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.

Cảnh tượng bồn chứa nhiên liệu của một quả tên lửa bị thổi tung trông như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Cảnh tượng bồn chứa nhiên liệu của một quả tên lửa bị thổi tung trông như thế nào?
NASA đang trở nên khá giỏi trong việc làm nổ tung hệ thống tên lửa thế hệ tiếp theo của mình.

Điều hòa không khí ban đầu không được tạo ra để dành cho con người, đây mới là 'chủ nhân thực sự' của nó

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Điều hòa không khí ban đầu không được tạo ra để dành cho con người, đây mới là chủ nhân thực sự của nó
Hóa ra thiết bị điện tử gia dụng này có nguồn gốc từ năm 1902.

Vắc-xin Covid-19 “made in Vietnam” vượt tiến độ dự kiến, nhiều khả năng sẽ sẵn sàng trong vòng một năm tới

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Vắc-xin Covid-19 “made in Vietnam” vượt tiến độ dự kiến, nhiều khả năng sẽ sẵn sàng trong vòng một năm tới
Với quy trình nghiên cứu thần tốc và nguồn tài trợ lớn từ VinIF thuộc tập đoàn Vingroup, dự án vắc-xin “made in Vietnam” phòng virus SARS-CoV-2 được các nhà khoa học của Công ty Vabiotech triển khai đang có triển vọng “về đích” sớm. Dự án càng có ý nghĩa khi thế giới đang đối mặt với nguy cơ của làn sóng Covid-19 thứ 2.

Thử khám phá hố tử thần sâu hun hút xuất hiện giữa khu phố, ai ngờ phát hiện ra cả hệ thống hầm mỏ bí ẩn nằm ngay bên dưới

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Thử khám phá hố tử thần sâu hun hút xuất hiện giữa khu phố, ai ngờ phát hiện ra cả hệ thống hầm mỏ bí ẩn nằm ngay bên dưới
Nằm ngay bên dưới khu phố Hideaway Hills thị trấn Blackhawk là cả một hệ thống hầm mỏ chằng chịt mà cư dân thị trấn này không hề hay biết!

Các nghiên cứu phát hiện ra rằng những con thằn lằn cổ rắn thời tiền sử có khả năng lặn tương tự với cá nhà táng hiện đại

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Các nghiên cứu phát hiện ra rằng những con thằn lằn cổ rắn thời tiền sử có khả năng lặn tương tự với cá nhà táng hiện đại
Thằn lằn cổ rắn là một chi bò sát biển lớn đã tuyệt chủng thuộc bộ Plesiosauria. Mẫu vật đầu tiên được phát hiện bởi Mary Anning trong khoảng hai năm 1820-1821 nhưng bị thiếu mất hộp sọ.

[Việt Sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu sao chổi "tử thần" Halley lao thẳng vào Mặt Trăng?

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
[Việt Sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu sao chổi "tử thần" Halley lao thẳng vào Mặt Trăng?
Điều gì sẽ xảy ra nếu sao chổi Halley lao thẳng vào Mặt Trăng trong lần 'ghé thăm' vào năm 2061? Để trả lời cho câu hỏi đậm chất 'giả tưởng' này, kênh youtube về khoa học nổi tiếng What If đã thực hiện một video giải thích những tác động có thể xảy đến với Trái Đất khi sao chổi Halley va chạm trực tiếp với Mặt Trăng

10 bí ẩn khoa học chưa có lời giải thích

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
10 bí ẩn khoa học chưa có lời giải thích
Lịch sử thế giới đầy những bí ẩn đáng ngạc nhiên và có thể không ai trong chúng ta sẽ sống đủ lâu để thấy tất cả chúng được giải quyết.

Có gì đặc biệt trong chiếc tủ lạnh sở hữu công nghệ ánh sáng vi chất?

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Có gì đặc biệt trong chiếc tủ lạnh sở hữu công nghệ ánh sáng vi chất?
Xu hướng ăn uống lành mạnh, tăng cường thực phẩm giàu vitamin và khoáng chất như rau xanh, trái cây… ngày càng trở nên phổ biến. Vì thế, một chiếc tủ lạnh tốt để lưu giữ rau củ tươi ngon là ưu tiên của nhiều gia đình Việt hiện nay.

Phát hiện cấu trúc tiền sử khổng lồ nằm ngay gần Stongehenge, tạo nên bởi các hố sâu 5 mét xếp thành hình tròn lớn

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Phát hiện cấu trúc tiền sử khổng lồ nằm ngay gần Stongehenge, tạo nên bởi các hố sâu 5 mét xếp thành hình tròn lớn
Các nhà khảo cổ phát hiện ra cấu trúc lớn nhất nước Anh này mà không cần tới cuốc xẻng hay máy xúc.

Nhìn số má thành nét vẽ loằng ngoằng: Bệnh não kỳ lạ giúp khoa học hiểu hơn về cách não bộ tiếp nhận thông tin

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Nhìn số má thành nét vẽ loằng ngoằng: Bệnh não kỳ lạ giúp khoa học hiểu hơn về cách não bộ tiếp nhận thông tin
Sau khoảng thời gian dài nghiên cứu, các nhà khoa học tạo ra một bảng chữ số riêng cho phép người bệnh làm việc bình thường.

Công nghệ AI của Trung Quốc 'hô biến' tranh phác họa nguệch ngoạc thành thành ảnh chân dung sống động đến không ngờ

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Công nghệ AI của Trung Quốc hô biến tranh phác họa nguệch ngoạc thành thành ảnh chân dung sống động đến không ngờ
DeepFaceDrawing có thể biến các bản vẽ phác họa đơn giản thành gương mặt người có độ chân thực và sống động cực cao.

Siberia nóng tới 40 độ C, đang chờ các bên nghiên cứu xác nhận kỷ lục đáng lo ngại

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Siberia nóng tới 40 độ C, đang chờ các bên nghiên cứu xác nhận kỷ lục đáng lo ngại
Chưa rõ đây đã là đỉnh điểm đợt nóng chưa.

Đây là điều sẽ xảy ra với cơ thể con người nếu bị ném ra ngoài vũ trụ mà không có bộ đồ bảo hộ

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Đây là điều sẽ xảy ra với cơ thể con người nếu bị ném ra ngoài vũ trụ mà không có bộ đồ bảo hộ
Da thịt con người sẽ nổ tung hay máu sẽ ngay lập tức bốc hơi giống như cảnh miêu tả trong các bộ phim khoa học viễn tưởng?

Tại sao chỉ được xách 7kg hành lý, phi công không được để râu: Loạt bí ẩn khi đi máy bay khiến bạn ngã ngửa

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Tại sao chỉ được xách 7kg hành lý, phi công không được để râu: Loạt bí ẩn khi đi máy bay khiến bạn ngã ngửa
Qủa thật có nhiều điều mà chúng ta vẫn chưa khám phá hết khi nói đến ngành hàng không.

Những ví dụ cho thấy tiến hóa đôi khi cũng "hà tiện", tận dụng cùng một đặc điểm cho hai loài khác nhau

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Những ví dụ cho thấy tiến hóa đôi khi cũng "hà tiện", tận dụng cùng một đặc điểm cho hai loài khác nhau
Đủ tốt rồi thì sao cần phải thay đổi nữa?

[Việt sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu hiện tượng nhật thực toàn phần diễn ra hàng ngày?

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
[Việt sub] Điều gì sẽ xảy ra với Trái Đất nếu hiện tượng nhật thực toàn phần diễn ra hàng ngày?
Để trả lời cho câu hỏi đậm chất 'giả tưởng' này, kênh youtube nổi tiếng What If mới đây đã đăng tải một video mới, giải thích những tác động có thể xảy đến với Trái Đất khi hiện tượng nhật thực toàn phần xảy ra hàng ngày.

Nhà thông minh trông như quả trứng, chứa gì bên trong mà rộng 6 mét vuông lại có giá tới 56.000 USD?

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Nhà thông minh trông như quả trứng, chứa gì bên trong mà rộng 6 mét vuông lại có giá tới 56.000 USD?
Sản phẩm có thiết kế tối giản và vận hành bằng năng lượng mặt trời, vừa có thể là văn phòng, phòng khách hoặc không gian mở rộng cho ngôi nhà của bạn.

Phương trình tìm sự sống mới chỉ ra có 36 nền văn minh trong Dải Ngân hà mà ta kết nối liên lạc được

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Phương trình tìm sự sống mới chỉ ra có 36 nền văn minh trong Dải Ngân hà mà ta kết nối liên lạc được
Trong hành trình chứng minh ta không cô đơn trong Vũ trụ, phương trình toán học mới ước tính nhân loại có 36 vị hàng xóm chưa nối liên lạc được.

Thứ "vứt đi" này lại chính là cội nguồn cảm hứng sáng tạo vô biên của đại danh họa Picasso, được ông quý đến nỗi không nỡ buông phút nào

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Thứ "vứt đi" này lại chính là cội nguồn cảm hứng sáng tạo vô biên của đại danh họa Picasso, được ông quý đến nỗi không nỡ buông phút nào
Pablo Picasso (1881-1973) là họa sĩ kiêm nhà điêu khắc người Tây Ban Nha. Ông nổi tiểng bậc thầy trường phái lập thể, tác giả của nhiều bức họa đáng giá chục triệu dollar.

Thành phố chuột: Thí nghiệm động vật ghê rợn nhất từng được thực hiện, sự diệt vong của bầy chuột gợi mở suy ngẫm về tương lai nhân loại

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Thành phố chuột: Thí nghiệm động vật ghê rợn nhất từng được thực hiện, sự diệt vong của bầy chuột gợi mở suy ngẫm về tương lai nhân loại
Số phận của đàn chuột trên có thể đại diện cho nhân loại không?

Hôm nay, người dân Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM đừng quên theo dõi hiện tượng nhật thực hiếm gặp vào khung giờ sau đây

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Hôm nay, người dân Hà Nội, Đà Nẵng và TP.HCM đừng quên theo dõi hiện tượng nhật thực hiếm gặp vào khung giờ sau đây
Những người đam mê thiên văn học ở các tỉnh thành phía Bắc sẽ được quan sát được nhật thực một phần với tỉ lệ che phủ cực đại lớn hơn các tỉnh thành phía Nam.

Vô tình phát hiện ra loài cá mập mới trong khi phân loại hóa thạch Tyrannosaurus rex

tinybook tinybook 2 tuần 3 giờ
Vô tình phát hiện ra loài cá mập mới trong khi phân loại hóa thạch Tyrannosaurus rex
Mới đây các nhà cổ sinh vật học đã vô tình phát hiện ra một loài cá mập hoàn toàn mới trong quá trình phân loại hóa thạch của khủng long bạo chúa.

100 triệu năm trước Nam Cực từng tồn tại loài kì nhông có thân hình còn to lớn hơn cả một chiếc xe ô tô

tinybook tinybook 2 tuần 5 giờ
100 triệu năm trước Nam Cực từng tồn tại loài kì nhông có thân hình còn to lớn hơn cả một chiếc xe ô tô
Ngày nay, kỳ giông khổng lồ Trung Quốc được coi là loài kỳ giông lớn nhất thế giới cũng như loài lưỡng cư lớn nhất, dài đến 180 cm, nhưng trong quá khứ, tại Nam Cực còn tồn tại một loài kỳ nhông còn to lớn hơn chúng rất nhiều.

Phát hiện quả trứng lớn nhất thế giới, nghi là của 'quái vật biển' khổng lồ sống tại Nam Cực cách đây 66 triệu năm

tinybook tinybook 2 tuần 6 giờ
Phát hiện quả trứng lớn nhất thế giới, nghi là của quái vật biển khổng lồ sống tại Nam Cực cách đây 66 triệu năm
Các nhà khảo cổ học ở Đại học Texas phát hiện quả trứng đường kính 30 cm thuộc về một quái vật biển dài 6 m sống cách đây 66 triệu năm ở Nam Cực.

Elon Musk chuẩn bị xây bệ phóng tên lửa trên mặt nước, làm bàn đạp cho tàu Starship chở người xuyên lục địa, lên Mặt Trăng và đáp Sao Hỏa

tinybook tinybook 2 tuần 9 giờ
Elon Musk chuẩn bị xây bệ phóng tên lửa trên mặt nước, làm bàn đạp cho tàu Starship chở người xuyên lục địa, lên Mặt Trăng và đáp Sao Hỏa
Thêm thông tin về hệ thống tàu cực thanh Starship thay thế máy bay dân dụng.

Khám phá bí ẩn của loài linh cẩu thời tiền sử, chúng đã từng sinh sống cả ở Bắc Cực

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Khám phá bí ẩn của loài linh cẩu thời tiền sử, chúng đã từng sinh sống cả ở Bắc Cực
Ngày nay linh cẩu được xem là loài động vật đặc hữu của Châu Phi, nhưng trong quá khứ chúng đã từng phân bố rộng khắp và thậm chí chúng còn sinh sống ở cả Bắc Cực.

Những hành tinh đầy bụi bặm này có thể tồn tại sự sống, chỉ là chúng ta không thể thấy được mà thôi

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Những hành tinh đầy bụi bặm này có thể tồn tại sự sống, chỉ là chúng ta không thể thấy được mà thôi
Những thế giới đầy bụi như hành tinh sa mạc Arrakis trong tiểu thuyết Dune có lẽ khá phổ biến trong vũ trụ. Một vài trong số đó, vốn có một lượng lớn bụi trong khí quyển, nhiều khả năng là những nơi có thể tìm thấy sự sống.

Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà
Ngoài kia còn những bí ẩn gì mà ta chưa biết nữa?

Giải mã các thủ thuật được dùng trong video quảng cáo

tinybook tinybook 2 tuần 1 ngày
Giải mã các thủ thuật được dùng trong video quảng cáo
Hầu hết những gì mọi người nhìn thấy trong các quảng cáo trên TV chỉ là sự dối trá.

Bất ngờ chưa, hơi nước có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Bất ngờ chưa, hơi nước có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo trong tương lai
Theo các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Tel Aviv, nguồn điện tạo ra từ sự tương tác giữa các phân tử nước và kim loại có thể sử dụng như một nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và luôn sẵn có.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat