Главная / Технологии / Новый реактивный двигатель на основе воздушной плазмы

Новый реактивный двигатель на основе воздушной плазмы

Новый реактивный двигатель на основе воздушной плазмы

Прототип оригинального реактивного двигателя на основе воздушной плазмы может создавать тягу без использования ископаемого топлива, что потенциально позволит решить проблему экологичных воздушных перевозок. Устройство ионизирует воздух микроволнами, генерируя плазму, которая создает тягу. Таким образом, самолеты могут когда-нибудь летать, используя только электричество и воздух вокруг них.

Прототип двигателя, работающего на воздушной плазме создали китайские ученые из Уханьского университета. Исследователи нашли способ создать струю плазмы за счет сильного сжатия воздуха и использования микроволнового излучения для ионизации потока. Сейчас прототип способен создать струю воздуха, которая может поднять стальной шарик весом один килограмм над трубкой диаметром 24 миллиметра. При увеличении масштабов тяга будет сравнима с показателями реактивных двигателей.

Новый реактивный двигатель на основе воздушной плазмы

Исследователи использовали плазменные двигатели, чтобы поднять вес стального шарика на конце плазменной трубки, измеряя вес, который может поднять каждая мощность и уровень воздушного потока

Прототип концепта и серийная реализация двигателя

Между прототипом проверенного концепта и установкой двигателя на реальном самолете предстоит долгий путь. Но прототип смог создать тягу, запустив в воздух стальной шарик весом в один килограмм (2,2 фунта) на 24 миллиметра. Это та же тяга, пропорциональная масштабу, что и у обычного реактивного двигателя.

«Наши результаты показали, что такой реактивный двигатель на основе микроволновой воздушной плазмы может быть потенциально жизнеспособной альтернативой обычному реактивному двигателю на ископаемом топливе», — сказал в своем пресс-релизе ведущий исследователь и инженер Уханьского университета Джау Тан .

Китайские ученые продемонстрировали в лабораторных условиях прототип микроволнового плазменного двигателя, способного работать в атмосфере Земли и создавать тягу с эффективностью, сравнимой с реактивными двигателями, которые используются на современных авиалайнерах.

Воздушно-плазменное реактивные двигатели – новый подход к решению проблемы

В предлагаемом опытном образце реактивного двигателя используется воздушная плазма, индуцированная микроволновой ионизацией. Такой реактивный двигатель просто использует воздух и электричество для получения высокой температуры и плазмы под давлением для создания реактивной силы. Исследователи продемонстрировали, что при одинаковом энергопотреблении его тяга сопоставима с тягой обычных реактивных двигателей самолетов, использующих ископаемое топливо. Следовательно, такой двигатель без выбросов углерода может потенциально использоваться в качестве реактивного двигателя в атмосфере.

Новый реактивный двигатель на основе воздушной плазмы

Исследователи использовали плазменные двигатели, чтобы поднять вес стального шарика на конце плазменной трубки, измеряя вес, который может поднять каждая мощность и уровень воздушного потока

В конструкции двигателя используется воздушный компрессор для создания начальной скорости воздуха, затем ионизируется воздух в плазму и нагревается до высоких температур и давлений с помощью мощного микроволнового излучателя

Подобно твердым телам, жидкостям и газам, плазма является нормальным состоянием вещества. Плазма естественным образом возникает вследствие ионизации молекул при высоких температурах (например, на солнце) или в сильных электрических полях (например, при молнии). В лаборатории плазма может генерироваться с использованием электрической дуги, микроволнового резонатора, лазера, пламени огня или высоковольтного разряда.

Плазма имеет широкое применение во многих областях, в т. ч. на реактивных двигателях космических кораблей, использующих ксеноновую плазму. При этом она создает небольшую тягу и может использоваться только в космическом безвоздушном пространстве.

Плазменные двигатели уже применяются на космических кораблях в качестве средства солнечно-электрического передвижения, использующего плазму ксенона, но такие вещи бесполезны в атмосфере Земли, поскольку ускоренные ионы ксенона теряют большую часть своей силы тяги из-за трения о воздух. Не говоря уже о том, что они не создают достаточной тяги.

Новый проект, разработанный и созданный группой специалистов из Института технических наук Уханьского университета, использует только воздух и электричество и, по-видимому, произведет впечатляющий прорыв, который может привести к тому, что он станет актуальным для применения в электрических самолетах.

Воздушно-плазменное реактивное устройство работает путем ионизации воздуха, чтобы создать низкотемпературную плазму, которая продувается воздушным компрессором. На полпути вверх по трубе в ионизационной камере на плазму воздействует мощный микроволновый излучатель частотой 2,45 ГГц, который сильно «встряхивает» ионы в плазме, разбивая их о другие неионизированные атомы и значительно повышая температуру и давление плазмы. Эта температура и давление создают значительную силу тяги.

В предлагаемом прототипе плазменного реактивного двигателя может генерироваться приблизительно 11 Н тяги при 400 Вт мощности, используя 0,5 л / с для воздушного потока, что соответствует тяге 28 Н / кВт и давлению струи 2,4 × 10 4 Н / м2. При более высокой микроволновой мощности или большем потоке воздуха могут быть достигнуты силы тяги и реактивные давления, сравнимые с показателями реактивных двигателей коммерческих самолетов.

Новый реактивный двигатель на основе воздушной плазмы

Изображения микроволновой воздушно-плазменной струи при разных настройках мощности (в Вт). Длина, температура и яркость пламени увеличиваются с увеличением мощности микроволнового излучения.

Исследователи проверили параметры в диапазоне различных уровней мощности и скоростей воздушного потока, и, несмотря на несколько импровизированную технику измерения, они обнаружили линейную зависимость между движущей силой тяги и микроволновой мощностью, а также воздушным потоком.

Реальные достижения и обоснованные сомнения

С точки зрения эффективности, движущая сила при 400 Вт и 1,45 кубических метров воздуха в час составила 11 Ньютонов, что представляет собой преобразование мощности в тягу 27,5 Н / кВт. Предполагая линейную экстраполяцию, команда предположила, что она может взять батарею Tesla Model S, способную выдавать мощность 310 кВт, и превратить ее в нечто вроде силы тяги в 8500 Н.

Для сравнения, в электрическом самолете Airbus E-Fan используется пара вентиляторов с электроприводом мощностью 30 кВт, которые в совокупности производят 1500 Н тяги. Это подразумевало бы высокие показатели – около 25 Н / кВт, что не так хорошо, как у первого прототипа, собранного в этой лаборатории. Исследователи утверждают, что эффективность тяги уже сравнима с эффективностью реактивных двигателей коммерческих самолетов.

Исследователи уже работают над отказом от метода испытаний стальных шариков для чего-то более надежного и точного, а также пытаются повысить эффективность конструкции. Но уже полученные результаты, безусловно, выглядят многообещающими для этой новой идеи плазменного двигателя в двигателе электрического самолета, с несколькими важными оговорками.

Во-первых, в eVTOL не будет большой замены в качестве замены оборудования или канального вентилятора, независимо от того, насколько тише он может работать, если эта плазма выходит при температурах в тысячи градусов. И, во-вторых, как было отмечено в анализе Ars Technica , «воздушные потоки примерно в 15 000 раз ниже, чем у полноразмерного двигателя. Тяга также должна масштабироваться примерно на четыре порядка (то есть мощность тоже.) Экстраполяция линейных трендов на четыре порядка — хороший способ разочароваться в жизни».

Новый реактивный двигатель на основе воздушной плазмы

Пороговая движущая сила при различных настройках воздушного потока как функция микроволновой мощности (в единицах Вт и скорости воздушного потока (в единицах м3/ч). Лабораторные результаты показывают линейное увеличение тяги, как с увеличением воздушного потока, так и с микроволновой мощностью, что делает его потенциально многообещающим для электрической авиации.

Кроме того, по какой-то причине точки данных не показывают самые высокие уровни микроволновой мощности при самых высоких воздушных скоростях, которые, как кажется, позволяет испытательный стенд, сигнализируя о том, что в лаборатории уже могут начаться странные вещи.

И, наконец, даже если он является настолько же эффективным или более эффективным, чем обычный старый двигатель Airbus для данного количества потребляемой энергии, факт остается фактом: авиационное топливо несет гораздо больше энергии для данного веса, чем батареи. Тем не менее, это интересная и новая конструкция плазменного двигателя, и интересно посмотреть, что из этого выйдет. Если он окажется масштабируемым и эффективным до уровня, благоприятного для воздушных судов, он может внести реальный вклад в развивающуюся область электрической авиации с нулевыми локальными выбросами.

Смотрите также

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

Новый БПЛА предназначен для имитации полёта истребителей и баллистических ракет.

В ходе 6-й Пекинской выставки военных технологий и оборудования Нанкинский научно-исследовательский институт имитационных технологий представил новые БПЛА. Одной из новинок стал «стелс»-беспилотник II-150Y.

Новая модель стала развитием реактивного БПЛА II-150 – судя по всему, II-150Y тоже предназначен для имитации крылатых ракет. Внешне новый БПЛА отличает воздухозаборник, смещённый к центру корпуса, и крылья с увеличенной хордой.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

БПЛА II-150Y предназначен для имитации самолётов и крылатых ракет. Фото: alert5.com

Для запуска БПЛА используется стартовая катапульта с ракетными ускорителями взлёта. Морской вариант II-150YH дополнительно оснащён посадочными парашютами. Китайский БПЛА достигает 3,2 метра в длину при ширине в 1,4 метра, а максимальный взлётный вес составляет 120 кг.

Двигатели II-150Y позволяют развивать максимальную скорость в 230 мс – беспилотник может лететь на высоте в 25 метров над землёй, и 5 метров – над водой. Также БПЛА можно использовать в высокогорных районах – максимальная допустимая высота взлётной площадки составляет 4,5 километра.

Длительность полёта II-150Y достигает одного часа при радиусе в 100 километров. Считается, что эффективная площадь рассеяния (ЭПР) китайского имитатора не превышает 0,005 м3, но этот показатель можно варьировать линзой Люнеберга, достигая показателей ЭПР полноразмерных «стелс»-самолётов и крылатых ракет.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

По мнению экспертов, II-150Y является развитием модели II-150. Фото: alert5.com

Помимо «невидимости», китайская беспилотная мишень обладает высокой маневренностью. II-150Y может сделать крен в 90 градусов с перегрузкой в 5G, или повернуть с перегрузкой до 3G. Также мишень «умеет» менять курс на 180 градусов, и нырять на 40 градусов.

Всё это позволяет БПЛА II-150Y имитировать полёт «стелс»-истребителей пятого поколения, крылатые, и противокорабельные ракеты.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

Новый БПЛА предназначен для имитации полёта истребителей и баллистических ракет.

В ходе 6-й Пекинской выставки военных технологий и оборудования Нанкинский научно-исследовательский институт имитационных технологий представил новые БПЛА. Одной из новинок стал «стелс»-беспилотник II-150Y.

Новая модель стала развитием реактивного БПЛА II-150 – судя по всему, II-150Y тоже предназначен для имитации крылатых ракет. Внешне новый БПЛА отличает воздухозаборник, смещённый к центру корпуса, и крылья с увеличенной хордой.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

БПЛА II-150Y предназначен для имитации самолётов и крылатых ракет. Фото: alert5.com

Для запуска БПЛА используется стартовая катапульта с ракетными ускорителями взлёта. Морской вариант II-150YH дополнительно оснащён посадочными парашютами. Китайский БПЛА достигает 3,2 метра в длину при ширине в 1,4 метра, а максимальный взлётный вес составляет 120 кг.

Двигатели II-150Y позволяют развивать максимальную скорость в 230 мс – беспилотник может лететь на высоте в 25 метров над землёй, и 5 метров – над водой. Также БПЛА можно использовать в высокогорных районах – максимальная допустимая высота взлётной площадки составляет 4,5 километра.

Длительность полёта II-150Y достигает одного часа при радиусе в 100 километров. Считается, что эффективная площадь рассеяния (ЭПР) китайского имитатора не превышает 0,005 м3, но этот показатель можно варьировать линзой Люнеберга, достигая показателей ЭПР полноразмерных «стелс»-самолётов и крылатых ракет.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

По мнению экспертов, II-150Y является развитием модели II-150. Фото: alert5.com

Помимо «невидимости», китайская беспилотная мишень обладает высокой маневренностью. II-150Y может сделать крен в 90 градусов с перегрузкой в 5G, или повернуть с перегрузкой до 3G. Также мишень «умеет» менять курс на 180 градусов, и нырять на 40 градусов.

Всё это позволяет БПЛА II-150Y имитировать полёт «стелс»-истребителей пятого поколения, крылатые, и противокорабельные ракеты.

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли, обеспечивавшие безопасность пользовательских данных годами и десятилетиями, с трудом защищают пользователей от взлома, пишет издание The Conversation. В современном мире подбор паролей занимает совсем немного времени и может быть осуществлен за минимальную сумму.

Подобрать любой пароль можно за несколько минут при помощи облачных вычислений, а в Google или «Яндекс» за пару секунд можно легко найти сервис дешифровки хэшированных паролей

Вооруженный файлом с паролями нужной длины, хакер может использовать его для взлома аккаунта методом перебора (brute force). В зависимости от имеющегося у него инструментария и длины пароля на это может потребоваться различное количество времени, но, к примеру, если задействовать облачные вычисления, то восьмисимвольный пароль может быть подобран приблизительно всего за 12 минут. По данным The Conversation, столь существенная экономия времени обойдется киберпреступнику всего в $25 (1910 руб. по курсу ЦБ на 23 сентября 2020 г.).

Но существуют и еще более доступные способы по затратам времени и денег получения доступа к нужному аккаунту. Существуют онлайн-сервисы, предлагающие покупателям архивы и паролями к ним, и тому, кто приобретет такие архивы, понадобится всего лишь найти требуемую ему комбинацию простым поиском по документу.

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли продаются в интернете у всех на виду

Для примера, в Сети можно купить архив с 593 млн адресами электронной почты и паролями к ним. Обойдется такая покупка всего лишь в 14,4 австралийских доллара. (790 руб.).

Хэш –не панацея

Нередко в украденных базах с паролями с тех или иных сайтов эти самые пароли представлены в хэшированном (зашифрованном при помощи специального алгоритма) виде. Попытка авторизоваться, используя зашифрованный пароль, не приведет к должному результату.

Но и это в настоящее время перестало быть проблемой. В Сети существуют множество общедоступных сайтов, позволяющих моментально преобразовать хэшированный пароль в обычный. Более того, искать их даже не придется – поисковые сервисы сделают это самостоятельно. Например, пароль «Pa$$w0rd», зашифрованный хэш-алгоритмом SHA-1, выглядит как «02726d40f378e716981c4321d60ba3a325ed6a4c». Если же ввести эту комбинацию в Google, то первая же ссылка в поисковой выдаче приведет на сайт-дешифратор. Редакция CNews убедилась, что это работает и с «Яндексом».

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли продаются в интернете у всех на виду

Дешифровка хэшей перестала быть проблемой и проводится прямо в онлайне

Расшифровка паролей из хэша стала настолько распространенной практикой, что в Сети стали появляться многочисленные веб-сайты, на которых перечислены общие пароли вместе с их хэшированным значением. Можно вписать в строке поиска нужный хэш и получить готовый пароль.

Безопасность данных никому не нужна

Практики по перебору паролей должны были бы привести к тому, что пользователи были бы вынуждены научиться создавать максимально длинные и сложные комбинации букв и символов для защиты от взлома. Но, на самом деле, все совершенно не так. В 2019 г., по статистике ресурса SplashData, в первую тройку наиболее популярных паролей входили «123456», «123456789» и, разумеется, «qwerty».

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Наиболее популярные пароли нельзя назвать изощренными.

Ситуация с популярными комбинациями символов для паролей не меняется годами. Так, «123456» удерживает первое место на протяжении как минимум последних пяти лет, а слово «password», с 2015 по 2018 гг. стабильно занимавшее вторую строчку, лишь в 2019 г. спустилось на четвертую.

Возможное решение проблемы

Пароли больше не могут обеспечить безопасность личных данных пользователей, но и повсеместно распространенной альтернативы у них пока еще нет. В итоге есть лишь один способ защитить свою информацию хотя бы частично – нужно использовать разные пароли на разных сайтах и в разных системах.

Такой подход позволит снизить вероятность взлома сразу всех аккаунтов. Кроме того, пользователю не придется в спешке менять пароли на всех сайтах, где он использовал украденную комбинацию. Также The Conversation рекомендует хранить все пароли в специальных менеджерах – отдельных программах или веб-сервисах.

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли, обеспечивавшие безопасность пользовательских данных годами и десятилетиями, с трудом защищают пользователей от взлома, пишет издание The Conversation. В современном мире подбор паролей занимает совсем немного времени и может быть осуществлен за минимальную сумму.

Подобрать любой пароль можно за несколько минут при помощи облачных вычислений, а в Google или «Яндекс» за пару секунд можно легко найти сервис дешифровки хэшированных паролей

Вооруженный файлом с паролями нужной длины, хакер может использовать его для взлома аккаунта методом перебора (brute force). В зависимости от имеющегося у него инструментария и длины пароля на это может потребоваться различное количество времени, но, к примеру, если задействовать облачные вычисления, то восьмисимвольный пароль может быть подобран приблизительно всего за 12 минут. По данным The Conversation, столь существенная экономия времени обойдется киберпреступнику всего в $25 (1910 руб. по курсу ЦБ на 23 сентября 2020 г.).

Но существуют и еще более доступные способы по затратам времени и денег получения доступа к нужному аккаунту. Существуют онлайн-сервисы, предлагающие покупателям архивы и паролями к ним, и тому, кто приобретет такие архивы, понадобится всего лишь найти требуемую ему комбинацию простым поиском по документу.

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли продаются в интернете у всех на виду

Для примера, в Сети можно купить архив с 593 млн адресами электронной почты и паролями к ним. Обойдется такая покупка всего лишь в 14,4 австралийских доллара. (790 руб.).

Хэш –не панацея

Нередко в украденных базах с паролями с тех или иных сайтов эти самые пароли представлены в хэшированном (зашифрованном при помощи специального алгоритма) виде. Попытка авторизоваться, используя зашифрованный пароль, не приведет к должному результату.

Но и это в настоящее время перестало быть проблемой. В Сети существуют множество общедоступных сайтов, позволяющих моментально преобразовать хэшированный пароль в обычный. Более того, искать их даже не придется – поисковые сервисы сделают это самостоятельно. Например, пароль «Pa$$w0rd», зашифрованный хэш-алгоритмом SHA-1, выглядит как «02726d40f378e716981c4321d60ba3a325ed6a4c». Если же ввести эту комбинацию в Google, то первая же ссылка в поисковой выдаче приведет на сайт-дешифратор. Редакция CNews убедилась, что это работает и с «Яндексом».

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли продаются в интернете у всех на виду

Дешифровка хэшей перестала быть проблемой и проводится прямо в онлайне

Расшифровка паролей из хэша стала настолько распространенной практикой, что в Сети стали появляться многочисленные веб-сайты, на которых перечислены общие пароли вместе с их хэшированным значением. Можно вписать в строке поиска нужный хэш и получить готовый пароль.

Безопасность данных никому не нужна

Практики по перебору паролей должны были бы привести к тому, что пользователи были бы вынуждены научиться создавать максимально длинные и сложные комбинации букв и символов для защиты от взлома. Но, на самом деле, все совершенно не так. В 2019 г., по статистике ресурса SplashData, в первую тройку наиболее популярных паролей входили «123456», «123456789» и, разумеется, «qwerty».

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Наиболее популярные пароли нельзя назвать изощренными.

Ситуация с популярными комбинациями символов для паролей не меняется годами. Так, «123456» удерживает первое место на протяжении как минимум последних пяти лет, а слово «password», с 2015 по 2018 гг. стабильно занимавшее вторую строчку, лишь в 2019 г. спустилось на четвертую.

Возможное решение проблемы

Пароли больше не могут обеспечить безопасность личных данных пользователей, но и повсеместно распространенной альтернативы у них пока еще нет. В итоге есть лишь один способ защитить свою информацию хотя бы частично – нужно использовать разные пароли на разных сайтах и в разных системах.

Такой подход позволит снизить вероятность взлома сразу всех аккаунтов. Кроме того, пользователю не придется в спешке менять пароли на всех сайтах, где он использовал украденную комбинацию. Также The Conversation рекомендует хранить все пароли в специальных менеджерах – отдельных программах или веб-сервисах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *