Silnik plazmowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Silnik plazmowy, zwany także magneto-plazmowym – silnik odrzutowy, w którym substancją roboczą jest plazma o wysokim stopniu jonizacji. W silniku plazmowym stosowane jest elektromagnetyczne przyspieszanie plazmy, co umożliwia uzyskanie znacznie większej siły ciągu niż w wypadku silników konwencjonalnych przy takim samym zużyciu paliwa. Źródłem energii, potrzebnej do wytworzenia i ogrzania plazmy, mogą być reakcje jądrowe zachodzące w reaktorze lub elektryczne źródła energii. Ogrzana plazma zostaje przyspieszona i wyrzucona przez specjalną dyszę. Silniki mają być wykorzystywane w rakietach i promach kosmicznych.

Reaktor jądrowy – urządzenie, w którym przeprowadza się z kontrolowaną szybkością reakcje jądrowe; na obecnym etapie rozwoju nauki i techniki są to przede wszystkim reakcje rozszczepienia jąder atomowych. Reakcje te mają charakter łańcuchowy – produkty reakcji (w tym głównie neutrony) mogą zainicjować kilka następnych. Aby uniknąć lawinowego wzrostu szybkości reakcji, reaktor dzieli się na strefy wypełnione na przemian paliwem, chłodziwem oraz moderatorem, czyli substancją spowalniającą neutrony. Szybkość reakcji kontrolowana jest m.in. przez zmianę wzajemnego położenia lub proporcji tych składników, a także przez wprowadzanie dodatkowych substancji pochłaniających lub spowalniających neutrony, zawartych w tzw. prętach regulacyjnych (służących do normalnej regulacji parametrów reakcji) oraz prętach bezpieczeństwa (stosowanych do awaryjnego wyłączania reaktora). Substancjami używanymi do pochłaniania neutronów termicznych są m.in. bor i kadm, natomiast jako moderatorów używa się m.in. berylu, grafitu, a także wody, pełniącej równocześnie rolę chłodziwa.Plazma – zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, w którym znaczna część cząstek jest naładowana elektrycznie. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna.

Silniki plazmowe mają pozwolić na uzyskiwanie prędkości kilkuset tysięcy km/h, dzięki czemu lot na Marsa trwał będzie tylko 39 dni zamiast sześciu lub więcej miesięcy w przypadku rakiet konwencjonalnych.

Obecnie trwają testy silnika plazmowego o zmiennym impulsie właściwym VASIMR. Po raz pierwszy w przestrzeni kosmicznej ma on zostać przetestowany w 2016 roku na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Silnik VASIMR mógłby posłużyć do okresowego podnoszenia orbity stacji, która w wyniku oporu atmosfery stale się obniża. Jego zastosowanie pozwoliłoby zredukować ilość paliwa potrzebną do podnoszenia orbity stacji z 7,5 do 0,3 tony rocznie i zaoszczędzić miliony dolarów w skali roku.

Rakieta to pojazd latający lub pocisk, napędzany silnikiem rakietowym. Obiekt ten uzyskuje siłę ciągu dzięki reakcji szybko wyrzucanych gazów spalinowych lub innych mediów (np. sprężone gazy, przegrzana para) z dysz silnika rakietowego, zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona. Często pojęcie rakiety jest używane w znaczeniu silnika rakietowego lub pocisku rakietowego. Rakiety służą między innymi do przenoszenia ładunku, np. statku kosmicznego, głowic bojowych, sztucznych satelitów w warunkach przestrzeni kosmicznej, gdzie nie ma żadnej zewnętrznej substancji, której pojazd mógłby użyć jako elementu napędzającego.Paliwo – substancja wydzielająca przy intensywnym utlenianiu (spalaniu) duże ilości ciepła. Energia uzyskana ze spalania paliwa wykorzystywana jest:

Przypisy[ | edytuj kod]

  1. Lisa Zyga: Plasma Rocket Could Travel to Mars in 39 Days (ang.). W: Phys.org [on-line]. 2009-10-06. [dostęp 2015-10-09].
  2. Steve Nadis: The Revolutionary Rocket That Could Shuttle Humans to Mars (ang.). W: Discover [on-line]. 2014-04-18. [dostęp 2015-10-09].
Wahadłowiec kosmiczny, prom kosmiczny – rodzaj bezzałogowego lub załogowego statku kosmicznego, który może być wykorzystywany wielokrotnie i zwykle przystosowany jest do wynoszenia na orbitę i ściągania z orbity sztucznych satelitów i innych ładunków. Cechą charakterystyczną wahadłowców jest lądowanie na pasie startowym lotniska, podobnie jak samoloty, stąd używane są w stosunku do nich takie określenia jak samolot kosmiczny, rakietoplan i in. Wahadłowce mogą natomiast startować wynoszone tradycyjną rakietą nośną lub na pokładzie większego samolotu-nosiciela.Dysza - urządzenie do kontroli kierunku lub charakterystyki wypływu płynu (gazu lub cieczy). Dysza jest najczęściej rurą o zmiennym przekroju, niekoniecznie okrągłym. Przykładem kontroli kierunku jest ciąg wektorowany w samolotach. Charakterystyka wypływu składa się zaś z takich parametrów jak prędkość, koncentracja lub kształt. Często celem stosowania dysz jest uzyskanie maksymalnej prędkości wypływu aby uzyskać maksymalny odrzut (np. w silnikach odrzutowych) lub maksymalny zasięg strumienia (np. w wężach strażackich, czy armatkach wodnych). Czasem chodzi o uzyskanie maksymalnej koncentracji strumienia np. w urządzeniach typu waterjet, lub wręcz przeciwnie - maksymalnego rozproszenia np. w rozpylaczach lakierów w zakładach fryzjerskich, czy lakierniach samochodowych. Kontrola kształtu pozwala zaś uzyskać m.in. kurtyny wodne jak i powietrzne.




Warto wiedzieć że... beta

Silnik plazmowy o zmiennym impulsie właściwym, VASIMR (ang. VAriable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) – jonowy napęd statku kosmicznego, który wykorzystuje energię mikrofal i pole magnetyczne do podgrzania, przyspieszania i ukierunkowania czynnika roboczego a tym samym wytworzenia siły ciągu. W porównaniu do silnika jonowego elektrostatycznego ma zapewnić znacznie większą i regulowaną siłę ciągu. Obecnie trwają prace nad skonstruowaniem silnika, który będzie mógł zostać zastosowany praktycznie.
Oddziaływanie elektromagnetyczne to jedno z czterech znanych fizyce oddziaływań elementarnych. Odpowiada za siły działające między cząstkami posiadającymi ładunek elektryczny. Jego odkrywcą był Duńczyk Hans Christian Ørsted.
Reakcje jądrowe to przemiany jąder atomowych wywołane ich oddziaływaniem wzajemnym w odległości odpowiadającej zasięgowi sił jądrowych bądź też ich oddziaływaniem z cząstkami elementarnymi lub fotonami. W ich wyniku powstają jądra atomowe innych pierwiastków, innych izotopów tego samego pierwiastka lub jądra tego samego izotopu danego pierwiastka w innym stanie energetycznym. Oddziaływania jądrowe prowadzące do reakcji jądrowych nazywane są często zderzeniami.

Reklama