等离子喷气发动机：能以每秒20公里的速度飞行吗？

时间：2022-01-14 12:16:25 来源：

那些观看过《我们之间的空间》的人一定会对那加里·奥尔德曼斯的角色从地面飞入太空的那架飞机记忆犹新。这架飞机可能使用了等离子喷射发动机，并且目前正在地球上进行开发。不过，要使这架飞机成为现实还需要花费一些时间。

柏林工业大学的一组研究人员向《新科学家》杂志讲述了他们的等离子喷气燃料引擎，该引擎可以利用电力和空气将飞机推向空中，到达太空边缘。好吧，“只不过”有点太温和了，因为引擎将使用的电力必须来自某个地方，例如电池。

该小组的负责人告诉新科学家Sandrine Ceurstemont，“我们是第一个在地面上生产快速而强大的等离子体射流的人。这些等离子流可以达到每秒20公里的速度。”柏林工业大学的BerkantGöksel补充说：“我们希望开发一种系统，该系统可以在标准喷气发动机无法行驶的30公里以上的高度上运行。”

这当然是一个雄心勃勃的目标，而且第一步似乎很有希望。等离子喷气发动机利用电产生电磁场，然后将气体压缩成等离子-恒星心脏中的燃料。这使它们非常强大，但也仅限于实验室，因为到目前为止，它们都被设计为在空间真空或大气边缘附近非常低的压力下工作。

Göksels团队开发了一种可以在空中工作的发动机，这是一项重大成就，但是要实现本发明的实际应用还有很长的路要走。该团队研发的发动机实际上是长度为8厘米的微型推进器的总成。一架普通客机将需要10,000架飞机飞行，而安装如此多的推进器将是一个挑战。但是，对于较小的飞机，最多只需要微型推力器中的1,000台，这就是为什么该团队将这些推力器用于进一步测试的原因。

更严重的问题是电力供应。由于等离子射流推进器的影响，飞机到达太空边缘的尺寸无论大小，都需要随身携带一个电池，或者像一位以色列研究人员所说的那样，“一个小型发电厂”。

今天的电池不能胜任这项任务。例如，特斯拉Model S电池重约半吨，容量为85 kWh。电池为380马力的电动发动机提供能量。另一方面，波音747-400的发动机具有超过95,000马力的功率。换句话说，为了使等离子流技术在商业上可行，还需要另一项发明：可安装在飞机上的轻巧，超高能量密度的电池。

对于Göksel，还有其他选择，例如太阳能电池板（同样具有挑战性）或将能量无线传输到飞机发动机。然而，研究人员将大部分希望寄托在紧凑型聚变反应堆的发展上。这样可以解决电池问题。但是，即使是大型聚变反应堆，也不是传统裂变反应堆的可行替代品，更不用说紧凑型反应堆了。因此，尽管炒作是当之无愧的，但要复制加里·奥尔德曼斯（Gary Oldmans）的太空飞行旅程还需要数年的时间。

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