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等離子體與聚變導論

圖文更新时间:2024-12-25 12:25:13

等離子體與聚變導論（空氣等離子的無化石無燃料噴射推進）1

微波空氣等離子體推進器原型的示意圖以及不同微波功率下的明亮等離子體射流

人類依賴化石燃料作為其主要能源，特别是在運輸中。然而，化石燃料既不可持續也不安全，是溫室氣體排放的最大來源，并由于全球變暖而導緻不利的呼吸作用和破壞。

武漢大學技術科學學院的一個研究人員團隊演示了一種利用微波空氣等離子體進行噴射推進的原型裝置。他們在AIP Advances雜志中描述了引擎。

武漢大學教授喬騰說：“我們工作的動機是幫助解決由于人類使用化石燃料内燃機為汽車和飛機等動力機械提供動力的全球變暖問題。” “我們的設計不需要化石燃料，因此，沒有碳排放會引起溫室效應和全球變暖。”

除固體，液體和氣體外，等離子體是物質的第四種狀态，由帶電離子的聚集體組成。它自然存在于太陽表面和地球閃電等地方，但也可以生成。研究人員通過将空氣壓縮成高壓并使用微波将加壓的空氣流離子化來創建等離子流。

此方法不同于以前以一種關鍵方式創建等離子射流推進器的嘗試。其他等離子噴射推進器，例如NASA的Dawn太空探測器，使用的是氙等離子體，它無法克服地球大氣層中的摩擦，因此其動力不足以用于航空運輸。相反，作者的等離子噴射推進器僅使用注入的空氣和電力就地生成高溫高壓等離子。

原型等離子體射流設備可以将1公斤重的鋼球舉起在直徑為24毫米的石英管上，高壓空氣通過微波電離室而轉變為等離子體射流。按比例，相應的推力可與商用飛機噴氣發動機媲美。

通過使用高功率微波源構建大量此類推力器，可以将原型設計擴展為全尺寸射流。作者正在朝着這個目标提高設備的效率。

唐說：“我們的研究結果表明，這種基于微波空氣等離子體的噴氣發動機可能是傳統化石燃料噴氣發動機的可行替代品。”

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