Oscilační magnetické pole se zesíleným propulzem - Magnetic field oscillating amplified thruster
The oscilační zesilovač magnetického pole (MOA; často pojmenovaný jako plazmový motor médiem) je všestranný elektrotermodynamický systém, který je schopen zrychlit téměř každé elektricky nabité plynné médium (plazma aplikace) na extrémně vysoké rychlosti, čímž generuje vysokou energii plazmový paprsek ve výfukových plynech a obecně také v elektricky vodivých kapalinách (hydrodynamická aplikace).
K tomu MOA využívá tzv Alfvénova vlna, fyzikální princip uvnitř magnetohydrodynamika to bylo popsáno jako první v roce 1942 později Nobelova cena vítěz Hannes Alfvén a který uvádí, že kolísavý magnetické pole může vyvolat vlny hustoty v elektricky vodivých médiích (např. plazma, slaná voda atd.). Tyto vlny hustoty mohou dosáhnout velmi vysokých rychlostí a protože částice uvnitř média jsou s nimi spojeny, částice se také zrychlují na velmi vysoké rychlosti, a proto dosahují velmi vysokých kinetických energií.
Vzhledem k topnému mechanismu založenému na adiabatická komprese, MOA se zásadně liší od ostatních elektrotermické trysky, zejména z magnetoplazmatického nebo MPD propulzoru, s nímž je někdy srovnáván souhrnným termínem plazmového motoru.
Oblasti použití
Kvůli vysokým rychlostem výfuků a souvisejícím vysokým specifický impuls a / nebo s vysokou energií částic se objevují dvě hlavní oblasti použití: vesmírný let a povlak konkrétních materiálů. V případě kosmického letu vede vysoký specifický impuls k odpovídajícímu snížení spotřeby pohonných látek (až o 90%) při srovnání MOA se současným stavem techniky iontové motory. V případě povlaku vede vysoká kinetická energie částic výfukových plynů k vysoké hloubce průniku v cílovém materiálu. To umožňuje například kalení oceli, hliníku a dalších kovů, ale také změnu materiálových vlastností skla a plastů.
Další výhodou konceptu MOA je jeho koroze bezplatné chování, což vede k dlouhé životnosti systému. Stejná magnetická pole, která generují Alfvénovy vlny, zakazují vysokoenergetickým částicím narážet na stěnu propeleru nebo na jakoukoli jinou konstrukční součást MOA, čímž se téměř neodmítá poškození způsobené částicemi.
Nastavení systému MOA
Plazmová aplikace
V zásadě se tryska MOA skládá z pěti subsystémů:
- Plazmový generátor,
- Střední trubka,
- Primární cívka,
- Sekundární cívka,
- Napájecí a řídicí jednotky.
The plazmový generátor produkuje nepřetržitý tok ionizovaný částice, které driftují uvnitř centrální trubice směrem k magnetické výfukové trysce. Tyto částice mohou být například dusík - nebo vodík molekuly, stejně jako vzácné plyny argon nebo xenon nebo jakékoli jiné plynné látky. Jelikož jsou částice ionizovány, reagují na dvě magnetická pole, která generuje primární a sekundární cívka. Z těchto dvou je primární cívka trvale zapnutá, protože také tvoří magnetickou výfukovou trysku, zatímco sekundární cívka je cyklicky zapínána a vypínána, aby deformovala linie magnetického pole systému. Touto deformací se generují vlny Alfvén, které - v dalším kroku - transportují, komprimují a zrychlují pohonné médium na konkrétní předem definované parametry. Nakonec napájecí a řídicí jednotky ujistěte se, že tryska MOA pracuje v očekávaných parametrech.
Protože koncept vyžaduje k výrobě ionizovaných částic plazmový generátor, lze MOA v zásadě popsat jako elektrický pohonný systém podobný iontovému motoru. Kvůli interakci magnetických polí jsou však částice také komprimovány a adiabaticky zahřívány, čímž se celý systém změní na elektrotermodynamický systém. Kombinace elektrických a termodynamických principů vede také ke sjednocení příslušných výhod. Jako takový má MOA na jedné straně vysokou účinnost elektrických pohonných systémů a na druhé straně schopnost zrychlit vysoký počet částic - stejně jako tepelný systém - proto dosahuje relativně vysokého tahu při vysokém specifickém impulsu. vysoké rychlosti energie / výfuků částic a relativně vysokého tahu v této formě je nový návrh. Vysoká flexibilita změny tahu a specifického impulsu za letu přizpůsobením hmotnostního toku a spotřeby energie je v tuto chvíli jedinečnou vlastností poskytovanou tímto novým konceptem trysky.
Hydrodynamická aplikace
V hydrodynamické aplikaci se MOA liší primárně tím, že již není zapotřebí zdroj plazmy. Zásadně pro jeho funkci je podpora elektricky vodivou tekutinou nebo elektrolytem dostupným z nádrže nebo ekologického zásobníku (slaná mořská voda atd.).
Historie a současný stav
MOA byl původně vynalezen a definován Manfredem Hettmerem v roce 1982. Systém také vyvinul z teoretického modelu do praktického zařízení po dosažení základní úrovně vlastního financování svým podnikáním v oboru IT. V prvním logickém kroku v roce 1998 začal kódovat a počítačová simulace a postavil mock-up pro definování komponent a funkcí v roce 1999 (nejprve bez zdroje plazmy). Navázáním profesionálních kontaktů se společnosti Hettmer podařilo sestavit malý tým. První testy s funkčním modelem prkénka byly provedeny v laboratoři LRT (Astronautický ústav) Technická univerzita v Mnichově v Garching. První patentová přihláška byla podána v roce 2003.
Podle znaleckého posudku Horsta Loeba (vítěz Stuhlingerova medaile v roce 2005) na Justus-Liebig-University Gießen, koncept MOA byl také potvrzen na základě technického konceptu a simulačních dat vytvořených Hettmerem.
Nakonec laboratoř v Technická univerzita ve Štýrském Hradci lze použít pro další testování. V Ústavu komunikačních sítí a satelitní komunikace testovací kampaň pokračovala a ukázala proveditelnost koncepce MOA. Získané výsledky byly prezentovány na Mezinárodní astronautický kongres v Fukuoka, Japonsko, 21. října 2005. Článek napsaný Hettmerem byl publikován v časopise v Německu v roce 2006.[1]
Specializovaná společnost s názvem QASAR Technologieentwicklung Ges.m.b.H. (Rakouský Obchodní rejstřík Společnost HG Wien FN 268333h) založená společností Hettmer v roce 2003 byla založena za účelem dalšího vývoje technologie MOA a testování potenciálních pozemských aplikací, jak pro kosmické lety, tak v oblasti nátěrů a dalších oblastí. V létě 2005 dosáhl prototyp MOA TRL 5 (úroveň připravenosti technologie ) po součást a / nebo prkénko byly ověřeny v příslušném prostředí.
Po QASAR Technologieentwicklung Ges.m.b.H. byla uzavřena počátkem roku 2009 z důvodu vnitřních potíží s akcionáři a investory, pokračovala Hettmer v projektu převážně s vlastními prostředky v rámci daných možností. Plánuje se implementace komerční aplikace.
Viz také
Reference
- ^ "Raumfahrtův beton " 2/2006