【科技最前沿】电动飞机刚刚开始,等离子推进飞机又要来了!科技最前沿

发布时间:2020-05-28 16:15:11  作者:本站编辑  来源:本站原创  
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搭载西门子电机的Extra 330LE电动飞机

https://www.jfdaily.com/news/detail?id=22981(图片出处)

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BAe146混电飞机(空客、劳斯莱斯和西门子合作推出)

https://www.zhev.com.cn/news/show-1512139021.html(图片出处)


                   

     中国科学家的一项新研究表明,喷气式飞机有一天可能会不使用化石燃料而使用等离子流飞行。                        

     各种航天器(如:NASA的黎明号航天探测器)都利用氙气等气体产生等离子体来推进。然而,这种推进器只产生微小的推进力,因此只能在没有空气摩擦的情况下的外太空使用。                        

     现在,研究人员已经制造出一种原型推进器,该推进器能够仅使用空气和电力就能产生与传统喷气式发动机相当推进力的等离子流。                        

     空气压缩机以每分钟30升的速度将高压空气送入装置中的电离室,电离室利用微波将气流转化为从石英管中喷出的等离子流。等离子体的温度可能超过1,000℃。                        

     “我们仅用约400瓦的微波功率就可以举起重约1公斤的钢球。”武汉大学的物理学家,描述这项工作新研究的资深作者Jau Tang说。                        

     科学家们估计,他们的设备所产生的喷射压力达到了每平方米2400牛顿,与商业飞机喷气式发动机的喷射压力相当。"这个结果让我很惊讶。"Tang说。"这意味着,如果我们能够将微波功率和压缩空气进气流按实际喷气式发动机的标准进行放大,那么仅使用电力和空气而无需使用化石燃料,我们就可以拥有相同的喷气推进强度。”                        

     研究人员表示,如果空气等离子体喷气式飞机一旦成为现实,就可以减少化石燃料的使用和温室气体的排放。根据美国环境保护署的数据,飞机的排放量占美国交通排放的12%,占美国温室气体总产量的3%。在全球范围内,2018年航空业产生的二氧化碳排放量占到了总排放量的2.4%。                        


                   


                           

      " 我们相当兴奋只需要电力和空气,而不需要化石燃料来为喷气式发动机提供动力。"                    

——Tang说                        

一个原型微波空气等离子体推进器的原理图如下。该装置由一个微波电源、一个空气压缩机、一个压缩微波波导和一个火焰点火器组成。                

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       总而言之,"我认为在5年内,人们可以用一个按比例放大的等离子体发动机为小型无人驾驶飞机或重型无人机提供动力,来运送货物。" "要想让空气等离子体发动机为大型喷气式飞机提供动力,就需要大量的兆瓦级微波源、大功率涡轮压缩机和极高的电能存储能力。我想,这个研发可能还需要十年时间。"                    

      科学家们目前的研究重点是按比例扩大系统的功率。如果他们能够制造出能够驱动一个真实飞机的兆瓦级等离子体发动机,那么接下来他们将 "关注如何减轻重量和体积的方法。"                    

——Tang说                        

           


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