EO

Chinezen bouwen elektrische straalmotor (video)

06 mei 2020 om 14:38 uur

Het ontwerp van de straalmotor maakt gebruik van een luchtcompressor om de initiële luchtsnelheid te genereren, ioniseert de lucht vervolgens tot een plasma en verwarmt dit tot een hoge temperatuur en druk met behulp van een krachtige magnetron. Beeld: Dan Ye, Jun Li en Jau Tang

Een onderzoeksteam van de universiteit in Wuhan heeft een prototype gebouwd van een microwave-plasma-straalmotor die even efficiënt stuwkracht produceert als een standaard straalmotor van een modern vliegtuig. Onder laboratoriumomstandigheden, tenminste.


Het onderzoek is gepubliceerd in AIP Advances. 

 

Plasma-stuwraketten worden al gebruikt voor de voortstuwing van ruimtevaartuigen, maar het daarbij gebruikte xenonplasma is nutteloos binnen de dampkring van de aarde, aangezien versnelde xenon-ionen het grootste deel van hun stuwkracht verliezen aan de luchtweerstand. Het nieuwe ontwerp gebruikt echter alleen lucht en elektriciteit en lijkt relevant te kunnen worden voor toepassingen in elektrische vliegtuigen.

 

Het apparaat maakt een lage temperatuur plasma door lucht te ioniseren. Dit wordt vervolgens door een luchtcompressor in een buis opgeblazen. Halverwege de buis wordt het plasma bestraald met een krachtige magnetron, die de ionen heftig in beweging brengt en ze tegen andere, niet-geïoniseerde atomen perst, waardoor de temperatuur en druk van het plasma enorm verhogen. Hierdoor ontstaat een aanzienlijke stuwkracht.

 

Een deel van het geheim zit in de afgeplatte golfgeleider waardoor de microgolven worden afgevuurd. Deze worden opgewekt door een magnetron van 1 kW en 2,45 Gh en door een golfgeleider gestuurd die is versmald tot zijn halve hoogte waar hij de plasmabuis nadert. Zo wordt de elektrische veldsterkte vergroot en zoveel mogelijk warmte en druk aan het plasma gegeven.

 

vlamDe onderzoekers merkten op dat, bij een stabiele luchtstroom, de vlamstraal in de buis langer leek te worden naarmate het microgolfvermogen werd verhoogd. Ze probeerden te meten hoeveel stuwkracht werd geproduceerd, wat moeilijk bleek omdat de plasma-straal van duizend graden een gewone barometer zou vernietigen.

 

val In plaats daarvan besloten ze om een holle stalen bal bovenop de buis te balanceren, die kon worden gevuld met kleinere stalen kralen om het gewicht te veranderen. Bij een bepaald gewicht zou de stuwkracht de zwaartekracht opheffen en de bal van de buis af tillen.

 

Ze testten dit over een reeks vermogensniveaus en luchtsnelheden en vonden een lineaire relatie tussen de voortstuwingskracht, het microgolfvermogen en de luchtstroom.

 

De voortstuwingskracht bedroeg 11 Newton bij 400 W en 1,45 kubieke meter lucht per uur, wat neerkomt op een omzetting van vermogen in stuwkracht met een snelheid van 28 N / kW. Uitgaande van lineaire extrapolatie, speculeert het team dat het een stuwkracht van 8500 N kan opwekken met een Tesla Model S-batterij van 310 kW.

 

Ter vergelijking: het elektrische vliegtuig Airbus E-Fan gebruikt twee 30-kW ventilatoren met elektrische kanalen, die samen 1500 N stuwkracht produceren. Dat zou een efficiëntie van 25 N / kW betekenen, wat net niet zo goed is als het eerste prototype dat in dit laboratorium is geassembleerd. De onderzoekers noemen de stuwkrachtefficiëntie daarom ‘vergelijkbaar met die van commerciële vliegtuigstraalmotoren'.

 

Het probleem zit echter in de schaal. Bij de luchtstroomsnelheden (ongeveer 1m3 / h) en microgolfvermogens (minder dan 1kW) die de onderzoekers testten, schaalde alles heel mooi. Maar deze luchtstromen zijn ongeveer 15.000 keer kleiner dan die van een volwaardige motor. De stuwkracht moet ook met ongeveer vier ordegroottes schalen (wat betekent dat de kracht dat ook doet).

 

Gerelateerd nieuws

Gemaskerde lucht

Gemaskerde lucht: beter dan een mondkapje?

De Atmôs van Aō Air werd op de Consumer Electronics Show 2020 in Las Vegas gepresenteerd als een gezichtsmasker dat een 50x betere luchtkwaliteit biedt dan de beste bestaande maskers.

Drone-vogel inspecteert verborgen in het volle zicht

Drone-vogel voor onopvallende inspecties

De Drone Bird Company – voorheen Clear Flight Solutions – lanceert een inspectiedrone die precies lijkt op een vogel. Doel is om verborgen te kunnen surveilleren en verkennen, terwijl je je in het volle zicht bevindt…

Coherente Lidar op lange afstand versnellen

Coherente Lidar op lange afstand versnellen

Onderzoekers van EPFL hebben een nieuwe manier gevonden om Lidar-motoren te versnellen door fotonische circuits te gebruiken. Moderne 3D Lidar-sensoren combineren een hoge laterale / verticale en radiale resolutie. Ze…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Lichtschermen PSENopt II – Nu met verbeterde spiegelzuilen

Pilz maakt het portfolio met lichtschermen compleet: De lichtschermen PSENopt II zijn niet alleen verkrijgbaar voor...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

16 juni 2020, Veldhoven

Business Software Event 2020

‘Boost your business with connected software & smart data’. Dat is het thema van het Business...

17 juni 2020, Vianen

Industrial Ethernet Event

Hoe kun je het maximale uit Industrial Ethernet halen?

11 augustus 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

11, 12 , 18, 19 augustus 2020

Meer agendapunten »