Дослідники з Массачусетського технологічного інституту провели серію розрахунків і експериментів і з'ясували, що атмосферні іонні двигуни можуть бути набагато ефективнішими, ніж вважалося раніше.

Насправді явище електрогідродинамічної тяги або по-простому іонного вітру було відкрито ще у 1960 році. Суть його у наступному: коли струм проходить між двома електродами, один із яких тонший, ніж інший, створюється потік повітря. Якщо подати на провідники достатню напруга, то можна отримати дуже потужний повітряний струмінь, якого буде достатньо для того, щоб утримувати літак у повітрі.

Нажаль, цей, без сумніву, привабливий тип реактивного двигуна довгий час залишався забавою для інженерів і фокусників, оскільки вважався недостатньо потужним для створення "серйозної" реактивної тяги. Деякі вчені припустили, що атмосферні іонні реактивні двигуни вкрай неефективні: вимагають величезну кількість електроенергії при не дуже великій тязі.

Проте, розрахунки та експерименти фахівців MIT показали, що у певних умовах іонні двигуни можуть бути набагато більш ефективним джерелом тяги, ніж звичайні реактивні двигуни. У своїх експериментах вони виявили, що іонний вітер може видавати до 110 ньютонів тяги на кіловат, у порівнянні з 2 ньютонами на кіловат у звичайного реактивного двигуна. Таким чином іонний вітер може ефективно використовуватися на деяких типах літальних апаратів, насамперед на невеликих легких літаках. При цьому іонні двигуни практично безшумні і невидимі в інфрачервоному діапазоні, оскільки не виділяють гігантську кількість тепла, як традиційні реактивні.

У MIT розробили базовий дизайн ефективного іонного двигуна. Установка для виробництва іонного вітру складається з трьох частин: дуже тонкий мідний електрод (емітент), товста трубка з алюмінію (колектор) і повітряний зазор між ними. Вся конструкція зібрана на легкій рамі, у якій прокладено проводи для підключення колектора та емітента до джерела електроживлення. При подачі напруги градієнт поля «вириває» електрони із сусідніх молекул повітря. Іонізовані молекули сильно відштовхуються від емітента і притягаються до колектора. При цьому хмара іонів захоплює навколишні нейтральні молекули повітря і створює реактивну тягу.

Цікаво, що найбільшу ефективність іонний двигун показав при низькій швидкості повітряного потоку. Іншими словами, іонний вітер краще використовувати для повільного руху великої кількості повітря, а не розганяти невеликі обсяги до надзвукових швидкостей. Це означає, що найоптимальніше застосовувати іонний двигун на повільних літаках, у яких повітрозабірники для іонного вітру будуть розташовуватися фактично по всій поверхні. Це відразу наводить на думку про малопомітні безпілотні літаки-розвідники з великим розмахом крил.

Треба відзначити, що розрахунки MIT показують високі вимоги іонного двигуна до напруги: для невеликого літака знадобиться джерело енергії, що видає сотні чи навіть тисячі кіловольт. Напруга повинна бути величезною, але у MIT вважають, що її можна отримати від надлегких сонячних панелей і паливних елементів.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: rnd.cnews.ru