Tryskový plazmový pohon potřebuje jenom elektřinu a vzduch  
Nový typ leteckého pohonu funguje, aniž by vyžadoval fosilní palivo. Vytváří plazma z okolního vzduchu, který stlačí a ionizuje pomocí mikrovln. Zatím to je jednoduchý prototyp, ale v budoucnu by mohl proměnit leteckou dopravu.
Klasický tryskový pohon dostane do vzduchu i Boeing 747. Kredit: Mgw89 / Wikimedia Commons.
Klasický tryskový pohon dostane do vzduchu i Boeing 747. Kredit: Mgw89 / Wikimedia Commons.

Soudobá letecká doprava stojí na fosilních palivech. Ta sice fungují, ale stala se nepopulárními, z celé řady důvodů. Odborníci po celém světě proto vyvíjejí nové typy leteckých pohonů, které spotřebují méně fosilního paliva. Anebo, ještě lépe takové, co by nepotřebovaly fosilní palivo vůbec žádné.

 

Tým čínské Wuhan University, který vedl Jau Tang, nedávno postavil prototyp zařízení, používající plazma vytvořené mikrovlnami ze vzduchu k tryskovému pohonu. Tenhle motor přitom nepotřebuje fosilní palivo a nevypouští žádné emise uhlíku.

 

Experiment s tryskovým plazmovým pohonem. Kredit: Jau Tang & Jun Li.
Experiment s tryskovým plazmovým pohonem. Kredit: Jau Tang & Jun Li.

Plazma, to je hmota tvořená elektricky nabitými ionty. Za normálních okolností se vyskytuje v extrémních prostředích, jako je povrch hvězdy anebo okolí blesku v atmosféře. Zároveň je ale také v našich možnostech plazma vyrobit. Pohon Tangova týmu generuje plazma intenzivním stlačením vzduchu a následnou ionizací proudu stlačeného vzduchu pomocí mikrovln.

 

Tento typ plazmového proudového pohonu se liší od řady dosavadních pohonů tohoto typu právě v tom, že vytváří plazma o vysokém tlaku a teplotě z okolního vzduchu, aniž by k tomu potřeboval něco jiného, nežli elektrický proud.

Ilustrace iontového pohonu sondy Dawn. Kredit: NASA/JPL-Caltech.
Ilustrace iontového pohonu sondy Dawn. Kredit: NASA/JPL-Caltech.

Například plazmový čili iontový pohon americké meziplanetární sondy Dawn využívá xenonové plazma a vzhledem ke svým vlastnostem není použitelný k provozu v pozemské atmosféře.

 

Tang s kolegy v experimentech ověřili, že prototyp jejich plazmového pohonu dokáže zvednout 1kilogramovou kouli zařízením s trubicí o průměru 24 milimetrů. Na první pohled to možná tak nevypadá, ale takový výkon je srovnatelný s tahem, který by v těchto podmínkách vytvořil tradiční tryskový pohon dopravních letounů.

 

Tvůrci nového plazmového tryskového pohonu jsou přesvědčeni, že by soustava takových zařízení ve spojení s vysokoenergetickým zdrojem mikrovln, mohla pohánět tryskový letoun běžné velikosti. Jestli mají pravdu, tak by časem takový stroj mohl skutečně vzlétnout, i když to dá ještě hodně práce. Tang a spol. věří, že by se tryskový plazmový pohon mohl stát životaschopnou alternativou klasického tryskového leteckého pohonu na fosilní paliva.

 

Video: Zařízení použité v experimentu s ukázkou jak dutá ocelová koule se začne nadnášet

(Kredit: Dan Ye , Jun Li a Jau Tang AIP Advances 10, 055002 (2020); https://doi.org/10.1063/5.0005814)

 

Video: NASA's Dawn Mission -- Using Ion Propulsion to Explore New Worlds

 

Literatura

American Institute of Physics 5. 5. 2020.

AIP Advances 10: 055002.

Datum: 10.05.2020
Tisk článku

Slavné i zapomenuté premiéry - Bílek Jiří
 
 
cena původní: 99 Kč
cena: 83 Kč
Slavné i zapomenuté premiéry
Bílek Jiří
Související články:

Budeme létat do vesmíru s plazmovými tryskovými motory?     Autor: Stanislav Mihulka (21.05.2017)
ESA poprvé na světě spustila elektrický pohon nasávající vzduch     Autor: Stanislav Mihulka (07.03.2018)
Startup Momentus otestoval na oběžné dráze pohon s vodním plazmatem     Autor: Stanislav Mihulka (28.09.2019)



Diskuze:

Petr Chmelík,2020-05-11 11:35:30

Jako vždy to zase vázne na nedostatečném energetickém zdroji. Až budeme mít fůzní reaktory v batohu tak si tu s takovými tryskami můžeme hrát na Ironmany a létat si do Tesca pro rohlíky, ale na tohle “soláry a tužkové baterky” fakt nestačí.

Odpovědět

Nápad starý nejméně šedesát let

Jiří Kolumberský,2020-05-11 08:00:41

Napadlo napadlo mě, což vhodné modifikovat generátor alfa částic tak, aby generoval mikrovlny o požadovaném výkonu a frekvenci.
Např. Alfagen MK-01 má hustotu výstupního výkonu cca 1kW/dm3, to by mohlo i reálně fungovat.
Tak za pět let a později by mohlo něco takového být v reálu k dispozici. I když pro těch 3-4 milionů obyvatel Země možná zbytečný luxus.

Odpovědět

Elektrický motor s vrtulí

Vojta Ondříček,2020-05-10 20:26:49

Také jsem kdysi dávno četl o návrhu letadel s klasickou vrtulí točenou elektrickým motorem. Ostatně jsme se mohli přesvědčit, že je to experimentálně realizovatelné s el. akumulátory a solárními články. No a ten o fous vážněj míněný projekt přepokládal podél letecké trasy, každých patnáct až dvacet kilometrů rozmístněné stanice dobíjející akumulátor letadla buď mikrovlnami (projdou mraky) a nebo světlem (laserem).
Start letadla by měl být realizován za pomoci katapultu, dál by se letělo na vrtule.

Prostě jen další nápad, jak se obejít bez kerosinu.

Také se čas od času objeví na scéně návrh letadla na tekutý vodík (kryotechnika). Ty mohou být pak jak turbovrtulové, tak proudové.

No a už tu dlouho nebyl prezentován návrh vakuovaného dopravního potrubí umožňujícího pohyb náboje nadmachovou rychlostí. Praha - Brno za čtvrt hodiny včetně nástupu a výstupu. Tedy, kdyby se našli odvážlivci, kteří by si troufli do toho náboje nastoupit.

Odpovědět

Otasek Meissel,2020-05-10 18:53:57

Za mě je skvělé,že se věnují užitečnému vývoji a čerpání peněz na takovéto projekty, než aby je spolykaly armády na zbytečné zbrojení..
Ano není to nic nového ani převratného,ale je dobré,že se v tomto směru pokračuje. Nyní ještě zbývá vytvořit patřičný generátor,baterie jsou samozřejmě mimo realitu..

Odpovědět


Re:

Vojta Ondříček,2020-05-10 20:32:11

... a při tom stačí jen stlačit trochu vodíku, až z něj vznikne hélium. :-))

Na papíře funguje kde co, stačí pouze "dořešit" pár detailů. Máme tu přece studenou fůzi, tak sem s ní. :-)))

Odpovědět


Re: Re:

Vojtěch Barták,2020-05-15 16:41:55

Pokud se bavíme o fúzi tak možná. Pokud se bavíme o "studené fuzy" tak tam bude potřeba víc než jen pár detailů... Tam to chce překonat celou známou fyziku

Odpovědět

Elektřina

Ivo Skála,2020-05-10 16:31:52

No nevím, jenom elektřinu, to je to co je dle mne dost podstatné.

Odpovědět

Asi zapůsobil Covid,

Pavel Nedbal,2020-05-10 13:36:26

že mají mírně poškodil mozkovnu, tedy blbí, nebo jsou navedení...
Spotřeba na ionizaci je extrémní, a o té potřebné k urychlení plazmatu ani nemluvě.
Prostě a jednoduše: na hřídel elektromotoru dejte vrtuli, nebo turbínu (ventilátor axiální, nebo radiální, nebo v kombinaci. Nic víc, než urychlit reakční hmotu (vzduch) dozadu a vytvořit tah, není potřeba. Elektroletadlo.
Kromě toho, pokud by to plivalo dozadu ionizované plyny, potěš koště těch oxidů dusíku...
S iontovými motory pro Vesmír neporovnávejte, to je něco jiného. A i tam pro získání přijatelného tahu byste potřebovali gigawaty.

Odpovědět


Re: Asi zapůsobil Covid,

Florian Stanislav,2020-05-10 13:40:44

Lithiová baterie má energii 200 Wh/kg= 720 kJ/kg. Letecký petrolej má výhřevnost 42 8OO kJ/g. Takže náhrada fosilního paliva bude těžká.

Odpovědět

Energie

Vít Výmola,2020-05-10 09:05:08

Ono to zas není nic zvlášť převratného. V proudových motorech palivo slouží především k ohřevu vzduchu, který vytváří většinu tahu. Nahraďte spalování paliva elektrickým ohřevem, bude to fungovat. Představený princip s mikrovlnami je možná účinnější než, co já vím, třeba odporový drát nebo oblouk, ale jeho praktické využití končí přesně tam, kde i ostatní principy: Enormní spotřeba elektrické energie, kterou letadla ani vzdáleně nemají odkud brát.

Odpovědět


Re: Energie

Vít Výmola,2020-05-10 09:17:04

A trochu čísel ze zdroje (proč to není v článku? čtenáři se čísel nebojí):
Udávaný měrný tah je 28N/kW. I malé proudové motory menších dopravních letadel mají tah o tři řády vyšší, ekvivalentní elektrický pohon by tak potřeboval výkon v megawattech...

Odpovědět


Re: Energie

Mojmir Kosco,2020-05-10 09:22:20

Nevím jak letadla (začátek vyzkumu nebo vyvoje) ale k planetam to vasmr snad zvládne

Odpovědět


Re: Re: Energie

Vít Výmola,2020-05-10 10:12:54

Vasimr má úplně mizivou podporu ze strany NASA, ale za to nemůže, to není technická záležitost. Že iontové, plasmové a jiné obdobné elektrické pohony fungují, o tom není sporu. Existuje i iontový motor využívající jako zdroj plasmatu řídké horní vrstvy atmosféry.
Jak se ale začneme bavit o proudových letadlech, už je to jiné. Tady jsou třeba mnohořádově vyšší výkony a tím také příkon a spotřeba.

Odpovědět


Re: Re: Re: Energie

Vít Výmola,2020-05-10 10:15:38

... nebo "plaZmatu"? Asi "plazmatu".

Odpovědět

...

Jan Balaban,2020-05-10 07:29:18

Problém bude s predlžovačkou pre dlhšie lety.

Odpovědět


Re: ...

Honza Šimek,2020-05-10 13:56:52

Let Praha - Ostrava bych si představoval ve stylu a měřítku Operation Black Buck.

Odpovědět


Re: ...

Jaroslav Lepka,2020-05-10 15:50:47

To zvládne trolej! Když to má utáhnout po dálnici vláček kamiónů, tak proč ne éro? Prostě elektrizace dopravy bude a basta fidli, diskuze se nepřipouští a pochyby, ty už vůbec! Co mi to jen připomíná? Á už to mám, Lysenka!!!

Odpovědět


Re: Re: ...

Jan Novák9,2020-05-10 19:43:50

Pro Lysenka žádný problém. Ostatně v sovětském svazu tento problém vyřešili - jen ta ionizace nebyla elektřinou ale nukleárním reaktorem v otevřeném cyklu :-))
Bombardér posledního soudu by byl schopný letět dokud by posádka nezemřela na nemoc z ozáření a zamořit všechno po cestě.

Odpovědět


Re: Re: Re: ...

Mojmir Kosco,2020-05-11 06:08:46

A i potom by letel

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: ...

Jan Adamek,2020-05-16 19:56:25

Tomu sa hovorí doktrína mŕtveho muža. V krajnom prípade všetko doletí na hlavu agresora.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace