Техника - молодёжи 1956-06, страница 36

ME'JTbJ

'AiD'AlAIPA

2.

ИОНОЛЕТАЛ И A P A T БЕЗ ГОРЮЧЕГО

ОН ОЗЛЕТДЕТ НА ПРОТУБЕРАНЦАХ, РОЖДАЮЩИХСЯ О ЕГО КАМЕРЕ

Стремительный воздушный корабль отправляется в дал: >нее путешествие. Своим внешним видом он напоминает старинные реактивные самолеты первой половины XX века. Но в отличие от них он не несет в своих баках грандиозных запасов гошочего, а двигатели получают энергию от на земных установок. Э"хэ ионолет.

На цветной вкладке, на нижнем рисунке, внизу, показана принципиальная схема энергопитания ионолета. осуществляемого с земли.

Переменный ток от энергоцентрали поступает к выпрямителям и превращается в постоянный ток высокого напряж( ния, который затем подводится к группе элек^ггроши .ix генератс ров, создающих колебания с чаете гой в несколько миллиардов периодов с секунду (электромагнитные волны короче 10 сантиметров). Эти сверхвысоксчастотные электромагнитные колебания питают остро-нешравл, иную ан генну. Она представляет собий огромный металлический экран, с лицевой стороны его электромагнитные колебали.i излучаются концентрированным направленным потоком, который сосредоточивается, фокусируется на ионолете.

Крылья иинолета — это приемные' направленные антенны. Сконцентрированная крыльями элзк громагнит-ная энергия пс ступает по волново дам к реактивным камерам. В рабочей полости каждой камеры возникает сверхмощное электрическое пламя — безэлектродный вихрезой разряд.

Воздух, входящий через передние отв< ргтия в реактивные камеры, раскаляется, молекулы его расщепляются и ионизируются. Отсюда произошло и название корабля — ионолет. Струя раскаленных ионизированных газов со страшной силой выбрасывается из сопел, создавая силой реакции необходимую тягу.

Температ ура раскаленной струи, выбрасываемой из высокочастотной камеры сгорания, значительно выше, нежели температура газов, получаемых при сюрании самых высококалорийных топлив (например, водорода, сгопающего в озоне).

Поэтому и скорости частиц, вылетающих из сопла иочолета, много больше, чем скорости молекул любых продуктов сгорания. Факел ионизированных газов, извергающиеся из высокочаст отных каме. сгорания, подобен солнечному протуберанцу.

Полная мощность электрического пламени в камерах сгорания достигает миллиона киловагт.

В середине XX века моншоегь самой большой электропечи (например. дуговой для плавки металлов) не превышала нескольк! ix десятков тысяч киловатт. Тачая печь была громоздким сооружением с тяжелыми токоподводами, с многотонными ' угсльньши электродами. По сравнению с такой электр эпечью вес камер сгорания ионолета ничтожно мал. Мощность на эди™цу веса камер ионолета в неокол >ко тысяч раз выше, чем в существовавшей самой совершенной электрической печи.

Если бы ионолет остановился в своем полете, то пламя в разрядной камере сожгло бы. испепелило ее в несколько секунд, Но благодаря большой скорости полета эта камера сильно продувается воздухом и зее создаваемое в ней тепло уходит со струей раскаленных газов.

Чтобы подвести к ионолету энергию, необходимую для питания его камер сгорания, лу i от наземной передающей антенны должен создавать высокую напряженность электромагнитного поля. Для сравнения можно указать, что солнечный свет у поверхности земли имеет удельную мощность порядка двух киловатт на квадратный метр. Это соответствует электрическому полю напряженностью около 9 вольт/см. Наземная антенна, питающая ионолет, создает напрлженность поля около 1 ООО вольт/см. Это соответствует энергетическому потоку, в 10 тыс. раз более мощному, чем поток солнечных лучей на орбите Земли. Такая напряженность солнечной радиации возможна только вбли: !и Солнца, на расстоянии около 1.5 млн. км от его центра, Это в сто раз ближе расстояния Земли от Солнца.

Полная элч ктрог tara лтная мощное гь, принимаемая ионолетом, составляет около 1 млн. квт.

Интересно отметить, ito даже лри такой большой мощности давление электромагнитных волн на крылья ионолета относительно невелико. Известно, что по теории Максвелла, подтвержденной опытами П. Н. Лебедева в 1900 году, давление солнечных лучей у повер кности земли составляет меньше одного миллиграмма на квадратный метр. Поток сантиметровых волн от наземной направленной антенны, питающей ионолет, имеет, как уже было сказано, удельную мощность в Ю⁴ раз большую, чем лучи св гта. Следовательно, давление потока элек грома гнитных сантиметровых волн на крылья ионолета составляет примерно 10 г на квадрат»;ый метр.

По отношению к электромагнитному потоку санти метровых волн ионолет является «абсолютно черным телом», тл-есть, падая на крыло, сантиметровые волны полностью им поглощаются.

Максимальное тягово< усилие, создаваемое в камерах сгорания, составляет сотни тонн Такое усилие необходимо, чтобы сообщись ионо-

лету высокое ускорение, пробить основную толщу земной атмосферы.

Принцип действия ионных камер аналогичен действию прямотг чных воздушно-реактивнь ix двигателей, созданных еще в первой половине XX века. Прямоточный двигатель предетаьляет собой трубу и не имеет никаких движущихся частей. Это летящая с высокой скоростью топка. Когда скорость полета превышает скорость звука, воздух, входящий в труоу, создаст благодаря скоростному напору давление до десятков атмосфер. Форсунка подает в этот поток горючее. Оно сгорает, из сопла двигателя вылетает поток раскаленных газов, который и создает требуемую тягу

В ионолете же в сжатый во J дух вводится электромагнитная энергия, которая и раскаляет газ, расщепляет его на ионь^т, летящие с колоссалх -ной скоростью.

Запуск ионолета производи ^ся со стартовой горки, которая сделана в виде развернутого в линию статора электрическс го двигателя. Взаимодействие электромагнитных полей стартовой дорожки и стартовой тележки, несущей ионолет, заставляет стартовую тележку двигаться со все нарастающей скоростью, которая к концу старта уже превышает скорость зьука. В этот момент начинает действовать электромагнитный луч. Крылья ионолета улавливают пс гоки энергии. Летающая антенна отрывается от земли и устремляотся ввысь.

Однако электромагнитный луч не может питать ионолет на любой высоте. У поверхности земли слой атмосферы наиболее пло гный и выдерживает высокое олектричоское напряжение Но с увеличением высоты атмосфера становится более разреженной. Здесь высокая напряженность электромагнитного поля может вызвать пробой, произойдет безэлектродный разряд — своеобразное «короткое замыкание» электромагнитного луча.

По мере вступления ионолета в более разреженные слои атмосферы в камеры сгоран* я через питатели автоматически подается во все больших количествах вспомогательное горючее — угольная или металлическая пыль. На высоте 60- -80 км питание ионолета электромагнит ным лучом прекращается

Заброшенный на огромную высоту ионолет обладает большим запасом как потенциальной энергии (энергии положения), так и кинетической энергии (энергии движения) За счет этого запаса возможно совершить кругосветный перелет.

При снижении монолета в верхних разреженных слоях атмосферы, где нет трения, а следовательно, нет и потерь энергии, пстелциа льная энергия его переходи¹" в кинетическую, скорость движения нарастает с потерей высоты. Достигнув ниж-них, белее плотных слоев во щуш-нохо океана, ионолет будет ударяться и отражаться от них. Э го движение его можно сравнить с подпрыгиванием плоского камешка, брошенного в воду и создающего «блинчики», или с порханием бабочки.

Совершая подобные, все умень-ша ющиеся прыжки, ионолет может совершить посадку на том жэ аэродроме, с которого был дан старт Такой кругеcRen ный перелет займет несколько часов.

32