Глава 1278. 15 тысяч километров в секунду •
«Это очень выдающаяся технология электромагнитного двигателя, и, возможно, будущие космические путешествия будут зависеть от нее».
Услышав похвалу Сюй Чуаня, Му Вэйе подсознательно выпрямился, слегка приподняв подбородок, словно в начальной школе учитель прикрепил ему маленькую красную звездочку, что вызывало гордость и самоуважение.
«Эти результаты в технологии импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий были достигнуты благодаря вашим фундаментальным исследованиям, академик Сюй. Они помогли нам решить основные проблемы принципиальной проверки магнитогидродинамической лаборатории в механизме магнитного пересоединения и мгновенного выброса мощности».
«Без вашей статьи «Теория стабильности магнитного пересоединения и магнитного запутывания в электронной магнитогидродинамике» мы бы не достигли сегодняшнего прогресса в импульсном электромагнитном двигателе с магнитным пересоединением».
В лаборатории, услышав, как собеседник снова приписывает заслуги ему, Сюй Чуань улыбнулся и сказал: «Не нужно быть таким скромным и не нужно приписывать заслуги мне».
«Теория — это теория, а результаты — это результаты, это исследования в двух почти совершенно разных областях. Как ученый, я прекрасно понимаю, насколько сложно превратить передовую теорию в прикладной результат».
«Я вижу ваш вклад в технологию импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий. Не волнуйтесь, у меня нет никаких так называемых негласных правил, и награды будут распределены самым справедливым образом».
Немного помолчав, он посмотрел на исследователя Му Вэйе и с улыбкой продолжил: «Сначала расскажите нам о своих результатах исследования».
В других местах результаты технологии импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий, вероятно, были бы в значительной степени присвоены вышестоящим руководством этого исследователя, или даже возникли бы какие-то беспорядочные ситуации.
Но в Научно-исследовательском институте Синхай, на космической базе Сяшу, в организациях CRHPC и других исследовательских учреждениях и лабораториях, возглавляемых лично Сюй Чуанем, такое явление вряд ли могло произойти, по крайней мере, до его ухода.
Даже если бы это произошло, как только настоящий исследователь подал бы жалобу, соответствующие надзорные органы немедленно начали бы расследование.
Если действительно подтвердится, что кто-то «присвоил» результаты исследований своих подчиненных, то этот начальник не только будет уволен, но и, в зависимости от серьезности ситуации, может быть привлечен к суду и провести некоторое время за швейной машинкой, а также будет занесен в систему академической оценки, став черным списком в академическом мире.
Возможно, создание полностью справедливой академической среды невозможно, но Сюй Чуань считает, что он должен хотя бы сделать управляемые им научно-исследовательские учреждения относительно справедливыми и беспристрастными.
В лаборатории Му Вэйе энергично кивнул, и, собираясь показать экспериментальные данные по технологии электромагнитного двигателя с импульсным переподключением магнитных силовых линий на компьютере, он что-то вспомнил и, посмотрев на Сюй Чуаня, спросил.
«Академик Сюй, нужно ли мне показать вам электромагнитный двигатель с импульсным переподключением магнитных силовых линий?»
Сюй Чуань с улыбкой кивнул и сказал: «Конечно, я сегодня приехал именно за этим».
Как двигатель следующего поколения для аэрокосмических аппаратов, важность электромагнитного двигателя с импульсным переподключением магнитных силовых линий не вызывает сомнений.
Теоретически чрезвычайно высокий удельный импульс, высокая плотность тяги, гибкое топливо, прямое преобразование энергии в кинетическую энергию струи и другие преимущества, несомненно, представляют собой прекрасный план для более эффективных и быстрых космических полетов, а также являются ключевым двигателем для будущих межзвездных путешествий.
Следуя за этим исследователем, группа людей прибыла на испытательный полигон научно-исследовательского института.
На открытом испытательном полигоне Сюй Чуань увидел собранный электромагнитный двигатель с импульсным переподключением магнитных силовых линий.
Это устройство, общий контур которого представляет собой строгую цилиндрическую вложенную структуру, длиной около пяти метров, диаметром около двух метров, полностью состоящее из темно-серого композитного материала и открытых металлических конструкций.
Глядя на устройство, закрепленное на испытательном стенде, Сюй Чуань с интересом осматривал его.
Идя впереди Сюй Чуаня, остановившись рядом с электромагнитным двигателем с импульсным переподключением магнитных силовых линий, Му Вэйе с гордостью на лице начал представлять устройство.
«Электромагнитный двигатель с импульсным переподключением магнитных силовых линий состоит из двух основных частей».
«Это накопительные катушки, изготовленные из сверхпроводящего материала на основе оксида меди, хрома и серебра, работающего при комнатной температуре, и кольцевые импульсные конденсаторные батареи».
«Первые могут накапливать электрическую энергию в катушках, а затем высвобождать ее с чрезвычайно высокой мгновенной мощностью в миллисекундном или микросекундном диапазоне через искровой промежуток в кольцевом импульсном конденсаторе».
«Возникающее при этом мощное импульсное магнитное поле может приводить в движение магнитное поле в кольцевом импульсном конденсаторе, завершая процесс магнитного переподключения. Затем плазменный рабочий газ выбрасывается с чрезвычайно высокой скоростью, создавая огромную тягу».
Слушая представление этого исследователя, взгляд Сюй Чуаня упал на устройство перед ним.
Из файлов данных, которые академик Чан Хуасян предоставил ему ранее, он видел структурную схему этого электромагнитного двигателя с импульсным переподключением магнитных силовых линий.
Однако между структурной схемой и реальным объектом все же есть большая разница.
Хотя этот электромагнитный двигатель с импульсным переподключением магнитных силовых линий все еще находится на стадии лабораторных испытаний, различные открытые трубы, интерфейсы и линии выглядят как полуфабрикат.
Но двигатель, состоящий из темно-серых композитных материалов и открытых металлических конструкций, выглядел полным жесткой научной фантастики и эстетики машиностроения.
И самым привлекательным, несомненно, был гигантский кольцевой импульсный конденсаторный блок, расположенный в средней и задней части этого двигателя.
Он был похож на толстый металлический пояс, состоящий из бесчисленных плотно соединенных шестиугольных сотовых элементов, которые опоясывали всю заднюю часть двигателя. Поверхность каждого элемента была покрыта твердым черным изоляционным слоем, который выглядел как черная керамика с матовым блеском.
Но на самом деле он был изготовлен из углеродных нанокомпозитных материалов с чрезвычайно высокой теплопроводностью и теплоотдачей.
В современной аэрокосмической области углеродные нано- и углеродные композитные материалы с коэффициентом теплопроводности до нескольких тысяч Вт/м·К уже широко применяются в различных устройствах.
Вплотную к гигантскому кольцевому импульсному конденсаторному блоку, в передней части, располагались многослойные переплетенные сверхпроводящие катушки, то есть накопительные катушки, защищенные высокопрочным композитным керамическим слоем.
А в самой хвостовой части находилось еще одно ядро этого импульсного электромагнитного двигателя — многоступенчатая, постепенно расширяющаяся «электромагнитная горловина», которая в целом выглядела как колокол, с узким отверстием и широкой, округлой хвостовой частью.
Конечно, строго говоря, сопло двигателя не было простым колоколообразным. Это был огромный, многоступенчатый, расширяющийся кольцевой массив.
Он состоял из ряда концентрических колец, между которыми были бездонные темные зазоры.
Если описывать его, то он больше походил на сложную переплетенную конструкцию из нескольких соединителей на дне электрических чайников.
Это было самое точное и сложное устройство во всем двигателе, а также адский центр, где силовые линии магнитного поля принудительно «разрывались» и «пересоединялись» в импульсном магнитном поле, алтарь, где энергия преобразовывалась в кинетическую энергию, и самое мощное ядро двигателя.
Завершив представление импульсного электромагнитного двигателя с пересоединением магнитных силовых линий, Му Вэйе посмотрел на Сюй Чуаня и спросил:
«Сейчас все функции этого двигателя работают нормально, академик Сюй, вы хотите дать команду на запуск для тестирования?»
«Ты справишься, я просто посмотрю».
Профессиональные дела должны выполнять профессионалы. Хотя теоретические исследования магниторекомбинационного двигателя были выполнены им, он почти не участвовал в разработке, проектировании и сборке.
Более того, он не знал всех параметров производительности авиационного двигателя и проектов, которые необходимо было выполнить для тестирования. Вмешательство непрофессионала в работу профессионала не соответствовало его принципам.
Услышав это, Му Вэйе глубоко вздохнул, серьезно и торжественно кивнул и сказал: «Хорошо, тогда я сделаю это».
Позвав сотрудников лаборатории, вскоре несколько вспомогательных испытателей быстро подошли.
«Энергетическая группа готова, нагрузка на электросеть может стабильно регулироваться!»
«Двигательная установка готова, тест вертикальной стабилизации завершен!»
«Регулировка катушек завершена, сверхпроводящее состояние стабильно!»
«…»
После завершения серии отладочных и проверочных работ Му Вэйе глубоко вздохнул и отдал приказ: «Внимание всем подразделениям, тест импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий начинается прямо сейчас!»
По мере отдачи приказа персонал, отвечающий за различные работы, и сотрудники контрольных комнат всех групп быстро приступили к работе.
Сотрудники энергетической группы включили рубильник, и по отдельной линии, проложенной из соседнего помещения, началось подача электроэнергии к импульсному электромагнитному двигателю.
Накопительные катушки внутри двигателя, состоящие из сверхпроводящих материалов комнатной температуры, непрерывно накапливали электрическую энергию внутри накопительного кольца, создавая мощное магнитное поле, которое быстро генерировалось внутри, накапливая огромную энергию.
Когда электрическая энергия и напряженность магнитного поля в накопительном кольце достигали заданной целевой высоты, структура искрового разрядника, расположенная между накопительным кольцом и кольцевым импульсным конденсаторным блоком, подобно открытию шлюзов плотины, выпускающей воду.
Огромная магнитная и электрическая энергия, подобно горному потоку, устремлялась к кольцевому импульсному конденсаторному блоку.
«Ом — бум!»
Не было ни пламени, ни дыма, вместо этого из сопловых решеток мгновенно расширился и вырвался кольцевой плазменный световой занавес, ярко-синего и белого цвета, на который невозможно было смотреть прямо.
Этот световой занавес не был постоянным, а мерцал и вспыхивал с фиксированной частотой.
Каждая вспышка сопровождалась ощущением сильной пространственной дрожи и низким, тяжелым импульсным звуком, словно удар гигантского молота по душе.
Это был плазменный световой занавес, который, вырываясь из сопла на сверхвысокой скорости, быстро расширялся и охлаждался, превращаясь в великолепное, похожее на звездную пыль послесвечение, оставляя в атмосфере кратковременное визуальное искажение, подобное эффекту гравитационной линзы, вызванное чрезвычайно высоким энергетическим возмущением.
Под руководством Му Вэйе, наряду с испытанием импульсного электромагнитного двигателя с переподключением магнитных силовых линий, уровень импульсной тяги постоянно регулировался вверх, пока не достиг максимальной выходной мощности.
Плазменный световой занавес, мерцающий в хвостовой части двигателя, простирался на сотни метров до другого конца испытательного полигона, где его в конечном итоге остановила бетонная стена.
Тем временем, в контрольной комнате, на дисплее, отображающем данные о тяге двигателя, скорость импульсной плазмы, выбрасываемой импульсным электромагнитным двигателем с переподключением магнитных силовых линий, также постоянно росла по дуге на мониторе.
[3000 километров/секунду.]
[6000 километров/секунду.]
[...]
15000 километров в секунду.
.
Скорость импульсной плазмы, в конечном итоге, зафиксировалась в диапазоне от 15 до 16 тысяч километров в секунду, колеблясь в этих пределах.
Это значение, хотя и значительно отстает от теоретической одной десятой скорости света для двигателей с магнитным пересоединением, уже на несколько порядков превосходит стандартную скорость выброса плазмы традиционных плазменных двигателей, составляющую 100 километров в секунду.
Даже по сравнению с самыми передовыми воздушно-космическими двигателями, скорость выброса импульсной плазмы почти в три раза выше.
И такая высокая скорость выброса импульсной плазмы, при энергетической поддержке от малых или даже крупных термоядерных реакторов, теоретически позволяет со временем разогнать космический корабль до скорости света.
Поскольку этот электромагнитный импульсный двигатель с магнитным пересоединением подобен «плазменному распылителю с бесконечным топливом», непрерывно выбрасывающему плазму с любой скоростью.
А согласно третьему закону Ньютона (действие и противодействие), каждая выброшенная частица плазмы будет давать космическому кораблю небольшой толчок вперед.
При достаточном времени кумулятивный эффект этих бесчисленных малых толчков в конечном итоге сможет разогнать космический корабль до сколь угодно высокой скорости.
Однако на практике это почти невозможно.
В конце концов, общее количество термоядерного топлива и рабочего тела, которое может нести космический корабль, ограничено.
До исчерпания этого термоядерного топлива и рабочего тела он сможет разогнать корабль максимум до определенной скорости.
Если предположить неограниченное количество топлива, то для космического корабля массой 1000 тонн, выбрасывающего плазму со скоростью 15 тысяч километров в секунду, согласно уравнению Δv=veln(m0/mf), ln(m0/mf)=Δv/ve=3×10/1.5×10=2.
Затем подставляем в уравнение для расчета массы рабочего тела.
Сюй Чуань молча произвел в уме простой расчет: если космический корабль массой в тысячу тонн выбрасывает плазму со скоростью 15 тысяч километров в секунду, то для разгона его до одной десятой скорости света за один год.
Потребуется не менее 2000 тонн рабочего тела!
Очевидно, это нереально.
Однако, если увеличить время разгона, количество необходимого рабочего тела уменьшится.
В конце концов, для электрических двигателей, чем выше скорость выброса плазмы (удельный импульс), тем меньше обычно мгновенная тяга, но тем выше эффективность использования топлива.
Это также означает, что для разгона космического корабля до более высокой скорости потребуется меньше рабочего тела.
Тем не менее, для развития аэрокосмических технологий этот импульсный электромагнитный двигатель с переподключением магнитных силовых линий по-прежнему является важной вехой!