领先国外水平!我国新设计的等离子发动机可以在空气中使用

2021-11-25 16:53:12 文章来源:网络
  新的等离子发动机有什么特别之处?通常使用惰性气体(如氙气)的等离子体发动机在地球大气中不实用,因为产生的离子通常由于与空气摩擦而失去推力。另一个复杂的问题是,现有等离子发动机产生的推力相当低,这在太空中是没有问题的,但在地球上却少得可怜。武汉大学理工学院的研究人员发明了这种新设计,使用空气和电力代替氙气等气体。试验表明,这种发动机具有产生令人印象深刻的推力的能力,有朝一日可能用于现代飞机。这种新型等离子发动机的工作原理与内燃机有些相似。等离子体由源气体产生,源气体被迅速加热并允许膨胀以产生推力。在新发动机中,电离空气用于产生低温等离子体,然后通过空气
压缩机输送到管道中。当空气沿着管道向上流动时,它会受到微波的轰击,微波会猛烈地震动离子,使它们撞击其他非电离原子。这一过程极大地提高了等离子体的温度和压力,产生了巨大的推力。这一惊人的成就部分是通过使用可聚焦微波的平面波导实现的。由专门设计的1kW、2.45 gh磁控管产生的微波沿波导发射。当它接近等离子体时,波导的尺寸减小到原来尺寸的一半,然后再次膨胀。这一过程增加了电场强度,并在等离子体上产生尽可能多的热量和压力


  石英管也被放置在波导最窄点的孔中。空气被强迫通过石英管,然后通过波导的一小部分,最后离开石英管的另一端。当空气进入管子时,它会通过一个由非常高的电场控制的电极。这种处理将使某些气体原子的电子脱落,产生低温低压等离子体
  一旦等离子体进入波导管,带电粒子开始在微波场中振荡,导致温度迅速升高。在这个过程中,原子、离子和电子经常相互碰撞,将能量从离子和电子扩散到中性原子,并迅速加热等离子体。因此,研究人员声称,等离子体被迅速加热到远远超过1000°C。当热气体离开波导管时,排出的热等离子体将产生火炬状火焰,从而产生推力
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