Последние новости
Главная / Технологии / Термоядерный двигатель будущего: добраться до Титана за 2 года

Термоядерный двигатель будущего: добраться до Титана за 2 года

Термоядерный двигатель будущего: добраться до Титана за 2 года

Группа ученых работает над созданием сверхнового двигателя. Он будет установлен на космический корабль, миссия которого заключается в путешествии на Титан. Это далекий спутник Сатурна, который вызывает особенный интерес у астрономов.

Термоядерный двигатель (direct fusion drive или DFD) проектируют в Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL). Ученые и инженеры во главе с доктором Сэмюэлем Коэном в настоящее время работают над второй версией аппарата, известной как «Princeton field reversed configuration -2» (PFRC-2). В конце концов, разработчики системы надеются запустить ее в космос для тестирования.

Хотя двигатель все еще находится в стадии разработки, на нем используют многие преимущества анейтронного синтеза, в первую очередь чрезвычайно высокое отношение мощности к массе. Топливо для DFD может незначительно отличаться по массе и содержит дейтерий и изотоп гелия.

Термоядерный двигатель будущего: добраться до Титана за 2 года

Художественная концепция Direct Fusion Drive.Предоставлено: Princeton Satellite Systems.

По сей день ученые пока не могут использовать возможности ядерного синтеза для практического применения.

Однако инновационные подходы могут радикально разрешить эту трудность, чтобы исследовать космическое пространство. Исследованием этой темы в настоящее время занимаются специалисты и аэрокосмчиеские инженеры Технологического колледжа Нью-Йорка и Туринского политехнического университета Италии.

Они решили сохранить теоретическую природу использования ядерного синтеза и применить экспериментальную установку в лаборатории физики плазмы Принстона. Как оказалось, в таком случае космический аппарат с термоядерным приводом может показать лучшие результаты.

Он будет оснащен энергоэффективностью электрического двигателя с мощной тягой двигателя, работающего на топливе. Термоядерный двигатель имеет особенность: он способен питать звездолет на протяжении всего долгого путешествия и ему не потребуются дополнительные генераторы.

Термоядерный двигатель будущего: добраться до Титана за 2 года

Ученые, работающие над созданием нового термоядерного двигателя, считают, то времени у них в достатке. Земля и Титан займут идеальное положение для полета космического корабля не ранее 2046 года.

Конструкция космического корабля могла добраться до Титана всего за 2 года с использованием прямого термоядерного двигателя

Хотя двигатель все еще находится в стадии разработки, на нем используют многие преимущества анейтронного синтеза, в первую очередь чрезвычайно высокое отношение мощности к массе. Топливо для DFD может незначительно отличаться по массе и содержит дейтерий и изотоп гелия.

Термоядерный двигатель будущего: добраться до Титана за 2 года

PFRC-2 DFD в действии.

Даже с относительно небольшим количеством чрезвычайно мощного топлива DFD может превзойти химические или электрические методы движения, которые обычно используют. Удельный импульс системы, который является мерой того, насколько эффективно двигатель использует топливо, оценивается как сопоставимый с электрическими двигателями, наиболее эффективными из имеющихся в настоящее время. Вдобавок двигатель DFD будет обеспечивать тягу в 4-5Н в режиме малой мощности, что лишь немного меньше, чем та, которую может выдавать химическая ракета в течение длительного периода времени. По сути,DFD сочетает превосходный удельный импульс электрических силовых установок с превосходной тягой химических ракет, в комбинации, которая объединяет лучшее из обеих систем полета.

Хотя двигатель все еще находится в стадии разработки, на нем используют многие преимущества анейтронного синтеза, в первую очередь чрезвычайно высокое отношение мощности к массе. Топливо для DFD может незначительно отличаться по массе и содержит дейтерий и изотоп гелия.

Термоядерный двигатель будущего: добраться до Титана за 2 года

Холодная плазма обтекает зону термоядерного синтеза, поглощает энергию продуктов термоядерного синтеза и затем ускоряется магнитным соплом.

Ученые пока не могут использовать возможности ядерного синтеза для практического применения. По расчетам инженеров и конструкторов новый двигатель сможет использовать особенные мощности, что поможет ему достигнуть финишной точки, заняв половину времени, которое было необходимо для космического путешествия ровера «Кассини».

Смотрите также

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Teslaпродемонстрировала силовые установки электромобиля Model S Plaid. Автомобили Plaid оснащены тремя электродвигателями,один спереди для передней оси и два сзади для задних колес с системой векторизации крутящего момента.Общая мощность системы составляет 1020 л.с. (около 760 кВт).

Новый Plaid получил очень легкие моторы, которые может поднять один человек. При этом высокой мощности удалось достичь за счет примененияуглепластиковых деталей.

Приводы включают в себя высокоскоростной электродвигатель, инвертор и односкоростную трансмиссию. Максимальная скорость в 322 км/ч будет доступна при использовании подходящих колес и шин.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Одним из ключевых элементов новых приводов являются роторы с углеродными втулками, которые впервые используются в серийном производстве.

Углепластик используется для обертки медного ротора, а технология изготовления такой обертки была разработана самой компанией Tesla и является уникальной для автомобильной индустрии.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Углепластик позволяет ротору развивать высокие обороты без риска деформации под воздействием центробежной силы. Это в свою очередь повышает удельную мощность двигателя.

Углепластик удерживает медный ротор от повреждений из-за разницы в термическом расширении со статором в начале работы двигателя. В целом углепластиковая оболочка вокруг медного ротора сделана с определенным преднатяжением, то есть медные части ротора всегда находятся под давлением.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Илон Маск объяснил, что такого двигателя раньше не было, и для этого потребовалось разработать специальную новую машину, которая производит роторы. Мотор должен вращаться с очень высоким напряжением, так как медь и углерод имеют разные тепловые характеристики, а воздушный зазор очень плотный.

Конечным результатом является очень хорошая кривая мощности автомобиля Plaid, намного превосходящая предыдущие ключевые автомобили Tesla Model S, несмотря на то, что на момент выпуска каждый из них был современным.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Чтобы улучшить тепловые характеристики, Tesla использует свою «новейшую» систему теплового насоса (HVAC).Он улучшает эффективность обогрева в холодную погоду, но также является ключом к охлаждению трансмиссии (благодаря радиатору в два раза большего размера).

Теперь остается только дождаться ускоренных тестов новой Tesla Model S Plaid в сравнении с лучшими ДВС и топовыми электромобилями других производителей.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Teslaпродемонстрировала силовые установки электромобиля Model S Plaid. Автомобили Plaid оснащены тремя электродвигателями,один спереди для передней оси и два сзади для задних колес с системой векторизации крутящего момента.Общая мощность системы составляет 1020 л.с. (около 760 кВт).

Новый Plaid получил очень легкие моторы, которые может поднять один человек. При этом высокой мощности удалось достичь за счет примененияуглепластиковых деталей.

Приводы включают в себя высокоскоростной электродвигатель, инвертор и односкоростную трансмиссию. Максимальная скорость в 322 км/ч будет доступна при использовании подходящих колес и шин.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Одним из ключевых элементов новых приводов являются роторы с углеродными втулками, которые впервые используются в серийном производстве.

Углепластик используется для обертки медного ротора, а технология изготовления такой обертки была разработана самой компанией Tesla и является уникальной для автомобильной индустрии.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Углепластик позволяет ротору развивать высокие обороты без риска деформации под воздействием центробежной силы. Это в свою очередь повышает удельную мощность двигателя.

Углепластик удерживает медный ротор от повреждений из-за разницы в термическом расширении со статором в начале работы двигателя. В целом углепластиковая оболочка вокруг медного ротора сделана с определенным преднатяжением, то есть медные части ротора всегда находятся под давлением.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Илон Маск объяснил, что такого двигателя раньше не было, и для этого потребовалось разработать специальную новую машину, которая производит роторы. Мотор должен вращаться с очень высоким напряжением, так как медь и углерод имеют разные тепловые характеристики, а воздушный зазор очень плотный.

Конечным результатом является очень хорошая кривая мощности автомобиля Plaid, намного превосходящая предыдущие ключевые автомобили Tesla Model S, несмотря на то, что на момент выпуска каждый из них был современным.

Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid

Чтобы улучшить тепловые характеристики, Tesla использует свою «новейшую» систему теплового насоса (HVAC).Он улучшает эффективность обогрева в холодную погоду, но также является ключом к охлаждению трансмиссии (благодаря радиатору в два раза большего размера).

Теперь остается только дождаться ускоренных тестов новой Tesla Model S Plaid в сравнении с лучшими ДВС и топовыми электромобилями других производителей.

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Прототип пожарной машины, которая обходится без воды и не перевозит каких-либо тушащих огонь веществ разработала японская компания Morita Holdings Corporation. Машина, получившая название Habot-mini весит всего 50 кг и имеет размеры 850 х 590 x 450 мм.

Машина тушит пожар с помощью струи азота, который сама же добывает из воздуха. В Habot-mini есть компрессор, качающий воздух, а также установка, отделяющая от него кислород. После прохождения через установку, количество кислорода в струе воздуха снижается с 21% до 12,5%, а доля азота повышается с 78% до 86,5%.

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Обогащенный азотом воздух в виде сильной струи подается к источнику огня. Горение в атмосфере с таким низким содержанием кислорода сильно затруднено, поэтому пламя обязательно гаснет.

Для человека краткосрочное нахождения в атмосфере с таким низким содержанием кислорода не несет большой опасности. Аналогичное количество кислорода человек получал бы при дыхании на высоте примерно в 5 км.

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Система тушения огня с помощью азота не требует от пожарных машин доступа к воде или запаса огнетушащих веществ, что существенно упрощает работу в сложных условиях. Все, что требуется для Habot-mini на пожаре, — постоянный источник энергии.

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Прототип пожарной машины, которая обходится без воды и не перевозит каких-либо тушащих огонь веществ разработала японская компания Morita Holdings Corporation. Машина, получившая название Habot-mini весит всего 50 кг и имеет размеры 850 х 590 x 450 мм.

Машина тушит пожар с помощью струи азота, который сама же добывает из воздуха. В Habot-mini есть компрессор, качающий воздух, а также установка, отделяющая от него кислород. После прохождения через установку, количество кислорода в струе воздуха снижается с 21% до 12,5%, а доля азота повышается с 78% до 86,5%.

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Обогащенный азотом воздух в виде сильной струи подается к источнику огня. Горение в атмосфере с таким низким содержанием кислорода сильно затруднено, поэтому пламя обязательно гаснет.

Для человека краткосрочное нахождения в атмосфере с таким низким содержанием кислорода не несет большой опасности. Аналогичное количество кислорода человек получал бы при дыхании на высоте примерно в 5 км.

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Система тушения огня с помощью азота не требует от пожарных машин доступа к воде или запаса огнетушащих веществ, что существенно упрощает работу в сложных условиях. Все, что требуется для Habot-mini на пожаре, — постоянный источник энергии.

Миниатюрная пожарная машина Habot-mini: тушить без воды

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *