Động cơ phản lực plasma có thể đưa bạn từ trái đất vào vũ trụ | H-care.vn

Newscientist 0 lượt xem
Động cơ phản lực plasma có thể đưa bạn từ trái đất vào vũ trụ

 | H-care.vn

mặt phẳng plasma

Rời đi trong một chiếc máy bay plasma

Hội thảo tương lai Electrofluidsystems TU Berlin

QUÊN về động cơ phản lực chạy bằng nhiên liệu. Chúng ta sắp có máy bay có thể bay từ mặt đất đến rìa không gian mà chỉ sử dụng không khí và điện.

Động cơ phản lực truyền thống tạo ra lực đẩy bằng cách trộn khí nén với nhiên liệu và đốt cháy nó. Hỗn hợp cháy nhanh chóng nở ra và bắn ra phía sau động cơ, đẩy nó về phía trước.

Thay vì nhiên liệu, động cơ phản lực plasma sử dụng điện để tạo ra trường điện từ. Những thứ này nén và kích thích một loại khí, chẳng hạn như không khí hoặc argon, thành plasma, trạng thái ion hóa nóng, đậm đặc tương tự như trạng thái được tìm thấy bên trong lò phản ứng nhiệt hạch hoặc ngôi sao.

Động cơ plasma đã bị mắc kẹt trong phòng thí nghiệm trong khoảng một thập kỷ qua. Và nghiên cứu về chúng phần lớn chỉ giới hạn ở ý tưởng cung cấp năng lượng cho các vệ tinh một lần trong không gian.

Berkant Göksel từ Đại học Kỹ thuật Berlin và nhóm của ông hiện muốn lắp động cơ plasma vào máy bay. Ông nói: “Chúng tôi muốn phát triển một hệ thống có thể hoạt động ở độ cao 30 km mà động cơ phản lực tiêu chuẩn không thể với tới. Những thứ này thậm chí có thể đưa hành khách đến rìa bầu khí quyển và xa hơn nữa.

Thách thức là phát triển một động cơ đẩy plasma thở bằng không khí có thể được sử dụng để cất cánh và bay ở độ cao lớn.

Động cơ phản lực plasma có xu hướng được thiết kế để chạy trong chân không hoặc ở áp suất thấp được tìm thấy trong khí quyển, nơi chúng cần mang theo nguồn cung cấp khí đốt. Nhưng giờ đây nhóm của Göksel đã thử nghiệm một chiếc có thể chạy bằng không khí ở áp suất một bầu khí quyển (Tập bài giảng Vật lý, doi.org/b66g). Göksel cho biết: “Chúng tôi là những người đầu tiên sản xuất các tia plasma nhanh và mạnh ở mặt đất. “Những tia plasma này có thể đạt tốc độ lên tới 20 km/giây.”

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một dòng phóng điện nhanh kéo dài nano giây để đốt cháy hỗn hợp động cơ đẩy. Một kỹ thuật tương tự được sử dụng trong các động cơ đốt trong kích nổ xung, giúp chúng hoạt động hiệu quả hơn các động cơ sử dụng nhiên liệu tiêu chuẩn.

Đây là lần đầu tiên có người áp dụng kích nổ xung cho động cơ đẩy plasma. Jason Cassibry của Đại học Alabama ở Huntsville rất ấn tượng. Ông nói: “Nó có thể mở rộng đáng kể phạm vi hoạt động của bất kỳ máy bay nào và giảm chi phí vận hành.

Nhưng có một số rào cản phải vượt qua trước khi công nghệ này có thể cung cấp năng lượng cho một chiếc máy bay thực sự. Để bắt đầu, nhóm đã thử nghiệm các đạo cụ nhỏ dài 80 mm và một chiếc máy bay thương mại sẽ cần khoảng 10.000 đạo cụ để bay, khiến thiết kế hiện tại trở nên quá phức tạp đối với máy bay có kích thước đó. Nhóm của Göksel hiện có kế hoạch nhắm mục tiêu vào các máy bay và máy bay nhỏ hơn. Từ 100 đến 1.000 tên lửa đẩy là đủ cho một chiếc máy bay nhỏ, điều mà nhóm tin rằng là khả thi.

Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất là thiếu pin nhẹ. Cần một lượng điện lớn để tạo ra và duy trì plasma. Dan Lev thuộc Viện Công nghệ Technion-Israel cho biết: “Một dãy nhiên liệu đẩy sẽ yêu cầu một nhà máy điện nhỏ, không thể lắp trên máy bay với công nghệ hiện tại. Nguồn cung cấp năng lượng cũng là một rào cản để làm cho các bộ đẩy cá nhân lớn hơn. Làm như vậy sẽ giảm số lượng cần thiết để đẩy một chiếc máy bay, nhưng mỗi chiếc sẽ cần nhiều năng lượng hơn.

Göksel mong đợi một bước đột phá trong các lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn để cung cấp năng lượng cho hệ thống của mình. Ông nói, các tùy chọn khả thi khác có thể là tấm pin mặt trời hoặc truyền năng lượng không dây cho động cơ.

Trong khi đó, nó đang nghiên cứu máy bay lai, trong đó động cơ plasma của nó sẽ được kết hợp với động cơ đốt trong kích nổ xung hoặc tên lửa để tiết kiệm nhiên liệu.

Bài báo này đã xuất hiện trên báo in với tiêu đề “Máy bay phản lực chạy bằng năng lượng plasma có thể đưa bạn vào vũ trụ.”

Thêm về các chủ đề này:

See also  Năm loài động vật hoang dã không chịu nhốt trong lồng | H-care.vn
Bài viết liên quan

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud