Исследователи Массачусетского технологического института (MIT, Massachusetts Institute of Technology) опубликовали статью в журнале Nature об ионных двигателях для самолетов. Такая силовая установка, лишенная движущихся частей, не производящая выхлопных газов и полностью бесшумная, могла бы революционизировать авиацию. В первой фазе ее применения необходимо построить гибридный привод, то есть объединить один из обычных двигателей с ионным.
Работа над новым двигателем ведется под руководством проф. Стивена Барретта. Он утверждает, что для него источником вдохновения послужил сериал «Звездный путь», в котором были летательные аппараты с ионным двигателем. Барретт проводит исследования уже около 10 лет. За это время ему удалось разработать систему с гораздо более высокой эффективностью, чем в первоначальном, непригодном для использования проекте.
Физические принципы ионного привода были разработаны в начале 20-го века (Роберт Годдард и Константин Циолковский считаются их основоположниками). Однако его очень маленькая тяга не позволяла реализовать эти принципы для практического применения. Только во второй половине двадцатого века были предприняты попытки использовать такой тип привода для космических аппаратов. Их разрабатывали американцы, российские, а затем японские и европейские ученые.
Ионные двигатели используют большую разницу в электрических потенциалах, создаваемых между правильно поставленными электродами. Ионизированные атомы ускоряются в магнитном поле. Облако ионов создает тягу, которая может перемещать выбранный объект.
В тестовой модели в Массачусетском технологическом институте, весом около 2,5 кг и размахом 5 м, в качестве положительных электродов используются тонкие провода, растянутые вдоль и ниже передней кромки центрального крыла. Аналогичные, более толстые провода, которые проходят вдоль задней кромки, служат отрицательными электродами. В энергосистеме используются литиево-полимерные батареи и генерируется напряжение 40 кВ.
Испытания модели проводились в duPont Athletic Center MIT – крупнейшем крытом пространстве, доступном команде экспериментаторов. Самолет неоднократно передвигался до 60 м со скоростью около 20 км/ч, демонстрируя, что ионный двигатель работает достаточно эффективно на таком коротком расстоянии. Как для конструкторов, так и для независимых наблюдателей, очевидно, однако, что еще далеко не построить двигатель, который можно было бы использовать на практике.
В настоящее время команда проф. Барретта работает над повышением эффективности системы. Ученые хотят не только увеличить тягу привода, но и уменьшить напряжение питания. Важной целью является также скрыть стержневые электроды в конструкции оснащаемого этим двигателем самолета и избавиться от аэродинамических поверхностей для управления.
Андрей Бочкарев
