Nhóm nghiên cứu tạo ra động cơ phản lực vi sóng kết hợp plasma, mong muốn thay thế động cơ máy bay hiện tại

Nhóm nghiên cứu tạo ra động cơ phản lực vi sóng kết hợp plasma, mong muốn thay thế động cơ máy bay hiện tại
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Liệu có phải ta đang chiêm ngưỡng tương lai của ngành hàng không?

Dựa trên bài viết của nhà vật lý học Chris Lee, đăng tải trên Arstechnica.

Tôi thường đọc các báo cáo khoa học về động cơ tên lửa thay thế động cơ đốt với một mức độ hoài nghi nhất định. Nhưng cuối cùng, cũng xuất hiện một nghiên cứu về động cơ đẩy vi sóng không đặt nền móng trên những khái niệm vật lý bất khả thi. Thay vào đó, nó ứng dụng công nghệ động cơ đẩy plasma xưa cũ.

Động cơ đẩy plasma vẫn thường được coi là cách thức đẩy tàu không gian trong tương lai, nhưng giờ đã xuất hiện một thiết bị được thiết kế để vận hành trong môi trường khí quyển. Theo lời các nhà nghiên cứu có liên quan, thì động cơ đẩy plasma không khí này có tiềm năng tạo ra sức đẩy tương đương với động cơ phản lực thông thường.

Nhóm nghiên cứu tạo ra động cơ phản lực vi sóng kết hợp plasma, mong muốn thay thế động cơ máy bay hiện tại - Ảnh 1.

Không khí dễ cháy?

Nói ngắn gọn, động cơ phản lực chỉ là một dạng động cơ đốt trong: nén thật chặt tổ hợp của nhiên liệu và không khí lại. Hoạt động đánh lửa sẽ đốt cháy tổ hợp khí gas (với đa số thành phần là nitro, thứ khí vốn không thể cháy), ép cho nó nở ra với tốc độ kinh hoàng. Khí gas tăng thể tích sẽ khiến quạt chạy, tạo ra lực đẩy hoặc trực tiếp cung cấp lực đẩy.

Nhưng điểm mấu chốt là cần tăng nhiệt độ khí gas lên vừa nhanh, vừa cao để nó có thể nở ra với tốc độ cần thiết. Nhiên liệu cho động cơ phản lực chỉ là nguồn năng lượng tạo ra nhiệt làm nóng khí gas.

Công nghệ của thời động cơ hơi nước cũng dựa trên khái niệm tương tự, và kể cả turbine hơi nước hiện đại cũng vậy. Điểm mấu chốt vẫn là đưa toàn bộ số năng lượng có được vào khí gas để chúng có thể nở ra nhanh chóng. Tuy nhiên, động cơ hơi nước là động cơ đốt ngoài, nước được làm nóng trước khi chảy vào hệ thống.

Trong báo cáo nghiên cứu mới, nhóm các nhà khoa học mô tả một loại động cơ đốt plasma trong/ngoài. Ý tưởng cơ bản là đây: ion hóa không khí để có được plasma, nó nóng lên và nở ra nhanh chóng, tạo ra lực đẩy.

Nhóm nghiên cứu tạo ra động cơ phản lực vi sóng kết hợp plasma, mong muốn thay thế động cơ máy bay hiện tại - Ảnh 2.

Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu sử dụng một magnetron để tạo ra vi sóng công suất lớn (khoảng 1kW). Vi sóng đi dọc một ống dẫn sóng (một ống kim loại hình vuông) hẹp dần và rồi lại rộng ra. Các nhà nghiên cứu đặt một ống quartz vào lỗ trống tại khoảng hẹp của ống dẫn sóng. Không khí bị ép qua ống quartz, đi qua phần hẹp của ống dẫn sóng và thoát ra ở đầu kia của ống quartz.

Tại đầu vào của ống quartz, không khí đi qua các điện cực, khiến electron trong một số nguyên tử (đa số là nitro và oxy) văng ra, tạo ra plasma có nhiệt độ và áp suất thấp. Sau đó, áp suất không khí từ điểm vào của ống quartz đẩy plasma vào ống dẫn sóng.

Trong ống dẫn sóng, các hạt mang điện bên trong plasma bắt đầu dao động, tương tác với trường vi sóng và đồng thời nóng lên nhanh chóng. Các ion, nguyên tử và electron liên tục va chạm, lan tỏa năng lượng từ ion và electron tới các nguyên tử trung tính, nhiệt độ plasma tăng lên nhanh chóng.

Kết quả: các nhà nghiên cứu tuyên bố plasma tăng tới nhiệt độ 1.000 độ C.

Và lực đẩy xuất hiện

Plasma nóng tạo ra một ngọn lửa như đèn khó; khí gas nóng thoát ra khỏi ống dẫn sóng và tạo ra lực đẩy. Đo đạc áp lực khí gas (tức là lực đẩy) hóa ra khó không tưởng; đa số các cảm biến áp lực và phong vũ biểu không ưa thích nhiệt độ cao toát ra từ plasma chút nào.

Nhóm nghiên cứu tạo ra động cơ phản lực vi sóng kết hợp plasma, mong muốn thay thế động cơ máy bay hiện tại - Ảnh 3.

Cách thức các nhà nghiên cứu đo lực đẩy.

Khó khăn ép các nhà nghiên cứu phải sáng tạo. Họ đóng ống quartz lại bằng một khối cầu thép rỗng với một lỗ nhỏ trên bề mặt chứa một bi thép. Nếu lực đẩy plasma đủ cao, nó sẽ khiến khối cầu rung lên trên đầu ống quartz. Khi khối cầu đủ nặng, nó sẽ nằm yên trên đầu ống. Các nhà nghiên cứu ước tính tổng lực đẩy tạo ra bởi khí gas bằng cách cân bằng nó với lực hấp dẫn tác động lên khối cầu. 

Cuối cùng, đội nghiên cứu đo được lực đẩy khoảng 28N/kW, cũng tương đương với động cơ turbine phản lực cánh quạt (tôi tính được lực đẩy của động cơ hiện đại vào khoảng 15N/kW). 

Câu hỏi đặt ra: quy mô hệ thống có thể lớn tới đâu. Với dòng không khí ổn định (khoảng 1m3/h) và công suất vi sóng (khoảng 1kW) như trong thử nghiệm, thì quy mô khá ổn. Nhưng dòng không khí trong hệ thống thấp hơn động cơ kích cỡ quy chuẩn khoảng 15.000 lần, lực đẩy cũng phải tăng quy mô lên khoảng 4 lần (tức là công suất cũng phải tăng theo). 

Tôi cũng tin rằng các nhà nghiên cứu cũng đưa ra những dấu hiệu cảnh báo trong báo cáo khoa học rồi, mà đọc kỹ cũng thấy có vài dữ liệu còn thiếu. Ví dụ, với công suất vi sóng cao nhất, chỉ thấy tỷ lệ dòng không khí chảy thấp mới được đo, khi công suất vi sóng ở mức thấp, nhóm nghiên cứu tiến hành đo đạc mọi tỷ lệ dòng không khí. Tôi đồ rằng plasma không ổn định ở trạng thái dòng chảy mạnh và công suất lớn.

Bạn có thể nghĩ rằng công nghệ này sẽ giảm khối lượng động cơ xuống, nhưng tôi lại không dám chắc vậy đâu. Nếu như động cơ đẩy plasma trở thành một phần của hệ thống động cơ turbine phản lực cánh quạt, tôi nghĩ nó còn làm cho hệ thống động cơ nặng hơn nữa. 

Dù gì đi nữa, đây vẫn là công trình nghiên cứu rất thú vị, và tôi mong nó sẽ thành hiện thực.

Chiếc đĩa bí ẩn của nước Nga: Dù bé tẹo nhưng chẳng ai nhấc nổi, bên dưới ẩn giấu bí mật gây ngỡ ngàng

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Chiếc đĩa bí ẩn của nước Nga: Dù bé tẹo nhưng chẳng ai nhấc nổi, bên dưới ẩn giấu bí mật gây ngỡ ngàng
Chiếc đĩa bí ẩn này thực chất là gì? Nếu biết, bạn sẽ hết sức bất ngờ đấy.

Thế giới đang sử dụng những cách nào để xây dựng nhà chống lũ?

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Thế giới đang sử dụng những cách nào để xây dựng nhà chống lũ?
Bên cạnh chống lũ, việc sống chung với lũ cũng là một trong những phương án nhiều nước áp dụng ngày nay. Điểm thiết yếu của chính sách này là phải xây dựng được những ngôi nhà chống lũ cho người dân.

2 thầy trò sử dụng thuật toán để biến bản đồ từ thời cổ đại thành hình chụp rõ nét như bản đồ vệ tinh

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
2 thầy trò sử dụng thuật toán để biến bản đồ từ thời cổ đại thành hình chụp rõ nét như bản đồ vệ tinh
Nhìn vào để thấy sự thay đổi chóng mặt của đô thị hóa.

Nghệ nhân Zimbabwea biến lốp xe hơi cũ thành những đôi dép độc đáo

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Nghệ nhân Zimbabwea biến lốp xe hơi cũ thành những đôi dép độc đáo
Dù tạo ra một đôi giày thoải mái từ lốp xe hơi cũ nghe có vẻ phi thực tế, nhưng theo những gì Chitukutuku đang làm, quy trình này có vẻ khá đơn giản, chỉ mất chưa đầy 1 tiếng đồng hồ.

Chàng thanh niên mang hoài bão dọn sạch biển hợp tác cùng Microsoft, chế tạo tàu gom rác tự hành chạy bằng năng lượng Mặt Trời

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Chàng thanh niên mang hoài bão dọn sạch biển hợp tác cùng Microsoft, chế tạo tàu gom rác tự hành chạy bằng năng lượng Mặt Trời
Dự kiến, hai điểm đến tiếp theo của những hệ thống tàu này là Việt Nam và Cộng hoà Dominica.

Giới khảo cổ phát hiện hình vẽ mèo khổng lồ 2000 năm tuổi nằm ngay giữa sa mạc tại Peru

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Giới khảo cổ phát hiện hình vẽ mèo khổng lồ 2000 năm tuổi nằm ngay giữa sa mạc tại Peru
Theo đó, các nhà khảo cổ học đã bất ngờ phát hiện hình vẽ con mèo khổng lồ này khi đang cải tạo lối đi để du khách có thể dễ tới chiêm ngưỡng những bức hình khổng lồ tạo nên Nazca Lines bí ẩn và nổi tiếng.

Tìm xuống vùng biển sâu nhất đại dương, khoa học phát hiện sự thật đau lòng: Biến đổi khí hậu đang nghiêm trọng hơn bao giờ hết rồi

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Tìm xuống vùng biển sâu nhất đại dương, khoa học phát hiện sự thật đau lòng: Biến đổi khí hậu đang nghiêm trọng hơn bao giờ hết rồi
Có một xu hướng đáng ngại đang tồn tại dưới đáy đại dương, và khoa học đang tích cực tìm hiểu thêm.

Các nhà thiên văn học hóa giải bí ẩn về thiên hà chứa 99,99% vật chất tối

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Các nhà thiên văn học hóa giải bí ẩn về thiên hà chứa 99,99% vật chất tối
Nhiều khả năng đội nghiên cứu đưa nhận định cũ sẽ tính toán lại để tranh cãi bằng được rằng mình đúng. Chúng ta cùng "lót dép" chờ xem.

Phát hiện ra "siêu sức mạnh" mới của loài gấu nước: một lá chắn cực tím bằng huỳnh quang

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Phát hiện ra "siêu sức mạnh" mới của loài gấu nước: một lá chắn cực tím bằng huỳnh quang
Gấu nước vẫn chưa thôi làm chúng ta bất ngờ.

7 việc cực đơn giản nhưng nếu làm được, bạn đặc biệt hơn 90% dân số thế giới đấy

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
7 việc cực đơn giản nhưng nếu làm được, bạn đặc biệt hơn 90% dân số thế giới đấy
Hãy thử xem mình có phải là "của hiếm" của thế giới hay không nhé.

Giáo sư đại học Mỹ tuyên bố: Rất có thể chúng ta đang sống trong một thế giới giả lập

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Giáo sư đại học Mỹ tuyên bố: Rất có thể chúng ta đang sống trong một thế giới giả lập
Theo kết luận của giáo sư, tỉ lệ sống trong giả lập của chúng ta lên tới 50%.

6 ý nghĩa thực sự mỗi khi bạn cảm thấy "Deja vu" - hiện tượng rất nhiều người đã từng trải nghiệm mà không giải thích nổi

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
6 ý nghĩa thực sự mỗi khi bạn cảm thấy "Deja vu" - hiện tượng rất nhiều người đã từng trải nghiệm mà không giải thích nổi
Deja vu đến nay vẫn là một hiện tượng khoa học chưa thể giải thích. Dẫu vậy, nó vẫn mang đến những ý nghĩa nhất định.

Khoa học "đập hộp" hang động tách biệt khỏi thế giới suốt 5 triệu năm, và đây là những gì được tìm thấy

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Khoa học "đập hộp" hang động tách biệt khỏi thế giới suốt 5 triệu năm, và đây là những gì được tìm thấy
Một hang động bị đóng kín suốt 5,5 triệu năm, chỉ được tìm ra từ cách đây hơn 30 năm và đến nay mới chỉ có chưa đến 100 người được phép xuống thám hiểm.

Ai đã tạo ra thế giới kỳ lạ của "Nghìn lẻ một đêm"?

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Ai đã tạo ra thế giới kỳ lạ của "Nghìn lẻ một đêm"?
Nghìn lẻ một đêm là bộ sưu tập các truyện dân gian Trung Đông và Nam Á được biên soạn bằng tiếng Ả Rập trong thời đại hoàng kim Hồi giáo.

Sự kiện Dust Bowl: "Cơn bão đen" kéo dài 10 năm trên khắp Bắc Mỹ

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Sự kiện Dust Bowl: "Cơn bão đen" kéo dài 10 năm trên khắp Bắc Mỹ
Sự kiện Dust Bowl nổi bật với hiện tượng rất nhiều cơn bão và lốc hoành hành ở các đồng cỏ tại khu vực Bắc Mỹ và gây ra nhiều thiệt hại kinh khủng.

Cùng nghe thứ âm thanh tuyệt diệu của vũ trụ, được tạo ra từ loạt ảnh chụp Dải Ngân hà của NASA

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Cùng nghe thứ âm thanh tuyệt diệu của vũ trụ, được tạo ra từ loạt ảnh chụp Dải Ngân hà của NASA
NASA đã sử dụng quá trình chuyển hóa dữ liệu thành âm thanh để đem tới cách nhận thức về vũ trụ theo một cách hoàn toàn mới, đó là hé “âm thanh” của Dải Ngân hà.

Bất chấp “Bão Facebook" - quét tài khoản, không cho chạy quảng cáo, doanh nghiệp này vẫn có thể đạt 1000 đơn đặt hàng/ngày nhờ 3 việc sau

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Bất chấp “Bão Facebook" - quét tài khoản, không cho chạy quảng cáo, doanh nghiệp này vẫn có thể đạt 1000 đơn đặt hàng/ngày nhờ 3 việc sau
"Bão Facebook" đang là từ khoá hot trong thời gian gần đây trong cộng đồng thương mại điện tử và những doanh nghiệp nào có Facebook là kênh quảng cáo, khi bỗng dưng một ngày nhận được thông báo "tài khoản quảng cáo bị vô hiệu hoá", dù không vi phạm hoặc nhận được bất kỳ cảnh báo nào.

Điều gì sẽ xảy ra nếu hai khối rác không gian va chạm vào nhau?

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Điều gì sẽ xảy ra nếu hai khối rác không gian va chạm vào nhau?
Hiệu ứng Domino có thể tạo ra lớp mảnh vỡ không thể xuyên thủng, giam giữ chúng ta trên Trái đất vĩnh viễn.

10 sai lầm hay mắc phải trong việc dọn dẹp nhà cửa

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
10 sai lầm hay mắc phải trong việc dọn dẹp nhà cửa
Trong quá trình dọn dẹp và chăm sóc nhà cửa, chúng ta thường mắc phải những sai lầm không chỉ gây hại cho những đồ vật xung quanh mà còn cho chính bản thân chúng ta.

Phân tích đá Mặt Trăng cho thấy nhà chị Hằng từng phát ra từ trường, và nhờ nó sự sống trên Trái Đất mới xuất hiện

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Phân tích đá Mặt Trăng cho thấy nhà chị Hằng từng phát ra từ trường, và nhờ nó sự sống trên Trái Đất mới xuất hiện
Lấy được mẫu đá từ hai cực của Mặt Trăng, ta sẽ biết rõ khẳng định này là đúng hay sai.

Sử dụng năng lượng Mặt Trời, thiết bị này lấy được nước từ không khí khô hanh như sa mạc

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Sử dụng năng lượng Mặt Trời, thiết bị này lấy được nước từ không khí khô hanh như sa mạc
Toàn bộ hệ thống chỉ nặng 7kg.

Bay liên tục 13.000 km không cần nghỉ, loài chim 'máy bay phản lực' lập kỷ lục vô tiền khoáng hậu

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Bay liên tục 13.000 km không cần nghỉ, loài chim máy bay phản lực lập kỷ lục vô tiền khoáng hậu
Bay hơn 12.000km từ Alaska đến New Zealand trong 11 ngày không ngừng nghỉ, một con chim choắt mỏ thẳng đuôi vằn xác lập một kỷ lục vô tiền khoáng hậu trong thế giới động vật.

Đột phá: lần đầu tiên khoa học đạt được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng

tinybook tinybook 1 tháng 2 tuần
Đột phá: lần đầu tiên khoa học đạt được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng
"Trạng thái siêu dẫn" vẫn là mục tiêu của khoa học vật chất suốt nhiều thập kỷ nay, và chúng ta đã đi được nửa chặng đường với đột phá mới.

Não sôi lên, hộp sọ nổ tung, cơ bắp bốc hơi và mô bị thủy tinh hóa, khoảnh khắc bị núi lửa hủy diệt còn kinh hoàng hơn địa ngục

tinybook tinybook 1 tháng 3 tuần
Não sôi lên, hộp sọ nổ tung, cơ bắp bốc hơi và mô bị thủy tinh hóa, khoảnh khắc bị núi lửa hủy diệt còn kinh hoàng hơn địa ngục
Núi lửa là một vết đứt gãy trên lớp vỏ của một hành tinh, như là Trái Đất cho phép dung nham, tro núi lửa, và khí thoát ra từ một lò magma ở dưới bề mặt.

Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km/s

tinybook tinybook 1 tháng 3 tuần
Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km/s
Trên lý thuyết, âm thanh truyền qua vật liệu hydro kim loại (mới chỉ tồn tại trên lý thuyết) sẽ có tốc độ cao nhất, gần với mốc 36 km/s.

4 lý do khiến TMĐT ngày càng thu hút tín đồ công nghệ

tinybook tinybook 1 tháng 3 tuần
4 lý do khiến TMĐT ngày càng thu hút tín đồ công nghệ
Với hàng loạt ưu đãi độc quyền hấp dẫn, cam kết xuất xứ và chính sách hậu mãi “sang xịn”, sự bùng nổ đơn hàng công nghệ trong những Lễ Hội mua sắm đã và đang chứng tỏ vị thế của hệ thống gian hàng chính hãng trên TMĐT trong lòng fan công nghệ.

Nếu không ngửi được 2 mùi này thì nhiều khả năng bạn đã mắc phải COVID-19

tinybook tinybook 1 tháng 3 tuần
Nếu không ngửi được 2 mùi này thì nhiều khả năng bạn đã mắc phải COVID-19
Mất khứu giác và vị giác là một trong những triệu chứng do coronavirus được báo cáo phổ biến nhất, và cũng là một trong những dấu hiệu rõ ràng nhất về sự hiện diện của virus SARS-CoV-2.

Đây là lý do tại sao ta nên xây cơ sở hạ tầng internet lượng tử trên quỹ đạo

tinybook tinybook 1 tháng 3 tuần
Đây là lý do tại sao ta nên xây cơ sở hạ tầng internet lượng tử trên quỹ đạo
Nghiên cứu mới chỉ ra rằng với một dàn 400 vệ tinh lượng tử, ta sẽ "dễ dàng" có được internet lượng tử toàn cầu.

6 dấu hiệu cho thấy nhà bạn có vấn đề về điện, cần khắc phục 'càng sớm càng tốt'

tinybook tinybook 1 tháng 3 tuần
6 dấu hiệu cho thấy nhà bạn có vấn đề về điện, cần khắc phục càng sớm càng tốt
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hầu hết các ngôi nhà không tuân theo các biện pháp an toàn được khuyến nghị để ngăn ngừa điện giật và hỏa hoạn, tuy nhiên một số dấu hiệu dễ nhận thấy có thể giúp tìm ra vấn đề trước khi mọi thứ vượt khỏi tầm tay.

Mổ xẻ trạm gốc 5G Huawei mới thấy công ty Trung Quốc cần linh kiện Mỹ đến mức nào

tinybook tinybook 1 tháng 3 tuần
Mổ xẻ trạm gốc 5G Huawei mới thấy công ty Trung Quốc cần linh kiện Mỹ đến mức nào
Gần 30% giá trị trạm gốc 5G của Huawei thuộc về các linh kiện Mỹ, hầu hết trong số đó là các con chip tối quan trọng cho việc xử lý tín hiệu radio, điều khiển nguồn năng lượng cũng như chip nhớ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat