Глава 450. Аэрокосмический двигатель Прошу подписки и лунных билетов •
Для электромагнитного движения существует множество ключевых факторов, ограничивающих увеличение его тяги.
Но основных два.
Один - это мощный источник питания высокой плотности, а другой - сильное ускоряющее магнитное поле.
Электромагнитное движение, как следует из названия, независимо от типа, неотделимо от источника питания.
Даже если не учитывать проблему снижения мощности солнечных батарей из-за удаления от Солнца, международная космическая станция такого размера может обеспечить электроэнергией всего около 120 кВт.
А 120 кВт электроэнергии для нынешних систем электромагнитного движения могут обеспечить тягу всего около 5 Н.
Чем больше тяга, тем выше потребность в электроэнергии - это экспоненциальная зависимость, предопределенная для систем электромагнитного движения.
А сильное ускоряющее магнитное поле определяет скорость ионов после ионизации, и чем быстрее скорость выброса ионов, тем больше тяга, которую можно создать.
Что касается рабочего тела, то на самом деле это не техническая проблема, это просто вопрос целесообразности.
Ведь каким бы дорогим ни был ксенон, современная промышленность может производить его серийно.
Конечно, для Сюй Чуаня, помимо технических проблем, необходимо учитывать и практичность.
И на любопытство академика Ян Хуна он ответил с улыбкой: "Если бы это были другие проблемы, возможно, я бы не смог придумать никакого решения."
"Но что касается магнитного поля и рабочего тела, я, возможно, действительно смогу найти решение."
Слегка помолчав, он посмотрел на Ян Хуна и продолжил: "Академик Ян, вы, должно быть, знаете о высокотемпературном медно-углеродно-серебряном композитном материале?"
Услышав это, Ян Хун кивнул и сказал: "Я знаю об этом, но если вы хотите применить высокотемпературный медно-углеродно-серебряный композитный материал в системе электромагнитного движения, то сложность, вероятно, будет немалой."
"Будь то объем или дополнительная система охлаждения, это значительно увеличит вес системы электромагнитного движения, что, несомненно, увеличит нагрузку для космонавтики."
Сюй Чуань с улыбкой сказал: "Теоретически это так, но у меня недавно появилось направление исследований - сверхпроводящие материалы комнатной температуры и способы повышения критического магнитного поля сверхпроводящих материалов, и в настоящее время уже есть некоторые наработки."
"Хотя я еще не знаю результата, но если все получится, то проблем с использованием в системе электромагнитного движения быть не должно."
Услышав это, Ян Хун опешил, открыл рот, но промолчал.
Он хотел спросить, что это за материал и какое направление, но, достигнув такого уровня, он, естественно, прекрасно понимал конфиденциальность соответствующих исследований.
Подумав немного, он посмотрел на Сюй Чуаня и спросил: "А что насчет рабочего тела?"
"Даже если вы сможете решить проблему магнитного поля, рабочее тело тоже является ключевым фактором, ксенон дороже золота. Если для выполнения космической миссии потребуется слишком много рабочего тела, то лучше использовать традиционное химическое топливо в качестве двигателя."
Услышав это, Сюй Чуань слегка улыбнулся и сказал: "Тогда не будем использовать ксенон."
"Не использовать ксенон, а что тогда? Аргон?" Ян Хун снова опешил и с любопытством спросил: "Аргон, конечно, дешевле ксенона, но в настоящее время он все еще находится в стадии исследований, и для обеспечения одной космической миссии потребуется немало аргона, и не факт, что он будет дешевле химического топлива."
Сюй Чуань с улыбкой покачал головой и сказал: "Нет, достаточно использовать азот, цена азота довольно низкая, и его легко отделить, этого достаточно для обеспечения космической миссии."
"Причина, по которой в нынешних электрических двигателях используется ксенон, заключается в том, что ксенон легче всего ионизировать, а ионизация других рабочих тел сложна."
"А проблема ионизации азота, если использовать традиционные методы, то, конечно, она довольно сложна. Но если использовать миниатюрный реактор управляемого термоядерного синтеза, то это вообще не проблема."
"Температура ионизации азота в тысячу с лишним градусов для технологии управляемого термоядерного синтеза - это вообще не проблема."
"Подождите, возможно, есть что-то еще дешевле."
Говоря это, Сюй Чуань внезапно замер, погрузившись в размышления.
Напротив, Ян Хун, услышав половину, почувствовал легкий зуд в сердце, но не стал прерывать размышления Сюй Чуаня.
Он знал, что если сегодняшние размышления собеседника принесут плоды, то, возможно, это приведет к большим изменениям в развитии аэрокосмической промышленности.
Из только что сказанных кратких слов он понял общую идею молодого человека, сидящего перед ним.
Использовать технологию управляемого термоядерного синтеза для обеспечения электромагнитной двигательной системы огромной электроэнергией, а также ионизировать дешевый азот и другие рабочие тела при высокой температуре, а затем использовать исследуемый им сверхпроводящий материал с сильным критическим магнитным полем, чтобы обеспечить тягу для электромагнитной двигательной системы.
Это и должно быть полным замыслом этого человека в отношении электромагнитной двигательной системы нового поколения.
Надо сказать, что теоретически эта технология вполне реализуема, если все соответствующие ключевые моменты будут в порядке.
Возможно, из-за того, что он слишком долго занимался исследованиями в одной области, те знакомые трудности укоренились в его сознании, и перед лицом такого передового технологического построения его мышление стало немного жестким, и у него не было прежней смелости выдвигать гипотезы и осторожно проверять их.
Это, вероятно, то, что появляется почти у каждого исследователя после долгой исследовательской работы.
И именно поэтому в академических кругах большинство прорывных работ совершается в молодости и среднем возрасте.
В его голове постепенно совершенствовалась схема электромагнитной двигательной системы. Внезапно он поднял голову, посмотрел яркими глазами на академика Ян Хуна, сидящего напротив него, и с некоторым волнением спросил: "Академик Ян, у вас здесь есть доска?"
"Доска?" Ян Хун опешил и сказал: "Есть, но не в моем кабинете. Если нужно, я могу принести?"
Сюй Чуань кивнул и сказал: "Тогда, пожалуйста, принесите доску и мел, у меня есть кое-какие новые идеи."
"Хорошо."
Ян Хун кивнул, встал и вышел из кабинета, а вскоре вернулся, таща за собой передвижную доску.
Сюй Чуань быстро подошел, взял мел и начал рисовать на доске.
Замысел в его голове постепенно появлялся на доске.
Рядом Ян Хун с любопытством смотрел на странное изображение, постепенно появляющееся на доске, и был немного озадачен.
Но по мере того, как Сюй Чуань начал подписывать и объяснять каждый модуль, он постепенно застыл, в его зрачках читалось удивление и изумление.
Спустя некоторое время, сделав последний штрих, Сюй Чуань бросил мел в коробку, повернулся и с улыбкой посмотрел на Ян Хуна, сказав: "Это то, что я только что придумал, академик Ян, посмотрите. Но я не учился рисовать инженерные чертежи, так что получилось немного некрасиво, прошу прощения."
Глядя на структурную схему, представленную на доске, Ян Хун невольно сглотнул и сказал: "Как вы додумались использовать сжатый воздух в качестве рабочего тела?!"
Услышав это, Сюй Чуань улыбнулся и сказал: "Дешево!"
"Сначала я думал об использовании азота или других относительно дешевых и простых в производстве рабочих тел вместо ксенона или аргона в качестве рабочего тела двигателя."
"Но какими бы дешевыми они ни были, у них есть своя стоимость."
"Раз так, то почему бы не получать их прямо из атмосферы?"
"Основными компонентами земной атмосферы являются азот и кислород, их содержание превышает 99% от общего состава, можно сказать, что пока мы находимся в атмосфере, эти два компонента неисчерпаемы."
"Хотя азот и кислород сложнее ионизировать, чем такие газы, как ксенон и аргон, и требования к ионизации выше, но если использовать реактор управляемого термоядерного синтеза в качестве источника энергии, то ионизировать воздух не составит труда."
"Раз так, то почему бы просто не добавить устройство всасывания и сжатия, чтобы получать азот, кислород и другие рабочие тела непосредственно из атмосферы и напрямую снабжать ими систему электромагнитного движения?"
"Таким образом, это двигательное устройство непосредственно решает проблему рабочего тела и дальности полета в атмосфере, и пока энергии, обеспечиваемой реактором управляемого термоядерного синтеза, достаточно, теоретически оно может постоянно парить в голубом небе."
"Что касается полета в космос, то для этого потребуется использовать рабочее тело, находящееся на борту самого космического аппарата."
"Но по сравнению с запуском непосредственно с земли, переключение режима на большой высоте, а затем подъем в космос, несомненно, потребует гораздо меньшего количества рабочего тела."
"Как вы думаете, академик Ян, как вам эта идея? Можно ли это сделать?"
Напротив, Ян Хун глубоко вздохнул, подавил потрясение в своем сердце и медленно сказал: "Это, пожалуй, самая удивительная конструкция электромагнитного двигателя, которую я когда-либо видел."
"Потрясающе!"
"Но надо сказать, что если вы сможете решить проблему миниатюризации управляемого термоядерного синтеза и сильного ускоряющего магнитного поля, то это действительно возможно."
Сюй Чуань с улыбкой сказал: "Я собираюсь назвать эту систему электромагнитного движения "аэрокосмическим двигателем"!"
"Аэрокосмический двигатель, аэрокосмический двигатель"
Ян Хун повторил это дважды, и его глаза загорелись: "Двигатель, который подходит как для авиации, так и для космонавтики!"
"Если вы действительно разработаете и создадите этот двигатель, это станет самым большим поворотным моментом в области авиации и космонавтики!"
"Более того, он станет одним из основных двигателей в будущую эпоху межзвездных путешествий."
"Ведь теоретически он подходит не только для Земли, но и практически для любой планеты с атмосферой."
Сюй Чуань улыбнулся и сказал: "Рассматривать другие планеты и тому подобное пока слишком рано."
"Но теоретически он действительно подходит как для космонавтики, так и для авиации. Поэтому я и назвал его аэрокосмическим двигателем."
Помолчав, он бросил оливковую ветвь: "Как насчет этого, академик Ян, вы заинтересованы? Приходите в Исследовательский институт "Звездное море" и вместе со мной разработайте этот новый двигатель."
На лице Ян Хуна явно отразилось волнение, он открыл рот, но слова согласия так и не сорвались с его губ.
Он горько усмехнулся и покачал головой: "Большое спасибо академику Сюю за высокую оценку, но я не могу согласиться на это, ведь я все еще занимаю должность главного конструктора космической станции "Тяньгун"."
Услышав это, Сюй Чуань смущенно улыбнулся, он чуть не забыл об этом.
Это же надо было переманивать человека прямо у другого главного конструктора, ай!
Напротив, Ян Хун с улыбкой сказал: "Но я могу порекомендовать вам одного человека."
"Кто?"