Секретные технологии авиалайнеров: новые возможности двигателей
Ну вот, прощальные объятия провожающих, ты проходишь на посадку, садишься в кресло, пристегиваешься – готовишься к долгому перелету. Смотришь в иллюминатор: земля уходит из вида, сменяясь расплывчатыми пейзажами... Такие моменты уже довольно давно стали совершенно будничной частью жизни многих тысяч людей. Мы настолько привыкли к используемым в наше время видам транспорта, что потеряли всякий интерес к тому, как они устроены, по какому принципу работают, и, воспринимая их как дань времени, совершенно не задумываемся о том, безопасны ли они для человека, окружающего мира – среды, в котором все мы живем.
Задумывались ли Вы когда-нибудь о возможности бесшумного полета самолета, совершенно не создающего шума и не выбрасывающего в атмосферу никаких вредных веществ? Возможно, это кому-то может показаться настоящей фантастикой, но подобные экологически безопасные бесшумные перелеты вполне возможны, но только при условии использования в качестве основного движущего механизма ионного мотора.
Группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) приложила немало усилий для возрождения уже довольно таки давно позабытого открытия – явления электродинамической тяги, возникающей между двумя электродами. При прохождении тока между электродами образуется воздушный поток, получивший ещё в 60-х годах прошлого века название ионного ветра. От того, насколько сильное напряжение будет прилагаться к электродам, будет зависеть сила образуемой тяги. К сожалению, в то время ученый мир посчитал подобное изобретение бесперспективным, отложив его последующую доработку на потом, но уже сегодня удалось доказать, что такого рода разработки могут быть использованы для поднятия пилотируемых летательных аппаратов в небо.
Конструкция ионного двигателя представляет собой объединение трех элементов: тонкого медного электрода (анода), алюминиевой трубки (катода) и очень тонкой рамы. Провода, прикрепляемые к раме, подключаются ко внешнему источнику питания. Образуемое электрическое поле вызывает ионизацию воздуха в ограниченном пространстве. Заряженные ионы, двигаясь вдоль оси формируемой конструкции, сталкиваются с нейтральными молекулами воздуха, подталкивают их в сторону движения и создают подобным способом тягу – электростатический (ионный) ветер. При изменении напряжения «ионолетом» можно довольно таки хорошо управлять, и при этом он совершенно не является источником образования шума.
В целом, способность электричества к созданию движения была обнаружена ещё в XVIII веке, но объяснение открытого явления, получившего название электрогидродинамического эффекта, удалось добиться лишь 60-х годах прошлого века. В архивных данных проводимых исследований значится имя изобретателя Александра Николаевича Прокофьева-Северского, который в последующем и запатентовал данную разработку. Электрогидродинамического эффект был использован Северским для создания ионолета, принцип работы которого базировался на зарядке частичек воздуха отрицательно заряженным анодом. Ходили даже слухи, что уже в то время проводились исследования возможности использования ионного двигателя в работе небольших самолетов и военной летательной техники. Последняя область применения объяснялась отсутствием выделения в процессе работы ионных двигателей тепла, и, соответственно, нереальностью фиксирования таких военных самолетов радарами. По причине того, что открытая технология так и не сделала возможной работу с крупными моделями летательных аппаратов, о ней надолго позабыли.
Исследователям Массачусетского технологического института экспериментально удалось доказать, что ионные двигатели при существенной конструктивной доработке могут значительно повысить эффективность своей работы, и более того – по показателям продуктивности работы опередить реактивные моторы. Ученые MIT исправили ошибку советских исследователей. Подав для «подпитки» ионолетта ток, достаточный для зажжения обычной лампочки, команда ученых получила лучшие результаты, чем при работе обычного самолетного реактивного турбодвигателя, добившись тяговой мощности двигателя в 110 ньютонов на киловатт затрачиваемой электроэнергии. При изменении напряжения ионолетом удалось довольно таки хорошо управлять, и при этом он совершенно не являлся источником образования шума. Подобная разработка могла бы стать настоящим прорывов в отрасли конструирования летательных аппаратов, навсегда вытеснив реактивные аналоги, ведь показатель продуктивности работы этого типа двигателей равен лишь 2 ньютонам на киловатт.
Участники проекта считают, что подобные ионные силовые установки целесообразно было бы использовать в самолетах. Перспективность разработки ионных двигателей не вызывает сомнения, учитывая их экологичность, бесшумность, отсутствие тепловыделения в процессе работы, а также возможность работы в вакууме.
