Взагалі, термін іонних двигунів найчастіше зустрічається в сфері космічних розробок і космічних кораблів. Причому принцип роботи двигунів, розроблених в NASA і інших космічних агентствах, практично однаковий. Але якщо іонний двигун призначений для роботи у вакуумі космосу, то іонні прискорювачі швидше можуть одного разу замінити літакові двигуни.

Якщо ви хочете побачити роботу іонного прискорювача, то просто подивіться на будь-який електростатичний іонізатор і очисник повітря. Він використовує електростатичний заряд для збирання молекул пилу з повітря і тримає їх на спеціальних металевих пластинках. Яке ж відношення все це має до польотів, запитаєте ви? Все дуже просто. Підставте руку під решітку збирача пилу і ви відчуєте легкий вітерець. При обліку, що зазвичай такі збирачі пилу не мають рухаються частин, все це виглядає дивно, чи не так? Що ж тоді створює такий ефект? Іонний (або електростатичний) вітер.

Правильною назвою «іонного вітру» є термін електрогідродинамічного ефект (ЕГД). І знають про нього ще з 18 століття, коли вчені виявили, що електрика може створювати малий рух повітря. Правда, вчені та інженери змогли дати визначення ЕГД тільки в 60-х роках минулого століття. Одним з піонерів в даних дослідженнях був російсько-американський льотчик і винахідник Олександр Миколайович Прокоф'єв-Сіверський, який описав фізику і запатентував базові принципи цієї технології.

Сіверський використовував ЕГД для створення, як він його сам називав, «іонольоти», який, до речі, до цих пір будують багато студентів і любителі даних досліджень. Працює він на принципі використання негативно зарядженого анода для зарядки частинок повітря. Ці заряджені частинки, або іони направляються до позитивно заряджених катодам. При русі іонів в напрямку катода, вони стикаються з молекулами повітря і відштовхують їх, створюючи таким чином іонний вітер.

У робочій моделі такого «іонольоти», створеного командою лабораторії MIT, анод з тонкого мідного електрода називають «емітером». А катод, в ролі якого тут використовується алюмінієва трубка, називають «колектором». Потім їх з'єднують за допомогою дуже тонкої рамки, підключають цю конструкцію до зовнішнього джерела живлення, і конструкція злітає. Що цікаво, при зміні напруги таким «іонольоти» можна навіть управляти, розгорнувши його, як розгортається вертоліт. При цьому він не створює ніякого шуму. Він ніби ширяє.

У 60-х року «іоноліт» здавався чимось особливим і революцією в науці. Ходили навіть розмови про те, що принцип його роботи можна було б використовувати в маленьких літаках і в військовій справі, адже такі «іонольоти" не виробляли тепла і тим самим їх було неможливо виявити на радарах. В якийсь час завдяки своїй безшумності «іонольоти» хотіли замінити звичайні вертольоти і навіть побудувати спеціальні літаючі платформи протиракетної оборони і моніторингу за рухом по дорогах.

Проблема полягала в потужності. Технологія відмінно працювала з маленькими моделями, на зразок тієї, що можна бачити вище на відео, але зовсім не підходила для будівництва більших «іонольоти». Що вже говорити, технологія навіть не дозволяла нести на борту власне джерело живлення, не кажучи вже про додаткове обладнання. І тому через якийсь час про технології стали забувати.

Коли ж учені з MIT вирішили повернутися до цього питання, то виявили, що насправді серйозних досліджень іонного вітру і можливості створення двигунів на його основі не проводилося. Тому вони вирішили провести експеримент, при якому на конструкцію «іонольоти» подавався б ток в сотні вольт, яких би вистачило для того щоб запалити звичайну лампочку.

Результати виявилися дивовижними. Команда дослідників виявила, що іонна тяга виявилася більш ефективною в порівнянні, наприклад, з літаковими двигунами. У той час як літакові (турбореактивні) двигуни створюють тягу в 2 H на кіловат потужності, іонний двигун зміг створити 110 Н на кіловат потужності. Більш того, з'ясувалося, що такі двигуни найбільш ефективні для забезпечення малої тяги. Іншими словами енергія не витрачалася даремно.

Незважаючи на це досить обіцяє відкриття, не варто очікувати, що ми зможемо побачити і навіть політати на «іонольоти» в найближчому майбутньому. Адже незважаючи на свою ефективність, технологія вимагає неймовірно високої кількості споживаної для харчування енергії. Навіть для того щоб підняти в повітря маленький літак, потрібно МегаВольт енергії. Тому вченим доведеться ще вирішити питання про те, як запхати в літак потужність виробляється цілої електростанцією.

Проте характеристики і особливості іонного двигуна підводять нас до міркування про те, що при збільшенні самих двигунів, збільшується і відстань між анодом і катодом. Тому для запуску з землі «іонольоти» буде потрібно настільки великий двигун, що практично саме літальний засіб буде знаходиться всередині цього двигуна. А це означає, що «іоноліт» можливо буде дуже великим, круглим, з розташованої в центрі основної палубою.

джерело: hi-news.ru.