2025-06-20 16:18来源:本站
离开等离子飞机 未来的研讨会电动系统TU柏林ntext="Article" data-image-id="2131445" data-caption="Leaving on a plasma plane" data-credit="Future Workshop Electrofluidsystems TU Berlin" />
忘记燃油动力的喷气发动机。我们即将拥有可以使用空气和电力从地面飞到太空边缘的飞机的边缘。
传统的喷气发动机通过将压缩空气与燃料混合并点燃它来产生推力。燃烧的混合物迅速膨胀,并从发动机的后部爆炸,将其向前推。
等离子喷气发动机代替燃料来产生电磁场。这些压缩并激发了气体,例如空气或氩气,将气体变成等离子体 - 一种与融合反应器或恒星内部类似的热,密集的离子状态。
在过去的十年左右的时间里,等离子体发动机一直被困在实验室中。对它们的研究很大程度上仅限于一次在太空中推动卫星的想法。
柏林技术大学及其团队的伯坎特·戈克塞尔(BerkantGöksel)现在希望将等离子发动机适合飞机。他说:“我们想开发一个可以在标准喷气发动机无法运行的30公里以上运行的系统。”这些甚至可以将乘客带到大气层及以后的边缘。
面临的挑战是开发一种空气呼吸的等离子体推进发动机,可用于起飞和高空飞行。
等离子体喷气发动机倾向于在真空中工作或在大气中发现的低压工作,在那里他们需要携带气体供应。但是现在,戈克塞尔的团队已经测试了一个可以在一种气氛的压力下在空中运作的团队(物理学杂志系列,doi.org/b66g)。Göksel说:“我们是第一个在地面上生产快速,强大的等离子体喷气机的人。”“这些等离子体喷射的速度可以达到每秒20公里的速度。”
该团队使用了快速的纳秒长电气排放来发射推进混合物。脉冲爆炸燃烧发动机中使用了类似的技术,使其比标准燃油动力发动机更有效。
这是任何人第一次将脉搏爆炸爆发到等离子体推进器上。亨茨维尔阿拉巴马大学的Jason Cassibry印象深刻。他说:“它可以大大扩展任何飞机的范围,并降低运营成本。”
但是,在技术可以推动实际飞机之前,还有几个障碍要克服。首先,该团队测试了80毫米的迷你推进器,商业客机将需要大约10,000架飞行,这使得当前的设计对于该尺寸的飞机来说太复杂了。戈克塞尔(Göksel)的团队计划暂时针对较小的飞机和飞艇。100至1000个推进器对于一架小型飞机就足够了,该团队认为这是可行的。
不过,最大的限制是缺乏轻质电池。需要大量电力来产生和维持血浆。“一系列推进器将需要一个小型电力电厂,这是不可能用当今技术装在飞机上的,”技术 - 以色列技术学院的Dan Lev说。电源也是使单个推进器更大的障碍。这样做会减少推动飞机所需的数量,但每个人都需要更多的功率。
Göksel希望在紧凑型融合反应堆上取得突破,以供电。他说,其他可能的选项可能是太阳能电池板或无线电源对发动机进行无线电源。
同时,他正在研究混合平面,其中将其等离子体发动机与脉搏爆炸燃烧发动机或火箭相结合以节省燃料。
这篇文章以标题为“等离子动力的喷气机可以带您到太空”的标题上。