузка. Полезная нагрузка A320 могла бы нести только около 130 гигантских блоков батарей. Короче говоря, ни один из существующих аккумуляторов не может обеспечить достаточное количество тока.
В ближайшие годы и десятилетия Танг рассчитывает на усовершенствование аккумуляторных технологий; Исследователи из Технического университета Берлина размышляли о ядерном синтезе.
Стоит отметить, что существуют компактные ядерные реакторы деления, такие как российский KLT-40S, которые вырабатывают достаточно мощности и весят достаточно мало, чтобы их можно было разместить в пассажирском самолете или ракете.
Но последствия атомной авиации для безопасности и окружающей среды мрачны.Пока вопросов и технических ограничений очень много, но это лишь начало. Возможно через 50 лет мы увидим первые рабочие модели, но это будет крутое будущее.