Ионный двигатель в работе

На модерации Отложенный

Сотрудникам Массачусетского технологического института (МТИ, США) - Кенто Масуяме (Kento Masuyama) и Стивену Баррету (Steven Barrett) удалось создать ионолёт, выдающий 110 Н тяги на киловатт прилагаемой мощности.

 
Эффект так называемого "ионного ветра" известен науке уже более полувека. Однако до сих пор он применялся лишь для настольных ионолётов с ничтожно малой тягой. Серьезные экспериментальные исследования способностей ионных двигателей для полёта в атмосфере не проводились, и по умолчанию предполагалось, что для создания вменяемого импульса потребуется чудовищный по параметрам ток.
 
Результаты проведенных американскими исследователями экспериментов получились смешанными, сообщает. С одной стороны, тяга, создаваемая ионным двигателем, довольно велика: современные турбореактивные двухконтурные двигатели выдают примерно 2 H на киловатт мощности (т.е. более чем в полсотни раз ниже). С другой стороны, тяга, создаваемая ионным двигателем с малой площадью рабочей зоны, невелика. Она рассчитывается с помощью формулы: F = I·d/k, где I - ток между электродами, а d - ширина диэлектрического зазора (k - проводимость в воздухе, практически неизменна). Из этого следует, что "плотность" тяги, то есть её количество на единицу рабочей площади ионного двигателя, намного меньше, чем у современных реактивных самолётов, ведь она прямо зависит от ширины зазора между электродами. Чем он больше, тем сильнее создаваемый ионный ветер, а значит, подъём в воздух даже лёгкого летательного аппарата потребует большого разноса между электродами. По сути, размеры такого зазора будет равны максимальным габаритам самого летательного аппарата.
 
Кроме того, несмотря на то, что на создание тяги нужна небольшая мощность тока, вольтаж при этом велик: так, для экспериментальной модели из бальсы потребовалось несколько киловольт.
По оценкам Стивена Баррета, для БПЛА с набортным оборудованием и источником питания понадобится несколько сот или даже тысяч киловольт. "Напряжение может быть огромным, - считает г-н Баррет. - Но я думаю, что эта сложность, возможно, преодолима. Эффективность - вот ключевой момент в конструкции летательных аппаратов. Ионные двигатели для ЛА будут жизнеспособны в не очень далёком будущем, поскольку они эффективны".
 
Первыми аппаратами с такого рода двигателями могут стать лёгкие разведывательные дроны. И дело не только в том, что им не нужна слишком большая масса - ионные двигатели в атмосферных условиях почти не создают серьёзного ИК-излучения, позволяющего эффективно обнаруживать обычные БПЛА. Кроме того, электродинамическая тяга предельно бесшумна, что затрудняет обнаружение ЛА даже в непосредственной близости от наблюдаемого объекта.
 
По мнению ведущего специалиста компании Lockheed Martin Corp Неда Аллена (Ned Allen), эта технология пригодна для применения на летательных аппаратах.
 
Полет настольного ионолёта можно увидеть здесь:
 <iframe width="640" height="360" src="http://www.youtube.com/embed/wSAbpXFYKAE?feature=player_detailpage" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>
 
Администрация "и-Маш. Ресурс Машиностроения" не несёт ответственности за содержание видео, взятого из видеосервисов. Авторские права на использование данного видео в Интернете принадлежат пользователям или владельцам сайтов видеосервисов в соответствии с пользовательским соглашением.