Испытан первый беспилотник с ионным двигателем
Вначале немного теории. Ионный двигатель работает, испуская из сопла струю положительно заряженных ионов. Их разделение с электронами является отдельной и довольно сложной инженерной задачей, мы ее касаться не будем, отметим только, что электроны тоже выбрасываются в окружающее пространство, но, скорее как мусор — их масса ничтожна и получить сколько-нибудь заметную реактивную тягу за счет этих частиц нельзя. Положительно заряженные (ионизованные) ядра атомов существенно тяжелее и, при выбрасывании назад, тягу создают. Их разгон в нужном направлении обеспечивается электростатическим полем. Если сделать его достаточно сильным, то скорость истечения ионов можно довести до пары сотен километров в секунду, что значительно превышает 4-5 км/с, свойственные химическим двигателям (где есть топливо и оно горит).
Проблемой ионных двигателей является их малая тяга — все-таки атомное ядро весит не так уж много. Поэтому сегодняшняя сфера их применения находится там, где этот показатель некритичен, а эффективность расхода рабочего тела, напротив, очень важна, поскольку этого тела мало и пополнить его запасы невозможно. Речь идет о космических полетах — ионные двигатели используются для ориентации спутников и, иногда, в качестве маршевых двигателей межпланетных станций. А вот в авиации этот продукт прогресса применен впервые.
Как пишут авторы полетевшей конструкции, в результате десяти испытательных полетов им удалось установить, что летать она в принципе способна. Дальность полета составила примерно 40-45 метров, самолету временами удавалось даже набирать высоту — на метр-другой. Это может показаться несерьезным, но не будем забывать, что самолет братьев Райт немногим более века назад выглядел не намного лучше, и в тот момент никто не мог бы представить, что наследники этой конструкции будут преодолевать огромные расстояния, подниматься на километровые высоты и перевозить сотни людей.
Ознакомиться с подробностями можно в статье, опубликованной в Nature.
