"Техника-молодежи" 1956 г, №6, с.32, вкл

Отрывки из статей, опубликованных в 2056 году

На цветной вкладке, на нижнем рисунке, внизу, показана принципиальная схема энергопитания ионолета, осуществляемого с земли. Переменный ток от энергоцентрали поступает к выпрямителям и превращается в постоянный ток высокого напряжения, который затем подводится к группе электронных генераторов, создающих колебания с частотой в несколько миллиардов периодов в секунду (электромагнитные волны короче 10 сантиметров). Эти сверхвысокочастотные электромагнитные колебания питают остронаправленную антенну. Она представляет собой огромный металлический экран, с лицевой стороны его электромагнитные колебания излучаются концентрированным направленным потоком, который сосредоточивается, фокусируется на ионолете.

Крылья ионолета — это приемные направленные антенны. Сконцентрированная крыльями электромагнитная энергия поступает по волноводам к реактивным камерам. В рабочей полости каждой камеры возникает сверхмощное электрическое пламя — безэлектродный вихревой разряд.

Воздух, входящий через передние отверстия в реактивные камеры, раскаляется, молекулы его расщепляются и ионизируются. Отсюда произошло и название корабля — ионолет. Струя раскаленных ионизированных газов со страшной силой выбрасывается из сопел, создавая силой реакции необходимую тягу.

Температура раскаленной струи, выбрасываемой из высокочастотной камеры сгорания, значительно выше, нежели температура газов, получаемых при сгорании самых высококалорийных топлив (например, водорода, сгорающего в озоне).

Поэтому и скорости частиц, вылетающих из сопла ионолета, много больше, чем скорости молекул любых продуктов сгорания. Факел ионизированных газов, извергающийся из высокочастотных камер сгорания, подобен солнечному протуберанцу.

Полная мощность электрического пламени в камерах сгорания достигает миллиона киловатт.

В середине XX века мощность самой большой электропечи (например дуговой для плавки металлов) не превышала нескольких десятков тысяч киловатт. Такая печь была громоздким сооружением с тяжелыми токоподводами, с многотонными угольными электродами. По сравнению с такой электропечью вес камер сгорания ионолета ничтожно мал. Мощность на единицу веса камер ионолета в несколько тысяч раз выше, чем в существовавшей самой совершенной электрической печи.

Если бы ионолет остановился в своем полете, то пламя в разрядной камере сожгло бы, испепелило ее в несколько секунд. Но благодаря большой скорости полета эта камера сильно продувается воздухом и все создаваемое в ней тепло уходит со струей раскаленных газов.

Чтобы подвести к ионолету энергию, необходимую для питания его камер сгорания, луч от наземной передающей антенны должен создавать высокую напряженность электромагнитного поля. Для сравнения можно указать, что солнечный свет у поверхности земли имеет удельную мощность порядка двух киловатт на квадратный метр. Это соответствует электрическому полю напряженностью около 9 вольт/см. Наземная антенна, питающая ионолет, создает напряженность поля около 1 000 вольт/см. Это соответствует энергетическому потоку, в 10 тыс. раз более мощному, чем поток солнечных лучей на орбите Земли. Такая напряженность солнечной радиации возможна только вблизи Солнца, на расстоянии около 1,5 млн. км от его центра. Это в сто раз ближе расстояния Земли от Солнца.

Полная электромагнитная мощность, принимаемая ионолетом, составляет около 1 млн. квт.

Интересно отметить, что даже при такой большой мощности давление электромагнитных волн на крылья ионолета относительно невелико. Известно, что по теории Максвелла, подтвержденной опытами П. Н. Лебедева в 1900 году, давление солнечных лучей у поверхности земли составляет меньше одного миллиграмма на квадратный метр. Поток сантиметровых волн от наземной направленной антенны, питающей ионолет, имеет, как уже было сказано, удельную мощность в 10⁴ раз большую, чем лучи света. Следовательно, давление потока электромагнитных сантиметровых волн на крылья ионолета составляет примерно 10 г на квадратный метр.

По отношению к электромагнитному потоку сантиметровых волн ионолет является «абсолютно черным телом», то-есть, падая на крыло, сантиметровые волны полностью им поглощаются.

Максимальное тяговое усилие, создаваемое в камерах сгорания, составляет сотни тонн. Такое усилие необходимо, чтобы сообщить ионолету высокое ускорение, пробить основную толщу земной атмосферы.

Принцип действия ионных камер аналогичен действию прямоточных воздушно-реактивных двигателей, созданных еще в первой половине XX века. Прямоточный двигатель представляет собой трубу и не имеет никаких движущихся частей. Это летящая с высокой скоростью топка. Когда скорость полета превышает скорость звука, воздух, входящий в трубу, создает благодаря скоростному напору давление до десятков атмосфер. Форсунка подает в этот поток горючее. Оно сгорает, из сопла двигателя вылетает поток раскаленных газов, который и создает требуемую тягу.

В ионолете же в сжатый воздух вводится электромагнитная энергия, которая и раскаляет газ, расщепляет его на ионы, летящие с колоссальной скоростью.

Запуск ионолета производится со стартовой горки, которая сделана в виде развернутого в линию статора электрического двигателя. Взаимодействие электромагнитных полей стартовой дорожки и стартовой тележки, несущей ионолет, заставляет стартовую тележку двигаться со все нарастающей скоростью, которая к концу старта уже превышает скорость звука. В этот момент начинает действовать электромагнитный луч. Крылья ионолета улавливают потоки энергии. Летающая антенна отрывается от земли и устремляется ввысь.

Однако электромагнитный луч не может питать ионолет на любой высоте. У поверхности земли слой атмосферы наиболее плотный и выдерживает высокое электрическое напряжение. Но с увеличением высоты атмосфера становится более разреженной. Здесь высокая напряженность электромагнитного поля может вызвать пробой, произойдет безэлектродный разряд — своеобразное «короткое замыкание» электромагнитного луча.

По мере вступления ионолета в более разреженные слои атмосферы в камеры сгорания через питатели автоматически подается во все больших количествах вспомогательное горючее — угольная или металлическая пыль. На высоте 60—80 км питание ионолета электромагнитным лучом прекращается.

Заброшенный на огромную высоту ионолет обладает большим запасом как потенциальной энергии (энергии положения), так и кинетической энергии (энергии движения). За счет этого запаса возможно совершить кругосветный перелет.

При снижении ионолета в верхних разреженных слоях атмосферы, где нет трения, а следовательно, нет и потерь энергии, потенциальная энергия его переходит в кинетическую, скорость движения нарастает с потерей высоты. Достигнув нижних, более плотных слоев воздушного океана, ионолет будет ударяться и отражаться от них. Это движение его можно сравнить с подпрыгиванием плоского камешка, брошенного в воду и создающего «блинчики», или с порханием бабочки.

Совершая подобные, все уменьшающиеся прыжки, ионолет может совершить посадку на том же аэродроме, с которого был дан старт. Такой кругосветный перелет займет несколько часов.

А это 3-я обложка — без связи со статьёй: