Фантастические концепты прошлого: автомодули – загадки аэродинамики

Концепт авто прошлого

Фантастические концепты прошлого: автомодули – загадки аэродинамики

статьи:

  • Фото
  • Крутые концепты российских авто
  • Концепт автомобили прошлого века. развернуть. Belly Tank Hot-Rod – late 40's.

      Современного человека сложно удивить автомобилем или моторной лодкой. Ольга Филиппова 20 сен, + 0. Российский умелец собрал внедорожник «Медведь» из нескольких отечественных автомобилей.

    Крутой отечественный внедорожник от кульбина. Человеческая смекалка и творчество не знают границ.

    Традиционно концепт-кары создаются автопроизводителями, чтобы показать публики будущие новые.  Концепт-кары с другой планеты. Каталог самых знаменитых концепт-каров с по год. Традиция демонстрации концептуальных автомобилей появилась еще на заре автопромышленности в начале 20 века. Традиционно концепт-кары создаются автопроизводителями, чтобы показать публики будущие новые модели.

    Фантастические концепты прошлого: автомодули – загадки аэродинамики. 0 5. Лихим временем были эти е!  В честь последнего авто и решено было назвать данный материал. Да и каким другим словом определить странный колесный объект в приземистом клиновидном кузове с глухими колесными арками и отсутствием нормального входа-выхода?.

    С целью изучения плавательных способностей крыс он поместил в одну клетку шесть зверьков. За неделю За месяц Весь топ. Им это не нужно. Зато сверху все это было прикрыто совершенно невероятным кузовом.

    17 автомобилей будущего из прошлого: какими видели их инженеры

    Kiravan считается самым продвинутым в мире автодомом. Его инженеры вплотную приблизились к созданию идеального дома на колесах. Он имеет несколько топливных баков, общий объем которых составляет литра, что обеспечивает запас хода в 3 км.

    Управлять абсолютно всеми системами этого автопоезда можно из кабины. Для обеспечения электрических нужд здесь предусмотрен 25 кВт дизельный генератор, аккумуляторная система и блок солнечных батарей.

    Внутренне пространство Kiravan предполагает абсолютно комфортное существование и имеет офис с 2-мя автономными ПК, полностью оснащенную кухню, просторную столовую, комнату для гостей, 2 спальни, душевую кабину, туалет, которые самостоятельно перерабатывает отходы в биологически неактивный порошок, кладовые и холодильники, где можно хранить запас продуктов, рассчитанный на З недели.

    Разработка систем предупреждения столкновений на основе радаров стала в последнее время настоящей фишкой многих современных автопроизводителей.

    Однако следует отметить, что еще в году концепт-кар Cadillac Cyclone продемонстрировал автолюбителям идею обеспечения безопасности на шоссе при помощи радаров.

    Радиолокационная система, встроенная в передний бампер авто, имела возможность сканировать дорогу и предупреждать водителя о возможных столкновениях.

    При этом система радаров была не единственной футуристической системой в Cadillac Cyclone. Машина также имела открывающуюся купол-крышу, двери, которые при открывании скользили назад на шарикоподшипниках.

    Концепт-кар Toyota fun-vii напоминает смартфон на колесах, его корпус полностью сенсорный, а поменять его внешний вид не сложнее, чем обои на компьютере. На недавней автовыставке во Франкфурте компания, которая занимается безопасностью автомобилей, представила действующую модель абсолютно прозрачной машины, которая выполнена из органического стекла.

    Это авто не только позволяет наблюдать в работе основные системы авто, но и изучить работу систем безопасности, которые традиционно спрятаны под кузовом.

    Специальная инновационная конструкция, а также материал Спандекс, покрытый полиуретаном , которым обтянут кузов, позволяют этому авто с легкостью менять внешний вид.

    В основе кузова лежит рамная конструкция из алюминия, которую и обтягивает Спандекс, а если учесть, что он является частично прозрачным, то дополнительное удивление зрителей вызывают задние фары, которые просвещаются из-под материала только в те моменты, когда водитель нажимает на тормоз. Интересны вариантом стал Hydra Spyder, который является гибридом гоночного автомобиля и моторной лодки.

    Эта модель имеет вес 3 кг и оснащена двигателем V-8, мощностью л. При заезде на воду от водителя требуется нажать одну кнопку, после чего колеса авто начинают складываться при помощи пневмосистемы.

    Кроме того амфибия может сменять тип привода. Здесь посадка в салон водителя и пассажиров выполняется по аналогии с самолетом либо космическим кораблем.

    После того, как все желающие уселись, крыша закрывается, а сидения откидываются в полу-лежачее положение.

    Кроме того в машине был установлен примитивный навигатор, который ориентировался по магнитам. Этот концепт представил летний иранский дизайнер.

    Основной задачей Mercedes Benz Hexawheel является передвижение по пересеченной местности, где имеются значительные препятствия.

    На данный момент концепт существует только в компьютерной графике и в виде миниатюры, которая собрана из конструктора LEGO.

    Концепт Ё-Авто

    • RSS подписка
    • ontakte
    • на

    Источник: http://sailspb.ru/car6/kontsept-avto-proshlogo.php

    Из прошлого с любовью: как раньше представляли себе транспорт будущего

    Фантастические концепты прошлого: автомодули – загадки аэродинамики

    Чуда не произошло, как и в начале третьего тысячелетия, когда мы, по Рэю Брэдбери, должны были колонизировать Марс. Часто говорят о пророчествах научной фантастики, но не нужно забывать и о неудачных прогнозах — катастрофически красивых, но все-таки провалах.

    Где же летающие автомобили?

    Техника под таким названием есть, но на деле это только гибрид машины с самолетом. И, хотя последние образцы выглядят футуристично, они весьма и весьма затратны и мало похожи на антигравитационный транспорт в «Пятом элементе».

    Ещё дальше от него другие разработки, схожие по устройству с вертолетом, или вовсе оснащённые парашютом и задним пропеллером. Тут скорее на ум приходит другая фантастика — Карлсон, который живет на крыше.

    Обаятельно, но инновационностью здесь и не пахнет.

    В фильмах и компьютерных играх мелькала и другая версия индивидуального транспорта — реактивный ранец. Его, например, показывали в «Звездных войнах» и «Робокопе». Но и тут до массового употребления дело не дошло, и вряд ли скоро дойдёт — топлива хватает всего на полминуты полёта, причём эти объёмы обходятся в круглую сумму.

    Hyperloop — проект вакуумного поезда от Илона Маска, который сейчас пытаются воплотить в жизнь.

    Источник: Wikipedia

    Сами мы, видимо, уже настолько не ждём чудес, что радуемся даже такому творению китайского инновационного гения, как «портальный автобус». Зато он реален, как и монорельс в Москве или японский поезд, развивающий скорость до 603 км/ч.

    Реальность — не симуляция: почему Илон Маск неправ

    И всё же, для человеческого воображения границы недопустимы. Научная фантастика прошлого, да и просто фантазии наших предков на тему будущего обрели особое очарование и новое наименование — «ретрофутуризм». Романтическая, восторженная любовь к технологиям и желание предвосхитить будущие открытия — это может сегодня и умилять, и вдохновлять.

    Переизобрести колесо

    Еще до того, как автомобиль захотели «поднять в воздух», возникали идеи его усовершенствовать.

    Причём в самом главном — изобрести колесо по-новому! Японский журнал в 1936 году представил концепт авто с шарами вместо обычных шин: по мнению авторов, эта идея обеспечила бы транспорту плавный ход.

    Не такая уж бессмысленная задумка, по мнению даже современных инженеров. В 2016 году подобную разработку представила американская компания Goodyear, крупнейший производитель шин.

    Источник: darkroastedblend.com

    Сбудутся ли мечты Цукерберга о светлом будущем?

    Гигантомания родила другое воображаемое чудо техники — корабль на огромных колесах, который должен был, по мысли изобретателя, бороздить пески Сахары и решить проблему с транспортом в регионе.

    Борьба с самумами и прочими бедствиями пустынь, включая жару, была предусмотрена конструкцией, и инженер обещал «поездку, которая превратится в приятное путешествие по тем местам, где тысячи поколений боролись тщетно со стихийными силами и гибли в неравной борьбе». Так об этом писал журнал «Вокруг света» в 1927 году.

    Неизвестно, насколько удачной была идея — до воплощения дело все равно не дошло. Хотя можно предполагать, что на обещанное кондиционирование такой машины, да еще и на преодоление песков зубчатыми колесами уходила бы уйма ресурсов.

    Для общественного пользования, правда, предлагались как раз компактные модели. В 1947 году инженер Эдуард Верейкен из Брюсселя запатентовал дицикл — самоходную коляску, состоявшую из двух огромных колес и открытой кабины посередине.

     Сам изобретатель утверждал, что транспорт может разгоняться до 185 км/ч — но верится в это с трудом. Да и безопасность пассажиров остается под вопросом. Только в шведском аналоге 1999 года за авторством Йонаса Бьеркхольтца были учтены все проблемы конструкции.

    Но используют его сейчас только для развлечения публики. 

    Поезда были другой излюбленной темой инженеров и мечтателей. Много надежд возлагали на монорельсы, хотя представляли их довольно необычно — например, так или вот так. Но и обычные поезда видели куда более совершенными в будущем — комфортабельными, просторными, да ещё и с видом на звёзды. 

    «Корабль пустыни» по версии 1927 года.

    Каждому человеку — по вертолету!

    Где фантазия разворачивалась на полную — так это летающий транспорт. Воображение наших предков породило и тарелочного вида самолёты, и самолёты с крыльями внизу и турбодвигателями в носовой части, и даже самолёты-подлодки. Всего не упомянешь — вы можете и самостоятельно посмотреть галереи на Reddit или подборки по ключевым словам на Pinterest.

    Будущее — какое оно?

    Но что особенно трогает во всех этих проектах, так это вера в общедоступность транспорта будущего.

    Человек только-только покорил воздух, а американские журналы пишут: «Helicopters for Everybody!» («Вертолеты в каждый дом!»).

    И среди всех этих вырезок из прессы почти вековой давности можно увидеть рисунки личных самолетов. Тогда и правда ждали от будущего только стремления вверх, и научного прогресса, и качества жизни каждого.

    Верится ли теперь в это, когда стоишь в час пик в пробке? Или когда трясёшься на верхней полке плацкартного вагона? Зажимая в руке смартфон, вычислительные мощности которого, как известно, выше оборудования NASA в 1969 году?

    Такое устройство для разгона туч на паровой тяге должны были использовать в 2000 году по мысли художника 1900 года.

    Источник: Wikipedia

    XXI век ещё не состоялся — уж точно не состоялся таким, как его ждали поклонники технического прогресса. Но будущее, как выяснилось, непредсказуемо. Медленными темпами, но оно приходит — предлагаем ознакомиться с футуристическим транспортом настоящего.

    Сегодняшнее будущее

    Новости каждый день: психология информационной эпохи

    Сегвей стал одним из самых модных видов личного транспорта за последнее время, технологичным конкурентом для велосипедов и самокатов.

    В чем его футуристичность? «Рулить» вам придётся исключительно своим телом: гироскоп и другие датчики в его устройстве реагируют на наклон. И только поворачивать придется рукояткой или специальной колонкой.

     Полностью интуитивным является управление гироскутером и моноциклом  — надо сказать, именно эти разновидности сегодня и популярны.

    В Набережных Челнах и Москве сегвей использует даже полиция. Во многих городах появились пункты проката, где можно на время стать обладателем двухколесной «самоходной коляски» или моноцикла. На рынке моноцикл может стоить до полумиллиона рублей, но за 20-30 тысяч вполне реально купить заполучить моноцикл, выдерживающий без подзарядки 15 километров. 

    Другой представитель современного электротранспорта — электромобиль.  Будучи изобретен ещё раньше привычных нам авто, работающих на топливе, он все ещё остаётся символом будущего. Причин тому много: и экономия ресурсов, и экологичность, и независимость от конъюнктуры нефтяного рынка.

     Прокатиться на электромобиле сегодня проще всего, особенно для жителей Москвы и Санкт-Петербурга: достаточно обратиться в службу такси, в автопарке которой есть такие модели. В Яндекс.Такси, например, не так давно появился одним из наиболее совершенных электрокаров, Tesla Model S.

    Возможности его впечатляющие: буквально за несколько секунд он способен разогнаться до 100 км/ч, при этом ход практически бесшумен.

    Прототип японского электромобиля Eliica, который развивает скорость 370 км/ч.

    Источник: Wikipedia

    Самый инновационный транспорт, который известен россиянам — это, конечно, московский монорельс, «тринадцатая ветка метро». В полной мере он начал функционировать еще в 2008 году, но даже сейчас не все жители регионов о нём слышали. Будто сошедший с тех же ретрофутуристических вырезок из журналов, но адаптированный к реалиям, монорельс — любимец публики.

    Поражает воображение и расположение дороги — это эстакада, то есть путь поезда полностью проходит над Москвой. Маршрут проходит от станции «Тимирязевская» до улицы Сергея Эйзенштейна. Правда, в последнее время ведутся разговоры о демонтаже пути, хотя последним словом пока остается предложение сделать из него «туристический объект».

     С окупаемостью, как выяснилось, у этой экспериментальной дороги возникли серьезные проблемы.

    Вот так, преодолевая трудности современного устройства мира, будущее все-таки медленно приближается. Ждут ли нас в ближайшие десятилетия левитирующие авто каждому и будка для телепортации в каждом дворе? Вряд ли. Будет ли транспорт будущего похож на то, что мы себе можем представить? Тоже вряд ли. И не так уж это и плохо.

    Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

    Источник: https://newtonew.com/tech/future-transportation

    Загадки гравитации, или Как космические корабли преодолевают огромные расстояния во Вселенной

    Фантастические концепты прошлого: автомодули – загадки аэродинамики

    Алена Лепилина

    Оказывается, люди уже научились совершать межзвездные перелеты на гигантские расстояния. Раньше считалось, что использовать гравитацию для скачков в пространстве могут только сверхразвитие цивилизации, ведь топливо всегда ограничено — невозможно взять с собой столько, сколько захочется. Однако наука шагнула далеко вперед. Не все знают о том, что свершилась настоящая космическая революция.

    Этот принцип, перелеты при помощи гравитации, продемонстрирован в нашумевшем фильме «Интерстеллар». Подробнее об этом удивительном явлении рассказывает Кип Торн, физик-теоретик, консультант фильма (именно он придумывал все, что имеет отношение к науке) и автор книги «Интерстеллар. Наука за кадром».

    Вид с корабля, совершающего гравитационную пращу

    Хоть режиссер Кристофер Нолан и решил не показывать гравитационные пращи (маневры, о которых мы расскажем ниже) в «Интерстеллар», Кипу Торну было интересно, как бы их увидел Купер, главный герой, пилотируя «Рейнджер» к планете Миллер. Поэтому он, используя свои уравнения, смоделировал изображения для камеры, которая вела бы запись с «Рейнджера», совершающего маневр вокруг черной дыры перед посадкой на планету Миллер.

    Гравитационная праща вокруг дыры средней массы. Модель Кипа Торна, — иллюстрация из книги.

    Средняя черная дыра захватывает лучи света, идущие от далеких звезд в направлении Гаргантюа, разворачивает их вокруг себя и выбрасывает в сторону камеры. Отсюда кольцо звездного света, которое окружает тень дыры средней массы. Хоть эта дыра и в тысячу раз меньше Гаргантюа, она находится гораздо ближе к «Рейнджеру» и потому не выглядит маленькой.

    Жаль, но увидеть такое можно, лишь находясь поблизости от обеих черных дыр, а не с огромного удаления, на котором находится Земля.

    Гравитационные пращи

    Те, кто смотрел фильм «Интерстеллар», знают: космолет «Эндюранс» ожидал возвращения экипажа с планеты Миллер — той, где один час равен 7 земным годам. Чтобы космолет не затянуло в черную дыру Гаргантюа, он должен вращаться на ее орбите с огромной скоростью.

    Экипаж, отправляюсь с «Эндюранс» на модуле «Рейнджер», должен был сильно снизить скорость на 100 000 км/сек, чтобы гравитацией его потянуло к дыре — и планете Миллер. И чтобы он мог сблизиться с планетой, их скорости должны сравняться.

    Но как можно добиться таких резких изменений скорости?

    Полет «Рейнджера» к планете Миллер, — иллюстрация из книги.

    Самые мощные из ракет, созданных на сегодняшний день людьми, способны развить скорость лишь до 15 километров в секунду, то есть в семь тысяч раз меньше, чем нужно. Возможно, самый быстрый космический корабль, который люди смогут построить в XXI веке, будет развивать скорость до 300 километров в секунду. Но этого все равно мало.

    К счастью, природа все же дарит нам возможность совершать огромные скачки скоростей: гравитационные пращи вблизи черных дыр гораздо меньших размеров, чем Гаргантюа.

    Полет через гравитационную пращу

    Звезды и небольшие черные дыры собираются вокруг гигантских черных дыр вроде Гаргантюа. Купер и его команда разузнали обо всех небольших черных дырах, вращающихся вокруг Гаргантюа.

    Они нашли среди них дыру, положение которой подходит, чтобы ее гравитация отклонила «Рейнджер» от его почти круговой орбиты и направила его к планете Миллер.

    Такой маневр называется «гравитационной пращой», и NASA успела не раз применить его в Солнечной системе; правда, использовалась не черная дыра, а планетарная гравитация.

    Слева: галактика Андромеды, в ядре которой скрывается черная дыра размером с Гаргантюа. Справа: динамическое трение, благодаря которому дыра средней массы замедляется и притягивается к гигантской черной дыре, — иллюстрация из книги.

    Считается, что порой дыры средней массы возникают в центре плотных скоплений звезд. Возьмем для примера галактику Андромеды, ближайшую к нашей крупную галактику, в ядре которой скрывается черная дыра размером с Гаргантюа, массой в 100 миллионов Солнц.

    К таким гигантским черным дырам стягивается огромное количество звезд. Когда дыра средней массы проходит через столь насыщенную область, она силой своей гравитации смещает звезды, оставляя за собой след повышенной звездной плотности.

    А след, в свою очередь, притягивает дыру средней массы, замедляя ее движение, — и ее затягивает ближе к гигантской черной дыре.

    Этот маневр, гравитационная праща, не показан и не обсуждается в «Интерстеллар», но позже Купер говорит: «Смотри, я могу обогнуть эту нейтронную звезду, чтобы притормозить».

    Гравитационные маневры NASA в Солнечной системе

    Вернемся из мира вероятностей (то есть всего, что допускают законы физики) к реальным, без изысков, гравитационным пращам в уютных пределах нашей Солнечной системы (по состоянию на 2014 год). Возможно, вы слышали о космолете NASA «Кассини».

    Он был запущен с Земли 15 октября 1997 года и мог взять на борт слишком мало топлива, чтобы достичь своей цели — планеты Сатурн.

    С проблемой нехватки горючего удалось справиться за счет гравитационных пращей: праща вокруг Венеры, вокруг Земли и вокруг Юпитера.

    Траектория полета «Кассини» от Земли до Сатурна, — иллюстрация из книги

    Эти планеты не отклоняли траекторию космолета резко — у них слишком маленькая гравитация, а помогали ему скомпенсировать недостаток топлива. В каждом из случаев «Кассини» огибал отклоняющие его планеты под таким углом, чтобы планетарная гравитация оптимальным образом толкала «Кассини» вперед, увеличивая его скорость.

    «Кассини» исследовал Сатурн и его спутники в течение последних 10 лет, отправляя на Землю потрясающие фотографии и данные — сущий клад для ученых.

    Если вам интересно, как наука и фильм невероятным образом сплелись в одно целое, смело беритесь за «Интерстеллар. Наука за кадром». Это непередаваемое интеллектуальное удовольствие!

    Источник: https://blog.mann-ivanov-ferber.ru/2015/08/24/zagadki-gravitacii-ili-kak-kosmicheskie-korabli-preodolevayut-ogromnye-rasstoyaniya-vo-vselennoj/

    7 космических двигателей будущего

    Фантастические концепты прошлого: автомодули – загадки аэродинамики

    Современные ракетные двигатели неплохо справляются с задачей выведения техники на орбиту, но совершенно непригодны для длительных космических путешествий. Поэтому уже не первый десяток лет ученые работают над созданием альтернативных космических двигателей, которые могли бы разгонять корабли до рекордных скоростей. Давайте рассмотрим семь основных идей из этой области.

    EmDrive

    Чтобы двигаться, надо от чего-то оттолкнуться – это правило считается одним из незыблемых столпов физики и космонавтики. От чего конкретно отталкиваться – от земли, воды, воздуха или реактивной струи газа, как в случае ракетных двигателей, – не так важно.

    Хорошо известен мысленный эксперимент: представьте, что космонавт вышел в открытый космос, но трос, связывающий его с кораблем, неожиданно порвался и человек начинает медленно улетать прочь. Все, что у него есть, – это ящик с инструментами. Каковы его действия? Правильный ответ: ему нужно кидать инструменты в сторону от корабля.

    Согласно закону сохранения импульса, человека отбросит от инструмента ровно с той же силой, с какой и инструмент от человека, поэтому он постепенно будет перемещаться по направлению к кораблю. Это и есть реактивная тяга – единственный возможный способ двигаться в пустом космическом пространстве.

    Правда, EmDrive, как показывают эксперименты, имеет некоторые шансы это незыблемое утверждение опровергнуть.

    Создатель этого двигателя – британский инженер Роджер Шаер, основавший собственную компанию Satellite Propulsion Research в 2001 году.

    Конструкция EmDrive весьма экстравагантна и представляет собой по форме металлическое ведро, запаянное с обоих концов.

    Внутри этого ведра расположен магнетрон, излучающий электромагнитные волны, – такой же, как в обычной микроволновке. И его оказывается достаточно, чтобы создавать очень маленькую, но вполне заметную тягу.

    Сам автор объясняет работу своего двигателя через разность давления электромагнитного излучения в разных концах “ведра” – в узком конце оно меньше, чем в широком. Благодаря этому создается тяга, направленная в сторону узкого конца. Возможность такой работы двигателя не раз оспаривалась, но во всех экспериментах установка Шаера показывает наличие тяги в предполагаемом направлении.

    В числе экспериментаторов, опробовавших “ведро” Шаера, такие организации, как NASA, Технический университет Дрездена и Китайская академия наук. Изобретение проверяли в самых разных условиях, в том числе и в вакууме, где оно показало наличие тяги в 20 микроньютонов.

    Это очень мало относительно химических реактивных двигателей. Но, учитывая то, что двигатель Шаера может работать сколь угодно долго, так как не нуждается в запасе топлива (работу магнетрона могут обеспечивать солнечные батареи), потенциально он способен разгонять космические корабли до огромных скоростей, измеряемых в процентах от скорости света.

    Чтобы полностью доказать работоспособность двигателя, необходимо провести еще множество измерений и избавиться от побочных эффектов, которые могут порождаться, к примеру, внешними магнитными полями. Однако уже выдвигаются и альтернативные возможные объяснения аномальной тяги двигателя Шаера, которая, в общем-то, нарушает привычные законы физики.

    К примеру, выдвигаются версии, что двигатель может создавать тягу благодаря взаимодействию с физическим вакуумом, который на квантовом уровне имеет ненулевую энергию и заполнен постоянно рождающимися и исчезающими виртуальными элементарными частицами. Кто в итоге окажется прав – авторы этой теории, сам Шаер или другие скептики, мы узнаем в ближайшем будущем.

    Солнечный парус

    Как говорилось выше, электромагнитное излучение оказывает давление. Это значит, что теоретически его можно преобразовывать в движение – например, с помощью паруса. Аналогично тому, как корабли прошлых веков ловили в свои паруса ветер, космический корабль будущего ловил бы в свои паруса солнечный или любой другой звездный свет.

    Проблема, однако, в том, что давление света крайне мало и уменьшается с увеличением расстояния от источника. Поэтому, чтобы быть эффективным, такой парус должен иметь очень малый вес и очень большую площадь. А это увеличивает риск разрушения всей конструкции при встрече с астероидом или другим объектом.

    Попытки строительства и запуска солнечных парусников в космос уже имели место – в 1993 году тестирование солнечного паруса на корабле “Прогресс” провела Россия, а в 2010 году успешные испытания по пути к Венере осуществила Япония. Но еще ни один корабль не использовал парус в качестве основного источника ускорения. Несколько перспективнее в этом отношении выглядит другой проект – электрический парус.

    Электрический парус

    Солнце излучает не только фотоны, но также и электрически заряженные частицы вещества: электроны, протоны и ионы. Все они формируют так называемый солнечный ветер, ежесекундно уносящий с поверхности светила около одного миллиона тонн вещества.

    Солнечный ветер распространяется на миллиарды километров и ответственен за некоторые природные явления на нашей планете: геомагнитные бури и северное сияние. Земля от солнечного ветра защищается с помощью собственного магнитного поля.

    Солнечный ветер, как и ветер воздушный, вполне пригоден для путешествий, надо лишь заставить его дуть в паруса. Проект электрического паруса, созданный в 2006 году финским ученым Пеккой Янхуненом, внешне имеет мало общего с солнечным. Этот двигатель состоит из нескольких длинных тонких тросов, похожих на спицы колеса без обода.

    Благодаря электронной пушке, излучающей против направления движения, эти тросы приобретают положительный заряженный потенциал.

    Так как масса электрона примерно в 1800 раз меньше, чем масса протона, то создаваемая электронами тяга не будет играть принципиальной роли. Не важны для такого паруса и электроны солнечного ветра.

    А вот положительно заряженные частицы – протоны и альфа-излучение – будут отталкиваться от тросов, создавая тем самым реактивную тягу.

    Хотя эта тяга будет примерно в 200 раз меньше, чем таковая у солнечного паруса, проект заинтересовал Европейское космическое агентство. Дело в том, что электрический парус гораздо проще сконструировать, произвести, развернуть и эксплуатировать в космосе.

    Кроме того, с помощью гравитации парус позволяет также путешествовать к источнику звездного ветра, а не только от него. А так как площадь поверхности такого паруса гораздо меньше, чем у солнечного, то для астероидов и космического мусора он уязвим куда меньше.

    Возможно, первые экспериментальные корабли на электрическом парусе мы увидим уже в следующие несколько лет.

    Ионный двигатель

    Поток заряженных частиц вещества, то есть ионов, излучают не только звезды. Ионизированный газ можно создать и искусственно.

    В обычном состоянии частицы газа электрически нейтральны, но, когда его атомы или молекулы теряют электроны, они превращаются в ионы.

    В общей своей массе такой газ все еще не имеет электрического заряда, но его отдельные частицы становятся заряженными, а значит, могут двигаться в магнитном поле.

    В ионном двигателе инертный газ (обычно используется ксенон) ионизируется с помощью потока высокоэнергетических электронов. Они выбивают электроны из атомов, и те приобретают положительный заряд.

    Далее получившиеся ионы ускоряются в электростатическом поле до скоростей порядка 200 км/с, что в 50 раз больше, чем скорость истекания газа из химических реактивных двигателей. Тем не менее современные ионные двигатели обладают очень маленькой тягой – около 50–100 миллиньютонов.

    Такой двигатель не смог бы даже сдвинуться со стола. Но у него есть серьезный плюс.

    Большой удельный импульс позволяет значительно сократить расходы топлива в двигателе. Для ионизации газа используется энергия, полученная от солнечных батарей, поэтому ионный двигатель способен работать очень долго – до трех лет без перерыва. За такой срок он успеет разогнать космический аппарат до скоростей, которые химическим двигателям и не снились.

    Ионные двигатели уже не раз бороздили просторы Солнечной системы в составе различных миссий, но обычно в качестве вспомогательных, а не основных. Сегодня как о возможной альтернативе ионным двигателям все чаще говорят про двигатели плазменные.

    Плазменный двигатель

    Если степень ионизации атомов становится высокой (порядка 99%), то такое агрегатное состояние вещества называется плазмой.

    Достичь состояния плазмы можно лишь при высоких температурах, поэтому в плазменных двигателях ионизированный газ разогревается до нескольких миллионов градусов.

    Разогрев осуществляется с помощью внешнего источника энергии – солнечных батарей или, что более реально, небольшого ядерного реактора.

    Горячая плазма затем выбрасывается через сопло ракеты, создавая тягу в десятки раз большую, чем в ионном двигателе.

    Одним из примеров плазменного двигателя является проект VASIMR, который развивается еще с 70-х годов прошлого века. В отличие от ионных двигателей, плазменные в космосе еще испытаны не были, но с ними связывают большие надежды.

    Именно плазменный двигатель VASIMR является одним из основных кандидатов для пилотируемых полетов на Марс.

    Термоядерный двигатель

    Укротить энергию термоядерного синтеза люди пытаются с середины ХХ века, но пока что сделать это так и не удалось. Тем не менее управляемый термоядерный синтез все равно очень привлекателен, ведь это источник громадной энергии, получаемой из весьма дешевого топлива – изотопов гелия и водорода.

    В настоящий момент существует несколько проектов конструкции реактивного двигателя на энергии термоядерного синтеза. Самой перспективной из них считается модель на основе реактора с магнитным удержанием плазмы.

    Термоядерный реактор в таком двигателе будет представлять собой негерметичную цилиндрическую камеру размером 100–300 метров в длину и 1–3 метра в диаметре. В камеру должно подаваться топливо в виде высокотемпературной плазмы, которая при достаточном давлении вступает в реакцию ядерного синтеза.

    Располагающиеся вокруг камеры катушки магнитной системы должны удерживать эту плазму от контакта с оборудованием.

    Зона термоядерной реакции располагается вдоль оси такого цилиндра. С помощью магнитных полей экстремально горячая плазма проистекает через сопло реактора, создавая огромную тягу, во много раз большую, чем у химических двигателей.

    Двигатель на антиматерии

    Все окружающее нас вещество состоит из фермионов – элементарных частиц с полуцелым спином. Это, к примеру, кварки, из которых состоят протоны и нейтроны в атомных ядрах, а также электроны. При этом у каждого фермиона есть своя античастица. Для электрона таковой выступает позитрон, для кварка – антикварк.

    Античастицы имеют ту же массу и тот же спин, что и их обычные “товарищи”, отличаясь знаком всех остальных квантовых параметров. Теоретически античастицы способны составлять антивещество, но до сих пор нигде во Вселенной антивещество зарегистрировано не было. Для фундаментальной науки является большим вопросом, почему его нет.

    Но в лабораторных условиях можно получить некоторое количество антивещества. К примеру, недавно был проведен эксперимент по сравнению свойств протонов и антипротонов, которые хранились в магнитной ловушке.

    При встрече антивещества и обычного вещества происходит процесс взаимной аннигиляции, сопровождаемый выплеском колоссальной энергии. Так, если взять по килограмму вещества и антивещества, то количество выделенной при их встрече энергии будет сопоставимо со взрывом “Царь-бомбы” – самой мощной водородной бомбы в истории человечества.

    Причем значительная часть энергии при этом выделится в виде фотонов электромагнитного излучения. Соответственно, возникает желание использовать эту энергию для космических перемещений путем создания фотонного двигателя, похожего на солнечный парус, только в данном случае свет будет генерироваться внутренним источником.

    Но чтобы эффективно использовать излучение в реактивном двигателе, необходимо решить задачу создания “зеркала”, которое было бы способно эти фотоны отразить. Ведь кораблю каким-то образом надо оттолкнуться, чтобы создать тягу.

    Никакой современный материал попросту не выдержит рожденного в случае подобного взрыва излучения и моментально испарится.

    В своих фантастических романах братья Стругацкие решили эту проблему путем создания “абсолютного отражателя”. В реальной жизни ничего подобного пока сделать не удалось.

    Эта задача, как и вопросы создания большого количества антивещества и его длительного хранения, – дело физики будущего.

    Источник

    Источник: https://ribalych.ru/2015/10/02/7-kosmicheskix-dvigatelej-budushhego/

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.