Os chineses criaram um poderoso motor a jato de plasma a partir de microondas, compressor e bateria

Não são apenas as más notícias de Wuhan, China. Esta cidade possui vários dos maiores institutos de pesquisa do país, capazes de resolver problemas científicos complexos. Uma nova descoberta de cientistas do Instituto de Ciências Técnicas da Universidade de Wuhan sugere uma possível inovação no desenvolvimento de motores a jato para propulsão a plasma de aeronaves elétricas.

O mecanismo de plasma em si não é novo. Esses motores são usados ​​ativamente em naves espaciais. O impulso é pequeno, mas suficiente para pequenos ajustes na órbita. O sol e a eletricidade que produz nos painéis solares dos satélites estão em abundância no espaço. Mas os motores espaciais não são adequados para a atmosfera da Terra devido ao uso de xenônio (o plasma de xenônio na atmosfera é ineficiente). Cientistas da China foram capazes de usar o ar comum para criar um plasma, e esse é o caminho para a operação de um motor de plasma na atmosfera e para aeronaves elétricas.

Esquema de configuração de teste

O motor proposto pelos chineses é baseado na ionização do ar. O ar sob pressão é fornecido por um compressor a um tubo de quartzo, cuja saída pode ser considerada um bico convencional de um motor a jato. Em algum lugar no meio do tubo, o pescoço do guia de ondas é afilado a ele (para aumentar a intensidade do campo magnético). Um magnetron com uma potência de 1 kW e uma frequência de operação de 2,45 GHz é fixado na outra extremidade do guia de ondas.

Dependência do comprimento da tocha de plasma na potência fornecida ao magnetron (ajuste de empuxo linear)

Durante a partida do motor, um sopro de microondas quase pontual e mais exposição são produzidas ao ar que flui sob pressão no tubo. A força da radiação de microondas é tal que há uma ignição de oxigênio no ar e uma forte ionização. Existe uma tocha no plasma, que rompe o tubo e cria pressão de tração. É interessante notar como os chineses mediram a pressão da tocha de plasma. Para fazer isso, eles colocaram uma bola de aço oca na abertura do exaustor e a encheram de bolas de metal para selecionar o peso exato. Os dados de medição não são os mais precisos, mas fornecem uma idéia aproximada das capacidades do sistema de propulsão.

Gráficos de medição (observe a falta de resultados nos modos máximos)

De acordo com medições e aproximações, o impulso específico do protótipo de laboratório de um motor de plasma de microondas com reatividade a ar era de 28 N / kW. É o mesmo que os modernos aviões a motor a querosene. Se pegarmos a bateria de um carro elétrico Tesla Model S com uma potência de 310 kW, o impulso de um hipotético motor a plasma pode chegar a 8500 N. Para comparação, um avião elétrico movido a hélice da Airbus E-Fan usa dois acionamentos elétricos de 30 kW, que juntos produzem 1.500 N de empuxo. É fácil calcular que a eficiência do avião elétrico Airbus E-Fan é de 25 N / kW, menor do que a do projeto chinês.

Obviamente, os cientistas ainda precisam melhorar o protótipo do motor a jato. No entanto, este estudo deixa perguntas. Por exemplo, no gráfico mostrado pelos cientistas, a dependência linear do impulso sobre a potência da radiação de microondas e a pressão do ar fornecido não existem indicadores para valores extremos (artigo). Os cientistas têm algo a esconder? Mas a ideia em si é tentadora, isso não tira.
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