Глава 1277. Магнитное пересоединение Импульсный электромагнитный двигатель •
Цзиньлин, космодром Сяшу.
Сюй Чуань, вернувшийся с Луны, был окружен медицинским персоналом сразу после приземления.
Хотя сегодня полет с Земли на Луну так же прост, как поездка за границу, за последние несколько лет тысячи людей отправились на Луну работать или путешествовать, и ни у кого не возникло серьезных проблем с иммунитетом.
И не нужно, как раньше космонавтам, после одного полета в космос и одной высадки на Луну отдыхать в санатории как минимум два-три месяца.
Но все же это была поездка на Луну, и после приземления Сюй Чуаню, безусловно, предстоял полный медицинский осмотр.
Потратив полдня на детальный медицинский осмотр, Сюй Чуань пришел в кабинет академика Чан Хуасяна.
Постучав в полуоткрытую дверь, старый академик Чан, сидевший за столом и читавший газету, поднял голову, увидел его, улыбнулся, встал и, шутя, спросил:
«Вернулся? На Луне было весело?»
Сюй Чуань с улыбкой ответил: «Уникальный опыт, отличный от земного, действительно стоит того, чтобы туда съездить».
Надо сказать, что для него, будь то пейзажи Луны или размышления, вызванные обширной вселенной и пустынной Луной, все это намного превосходило риски, связанные с путешествием.
Услышав этот ответ, старый академик Чан с улыбкой сказал: «Молодость — это хорошо, есть энергия для приключений».
Услышав это, Сюй Чуань с улыбкой сказал: «Современные космические технологии уже очень зрелые, если старик Чан захочет посмотреть, можно полностью организовать специальную поездку».
Надо сказать, что новые космические корабли, использующие воздушно-космические двигатели в качестве космических двигателей, имеют гораздо больше преимуществ в пилотируемой космонавтике, чем традиционные ракеты-носители на химическом топливе.
Традиционный способ запуска ракет требует, чтобы скорость космического корабля за короткое время была доведена до очень большого значения, чтобы преодолеть ограничения атмосферы и гравитационного колодца. Слишком высокое ускорение предъявляет чрезвычайно высокие требования к физической подготовке космонавтов, что является одной из основных причин, ограничивающих развитие космонавтики.
Но новый космический корабль отличается.
Он может медленно разгонять космический корабль в атмосфере с ускорением в два-три G до скорости, достаточной для преодоления атмосферы и гравитационного колодца.
Это означает, что он практически не предъявляет требований к телу космонавта, даже семидесяти-восьмидесятилетний старик, если он сможет адаптироваться к условиям низкой или нулевой гравитации, сможет отправиться в космос или на более далекую Луну.
Напротив, за чайным столиком Чан Хуасян, заваривая чай, с улыбкой покачал головой и сказал: «Я стар, если бы я мог помолодеть на десять лет, я бы обязательно съездил».
«Что касается сейчас, то желание есть, но сил нет, увы».
После небольшой беседы Сюй Чуань взял фарфоровую чашку с чайного столика, прочистил горло и, переведя разговор в деловое русло, спросил:
«Кстати, как обстоят дела с исследованием двигателя электромагнитного движения с взрывным магнитным пересоединением?»
Технология электромагнитного движения с взрывным магнитным пересоединением — это технология, которая с помощью механизма преобразования магнитной энергии в кинетическую энергию частиц, тепловую энергию и энергию излучения преобразует электрическую энергию в магнитную энергию, а затем в другие виды энергии для быстрого высвобождения энергии.
Она ускоряет плазму за счет высокоскоростного высвобождения магнитной энергии, и теоретически может достичь производительности, намного превосходящей существующие технологии электрического движения.
В космосе, теоретически, он даже способен разгонять космический корабль примерно до одной десятой скорости света.
Еще в 2015 году, когда Сюй Чуань учился в Наньда, он уже исследовал подобные астрофизические явления, чрезвычайно распространенные на звездах, в процессе изучения Бетельгейзе.
Однако в то время у него еще не было достаточных способностей для глубокого изучения механизма, лежащего в основе этого астрофизического явления, и только в 2024 году он завершил работу над статьей «Магнитное пересоединение в электронной магнитной жидкости · Теория стабильности магнитного закручивания», объяснив механизм, лежащий в основе магнитного пересоединения.
А вытекающий из этого взрывной электромагнитный двигатель на основе магнитного пересоединения стал его следующим поколением космических двигателей.
Это исследование Сюй Чуань поручил совместно провести подчиненной ему космической базе и Институту космических исследований при Институте морских звезд, но за несколько лет не было достигнуто значительного прогресса.
Только несколько дней назад, когда он инспектировал проект лунной биосферы на Луне, он получил электронное письмо от академика Чанга, в котором говорилось, что в разработке взрывного электромагнитного двигателя на основе магнитного пересоединения был достигнут значительный прорыв.
На диване академик Чан Хуасян отложил фарфоровую чашку, встал, подошел к рабочему столу, достал из ящика отчет и, передавая его, сказал:
«Благодаря вашей предыдущей статье «Магнитное пересоединение в электронной магнитной жидкости · Теория стабильности магнитного закручивания», исследовательская группа разделилась на два разных направления в продвижении взрывного электромагнитного двигателя на основе магнитного пересоединения».
«Это переменный магнитный плазменный двигатель и импульсный электромагнитный двигатель с переподключением магнитных силовых линий».
«На этот раз прорыв произошел во втором типе: исследователь Му Вэйе из лаборатории импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий изготовил магнитный накопитель энергии из сверхпроводящего материала комнатной температуры, а затем использовал искровой разрядник для управления».
«Когда сила тока, хранящегося в магнитном накопителе энергии, достаточна для пробоя искрового промежутка, этот магнитный накопитель энергии может быстро высвобождать энергию с чрезвычайно высокой мощностью, тем самым высвобождая энергию в определенную обмотку якоря, создавая резко изменяющееся сильное магнитное поле, а затем вызывая однократное взрывное ускорение якоря».
«...»
В офисе академик Чан Хуасян методично объяснял.
Напротив дивана Сюй Чуань, слушая отчет, просматривал отчет и экспериментальные данные.
Фактически, технология переменного магнитного плазменного двигателя и технология импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий — это два разных типа технологий магнитного пересоединения, вытекающие из его статьи.
Последний не нуждается в дополнительных упоминаниях: с помощью импульсного магнитного поля магнитные силовые линии «разрываются» и «переподключаются», вызывая однократное взрывное ускорение якоря, что позволяет двигателю и космическому кораблю ускоряться «импульсным» способом.
А первый заключается в создании магнитного поля с магнитной спиральностью, а затем, когда плазма вводится в тороидальный канал, используются статические электрические и магнитные поля, а нестабильность токового слоя используется для самопроизвольного и непрерывного создания плазменных сгустков посредством магнитного пересоединения, а затем они выбрасываются через сопло, создавая непрерывную тягу.
Теоретически, чем сильнее магнитное поле с магнитной спиральностью, тем больше тяга.
Однако магнитное пересоединение само по себе является сильно нелинейным, нестабильным магнитогидродинамическим и плазменным физическим процессом.
Подобно солнечным вспышкам, гамма-всплескам и другим сильным астрономическим явлениям, за ними стоит магнитное пересоединение, которое приводит в движение высокоэнергетические электроны.
Но даже Солнце не может стабильно и эффективно производить солнечные вспышки и гамма-всплески в течение длительного времени.
Эти сильные астрономические явления, хотя и могут длиться на звездах десятки минут или даже дольше.
И как стабильно и эффективно создавать явления магнитного пересоединения с помощью магнитного поля с магнитной спиральностью, это, очевидно, сложнее, чем импульсный механизм магнитного пересоединения.
Особенно, когда речь идет о моделировании низкотемпературной плазмы, генерируемой с использованием расширенной магнитогидродинамической модели в глобальной тороидальной геометрии, ее сложность в области магнетизма просто зашкаливает.
Поскольку плазменный сгусток размером с систему вытекает из точки пересоединения Альфвеновским потоком, его тяга прямо пропорциональна квадрату напряженности магнитного поля и неидеально зависит от массы ионного вида плазмы.
На диване, когда Сюй Чуань увидел исследовательскую идею этого исследователя по имени Му Вэйе, даже его глаза загорелись, и на его лице появилось одобрительное выражение.
«...Использование магнитных накопителей энергии и искровых разрядников для создания резко меняющегося сильного магнитного поля посредством тока и напряженности магнитного поля, что приводит к однократному взрывному ускорению якоря».
«Эта исследовательская идея действительно очень хороша, возможно, действительно есть шанс реализовать электромагнитный двигатель с взрывным электромагнитным пересоединением».
С одобрительной улыбкой на лице Сюй Чуань поднял голову, посмотрел на академика Чан Хуасяна напротив и с улыбкой сказал: «Этот исследователь Му Вэйе сейчас на базе?»
Услышав этот вопрос, старик Чан кивнул и сказал: «Да, он здесь».
Подумав, он продолжил: «Сейчас он, вероятно, находится в лаборатории, тестируя созданный им несколько дней назад импульсный электромагнитный двигатель с пересоединением магнитных силовых линий. Стоит ли позвать его сюда?»
Услышав это, Сюй Чуань, сжимая в руке отчет, встал и с улыбкой сказал: «Не нужно его звать, мы сами пойдем».
«Как раз посмотрим на разработанный им импульсный электромагнитный двигатель с пересоединением магнитных силовых линий».
Надо сказать, что этот импульсный механизм магнитного пересоединения действительно превосходит его собственное первоначальное предположение об изменении «индуктивного магнитного поля» для ускорения плазмы.
Как один из ведущих ученых в области магнетизма, Сюй Чуань, разработавший технологию управляемого термоядерного синтеза и аэрокосмические двигатели, сразу же понял идею исследователя Му.
Проще говоря, этот импульсный электромагнитный двигатель с пересоединением магнитных силовых линий можно представить как гидроэлектростанцию с водохранилищем.
Магнитный накопитель энергии — это водохранилище, а искровой разрядник — это плотина.
Когда воды (электромагнитной энергии) в водохранилище (магнитном накопителе энергии) становится так много, что она переливается через плотину, тогда можно приводить в действие генерирующее оборудование для выработки электроэнергии.
Конечно, он не совсем такой, как «мягкая» гидроэлектростанция, которая может непрерывно вырабатывать электроэнергию.
Когда работает импульсный электромагнитный двигатель с переподключением магнитных силовых линий, это больше похоже на то, как вода, уже накопившаяся в водохранилище, прорывает плотину, и, подобно бурному наводнению, вся устремляется на электрогенерирующее оборудование, заставляя его работать со сверхбыстрой скоростью, генерируя огромное количество электроэнергии.
Стабильность и импульсное магнитное поле такого способа создания импульсного магнитного поля зависят от прочности искрового разрядника.
С одной стороны, он требует, чтобы искровой разрядник обладал достаточной прочностью, чтобы максимально накапливать более мощное магнитное поле и электрическую энергию в магнитном накопителе энергии.
Только когда магнитный накопитель энергии накапливает более мощное магнитное поле и электрическую энергию, он может генерировать более сильную импульсную тягу в момент взрыва.
С другой стороны, он также требует, чтобы искровой разрядник был управляемым и устойчивым.
В конце концов, вы не можете допустить, чтобы после сброса воды (высвобождения энергии, накопленной в магнитном накопителе энергии) искровой разрядник вышел из строя и больше не мог перехватывать энергию.
В таком случае он станет одноразовым устройством, которое невозможно будет использовать.
Несомненно, стабильность и прочность искрового разрядника напрямую влияют на стабильность и тягу такого импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий.
Пройдя по коридору базы, Сюй Чуань и Чан Хуасян прибыли в северо-западную часть космической базы Сяшу.
На стороне, прилегающей к берегу реки Янцзы, расположен крупный научно-исследовательский институт.
Как и сама космическая база, основные исследования здесь в основном связаны с космосом.
Например, физиологические эффекты микрогравитации, космическое размножение и воспроизводство, радиационная защита, психическое здоровье — это базовые области выживания в космосе и физического здоровья.
Например, сложные области создания среды обитания, такие как замкнутые экосистемы для иммигрантов, технологии строительства и проживания, использование ресурсов на месте.
А также различные передовые космические технологии, такие как искусственная гравитация, электрореактивные двигатели, корабли для иммигрантов и так далее.
И импульсный электромагнитный двигатель с переподключением магнитных силовых линий является одним из исследовательских проектов, находящихся под управлением лаборатории электромагнитных двигателей.
Когда они вдвоем пришли в лабораторию, исследователь по имени Му Вэйе сидел перед компьютером, хмурясь и размышляя над данными на экране, так что даже не услышал стука в дверь.
В лаборатории Сюй Чуань не стал сразу же беспокоить его, а тихо подошел, встал за его спиной и посмотрел на экран компьютера.
На экране отображался график данных, и, судя по единицам измерения и обозначениям, это была информация о плотности энергии токового слоя и интенсивности импульсного уровня электрического привода.
«Неужели при импульсном движении импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий возникает нелинейное, нестабильное магнитогидродинамическое поведение?»
Посмотрев некоторое время на график и экспериментальные данные на экране компьютера, Сюй Чуань тихо произнес.
Сидящий перед компьютером и хмуро размышляющий исследователь Му Вэйе подсознательно кивнул, а затем, опомнившись, резко повернул голову.
«Кто вы, академик Сюй?!»
Вопрос быстро сменился изумлением, затем волнением, восторгом и даже поклонением.
В конце концов, этого знаменитого ученого, несомненно, знает каждый китаец.
Быстро встав со стула, Му Вэйе с волнением и восхищением протянул руки: «Академик Сюй, я и не думал, что вы приедете лично».
Ответив на энтузиазм исследователя, Сюй Чуань крепко пожал его правую руку, улыбаясь, сказал:
«Я слышал, что технология импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий, которую вы возглавляете, достигла значительного прорыва. Я уже ознакомился с соответствующими экспериментальными данными и материалами».
«Это очень выдающаяся технология электромагнитного двигателя, и, возможно, будущие космические путешествия будут зависеть от нее».