Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2011 № 03

Институт перспективных концепций аэрокосмического агентства США (НАСА) финансирует небольшую американскую компанию Positronics Research , расположенную в г. Санта-Фе. Она уже не первый год занимается разработкой и постройкой опытных устройств для работы с антиматерией. Не так давно ее сотрудники представили две новые схемы космических двигателей на антиматерии.

В принципе, для путешествия, скажем, к Марсу хватило бы нескольких десятых долей грамма антивещества, полагают сотрудники компании. Причем полет длился бы всего 45–90 суток в зависимости от времени старта и взаимного расстояния между планетами, которое периодически меняется. Дело, как говорится, за малым. Надо выбрать наиболее подходящий способ хранения антиматерии на борту и рациональный способ использования ее огромной энергии.

Исследователи компании считают, что топливом для кораблей будущего должны стать позитроны, а не антипротоны, как предлагалось ранее. Выбор этот обоснован так. При реакции аннигиляции материи и антиматерии рождаются гамма-лучи высокой энергии, что в случае пилотируемого аппарата потребует особых защитных экранов. Аннигиляция позитронов порождает гамма-излучение с энергией примерно в 400 раз меньшей, чем в случае использования антипротонов, что упростит защиту.

Предполагается, что энное количество позитронов (сотые доли грамма) можно наработать на земных установках и поместить в большое число миниатюрных магнитных капсул-ловушек. Капсулы эти по очереди, с определенной частотой направляют в реактор. В центре реактора силовое поле ловушки выключают, позитроны взаимодействуют с ее веществом и дают вспышку излучения, нагревающего специальный теплообменник. Через него пропускают водород, который, нагревшись, с большой скоростью истекает из сопла двигателя, обеспечивая тягу.

Часть горячего водорода отводится для привода насоса, а холодный водород из бака, прежде чем попасть в реактор, проходит через двойные стенки сопла — для его охлаждения.

Позитронный реактор мог бы дать удельный импульс в 900 секунд, сообщают исследователи. То есть на каждый грамм израсходованного за секунду рабочего тела (водорода) он дал бы 900 граммов тяги. Это примерно в 2–3 раза выше, чем у современных ракетных двигателей.

Второй вариант привода назван «Абляционный позитронный двигатель». Капсулы с магнитными ловушками, в которых хранятся позитроны, здесь еще покрыты слоем свинца. Свинец поглощает гамма-радиацию от аннигиляции и переизлучает этот поток энергии в виде рентгеновских лучей, от которых легче защититься. В частности, они будут поглощаться слоем специального покрытия сопла. Покрытие, постепенно испаряясь, и создает тягу.

Таковы перспективы. Но пока для осуществления этих планов физикам придется немало потрудиться.

С. НИКОЛАЕВ

На недавнем Московском международном автосалоне (ММАС-2010), например, заметно выделялся городской транспорт завтрашнего дня — электроминикары, которые, по идее, должны занять промежуточное место между обычными автомобилями и мотоциклами. Обратить на них особое внимание инженеров заставили… статистики. Ведь они знают все, в том числе, кто, куда и как далеко ездит. Согласно статистике получается, что большинство автолюбителей пять раз в неделю совершают поездки из дома на работу и обратно, преодолевая расстояние порядка 50 км. Причем ездят в большинстве своем в одиночку или вдвоем.

А если так, то зачем, спрашивается, ставить в машине 4 кресла и стараться обеспечить электромобилю пробег, сравнимый с бензиновым авто, то есть 400–500 км без подзарядки? Ни к чему, получается, и создавать сеть электрозаправочных станций. В конце концов, розетка найдется в каждом офисе, в каждом доме, так что заряда батареи на 50–70 км вполне хватит. И со скоростью зарядки можно не спешить: ночь длинна, и рабочий день не так уж короток… Главное, чтобы аккумулятор был долговечен и выдерживал ежедневные подзарядки в течение, скажем, лет пяти.

При этом выяснилось, что такие аккумуляторы можно изготовить уже сегодня и они вовсе не так уж тяжелы и громоздки. Так что в машине хватит места и для них, и для электромотора, и даже для бензобака с двигателем внутреннего сгорания. ДВС может понадобиться водителю, если вдруг батареи сядут во время, скажем, поездки за город. Кроме того, если добавить к такому двигателю еще и электрогенератор, который есть сейчас во многих машинах, то подзарядку аккумуляторов можно производить даже на ходу…

Известная японская фирма Honda представила в Москве новинку: Honda FCX Clarity — это первый в мире серийный автомобиль на водородных топливных элементах. Он питается от компактной, но мощной батареи топливных элементов Honda V Flow. В ней идет реакция между водородом и атмосферным кислородом, в результате чего вырабатывается электроэнергия, которая и приводит автомобиль в движение. Причем вместо вредных выхлопных газов в атмосферу выделяется только чистый водяной пар.

Инженеры «Хонды» разработали также компактную солнечно-водородную АЗС Honda Solar Hydrogen Station . Она позволяет заправить автомобиль прямо в гараже или во дворе вашего дома. Причем FCX Clarity полностью заправляется всего за 4 минуты и обладает запасом хода в 460 км.

Любопытная деталь: начиная с 2007 года компания Honda ежемесячно проводит семинары для всех желающих, посвященные проблемам и преимуществам силовых установок на топливных элементах. Особенно приветствуется посещение этих занятий… детьми — будущими потребителями новых технологий. По окончании семинара каждый юный участник получает именной сертификат о прохождении курса обучения.

В экспозиции концерна можно было увидеть и 3R-C — трехколесный одноместный электрокар, прототип компактного городского автомобиля будущего. Он оснащен прозрачным пластиковым колпаком, который накрывает водительское место во время стоянки, а во время движения превращается в обтекаемый защитный экран и обеспечивает водителю высокий уровень комфорта. Прочные борта капсулы безопасности защищают водителя 3R-C от травм во время боковых столкновений.

Такая конструкция — не единственная в своем роде.

Компания Toyot a тоже продемонстрировала публичное индивидуальное транспортное средство PM ( Personal Mobility ). Управление здесь осуществляется при помощи двух джойстиков, расположенных справа и слева от водителя. Передние колеса могут поворачиваться почти перпендикулярно, что обеспечивает машине высокую маневренность. Автомобиль способен разворачиваться буквально на одном месте. Электромоторы при этом вращают задние колеса в противоположных направлениях, а каждое переднее колесо поворачивается на наиболее подходящий угол для разворота с минимальным радиусом.