מפעל פיילוט. האלמנטים והמכלולים העיקריים מצוינים. מכון צילום למכניקה של האקדמיה למדעים של הרפובליקה העממית של סין
ארגונים מדעיים סיניים ממשיכים במחקר בתחום האנרגיה ומציעים מושגים חדשים מסוגים שונים. אז, לאחרונה נודע על פיתוח ובדיקה מוצלחת של סט גנרטור ניסיוני המסוגל לקבל דחף חשמלי מאנרגיה של פיצוץ וגז דחוס. במהלך בדיקות מעבדה אושרה יכולת הפעולה של מכשיר זה והוצגו מאפיינים גבוהים מספיק. לא נשלל שכיוון זה יפותח, וכתוצאה מכך יהיו מתקנים המתאימים לפעולה מן המניין בתחומים שונים.
ניסויים מוצלחים
הפיתוח של סט גנרטורים חדש מתבצע על ידי מדענים ממכון בייג'ינג למכניקה של האקדמיה הסינית למדעים, בראשות ג'אנג שיאויואן. עד היום, הם יצרו קונספט מקורי וקבעו את המראה של מכשיר כזה. ייצר גם ציוד ניסיוני ששימש בבדיקות. תוצאות הפעילויות נחשפו במאמר עבור כתב העת הסיני למכניקה תיאורטית ויישומית, שפורסם באמצע ינואר.
מערך הניסוי נוצר על בסיס הניסיון של מחקרים קודמים. הוא משתמש בכמה רכיבי מדף כמו גם במכלולים שתוכננו במיוחד. המוצר נייח ומשמש רק בתנאי מעבדה.
במסגרת הבדיקות ניתן היה לאשר את יכולת הפעולה הבסיסית של המתקן. כמו כן, עם המשך הפרויקט, נקבעו מאפייני המוצר ואפשרות לשפרם. נמסר כי בבדיקות האחרונות, המתקן הפיק פי 10 יותר אנרגיה מאשר בתחילת הניסויים.
מחברי הפרויקט מתכננים להמשיך לחקור ולפתח את הרעיון והדרכים ליישומו. בעתיד, הם רוצים ליצור ערכות גנרטורים דומות המתאימים ליישום מעשי. ההנחה היא שניתן להשתמש במערכות כאלה במגוון תחומים בהם נדרש דחף חשמלי קצר של הספק גבוה.
לייזר קרבי נגרר שפותח על ידי סין, 2021. גנרטור "נפץ" קומפקטי יכול לשמש גם על ציוד כזה. מסגרת מתוך הדיווח של t/k CCTV7
מתקנים מסוג זה מתאימים לשימוש בניסויים מדעיים שונים, למשל בהיתוך גרעיני. ניתן להשתמש במקור כוח בגודל קטן לאותות מצוקה. גם העיתונות הזרה, שהפנה את תשומת הלב לדיווח על הניסויים, מצביעה על האפשרות הבסיסית של היישום הצבאי של הפיתוח החדש. בפרט, גנרטור כזה יכול לספק אנרגיה עבור לייזרים קרביים.
אב טיפוס
המכון למכניקה פרסם תמונה של מערך הניסוי וחשף את העקרונות הבסיסיים של פעולתו. גם הפרמטרים שהתקבלו בבדיקות המוצלחות ביותר נקראים. עקרונות הפעולה הם די פשוטים, אבל היישום שלהם דרש רכיבים עם מאפייני חוזק מיוחדים ופונקציות ספציפיות.
התמונה הרשמית מציגה את ההתקנה, הכוללת מספר מרכיבים. תא צינורי גלילי ממוקם בקו אחד ליישום הפיצוץ והתהליכים הבאים (המצוין בתמונה כ"צינור הלם"), מה שנקרא. מחולל מגנטוהידרודינמי (מגנט) ותא ואקום (מיכל ואקום). מכשירי מדידה מחוברים למכשירים. הגנרטור מחובר לעומס הבדיקה. מסיבות ברורות, להתקנה יש מראה ספציפי, המעיד על אופיו הניסיוני.
В камеру «шоковой трубы» закачивается рабочее тело в виде инертного газа аргона. Также в трубу помещается источник энергии – в экспериментах для этого использовалась взрывоопасная смесь водорода и кислорода, т.н. гремучий газ. В вакуумной камере напротив создается разрежение, за счет которого увеличивается разность давлений в контурах установки.
כדי ליצור דחף חשמלי, המתקן מצית תערובת גז נפיצה. תוצרי הבעירה של הגז המתפוצץ יוצרים לחץ גבוה בתא, מעבירים אנרגיה תרמית לארגון ומאלצים אותה לזרום לנפחים אחרים של המתקן. בהשפעת הטמפרטורה, הלחץ והתצורה של התעלות הפנימיות של הצינורות, הגז האינרטי מפתח מהירות היפרסונית, והוא גם מחומם למצב הפלזמה.
לייזר קרבי, מבט מלמעלה. מסגרת מתוך הדיווח של t/k CCTV7
פלזמת הארגון נכנסת למחולל המגנטו-הידרו-דינמי, שמסיר ממנה עודפי אנרגיה. האנרגיה המתקבלת מומרת לזרם חשמלי ומסופקת למכשירי המדידה ולעומס הבדיקה. ארגון, שחזר למצבו הגזי הרגיל, מסיים את דרכו באחד מתאי ההתקנה.
אחת המשימות העיקריות של הפרויקט הייתה חיפוש תצורות אופטימליות של נפחים פנימיים, מקורות אנרגיה, נוזל עבודה וכו'. השילוב הנכון של כל הרכיבים והפתרונות אפשרו להגדיל את תפוקת האנרגיה המתקבלת מהפלזמה. כפי שדווח, משימות אלו נפתרו בדרך כלל.
מערך הניסוי בתצורה האחרונה נותן לארגון מהירות בסדר גודל של 14 M. עם קצב זרימה כזה, 1 ליטר גז מסוגל לייצר פולס של חשמל בהספק של 212 קילוואט. עם זאת, ייצור החשמל נמשך רק שבריר שנייה - בעוד הפלזמה עוברת דרך הגנרטור ונותנת לו את האנרגיה שלו.
למשימות שונות
הפרויקט של המכון למכניקה של האקדמיה הסינית למדעים מעורר עניין רב, לפחות מנקודת המבט של המדע והטכנולוגיה. עיקרון מוזר להשגת דחף חשמלי רב עוצמה הוצע ויושם בהצלחה - אם כי בתנאי מעבדה. בדיקה והשגת עלייה משמעותית בביצועים מצביעים על פוטנציאל מסוים להתפתחות זו. בנוסף, כבר ניתן לחפש תחומי יישומו, גם ברמה תיאורטית.
היזמים מציעים להשתמש במתקן המתקדם ובאנלוגים העתידיים שלו למטרות מדעיות, שבהן נדרשת אנרגיה גבוהה בזמן הקצר ביותר. בתפקיד זה, גנרטור מסוג חדש יכול להחליף מערכות מסוגים נפוצים. במקרה זה, יתכן רווח בגודל, במשקל ובעלות הפעלת המתקנים. בנוסף, יתרון ברור הוא ההכנה המהירה ביותר ליצירת דחף חדש ללא צורך בהצטברות ארוכה של אנרגיה.
את כל החוזקות של תחנת הכוח החדשה ניתן ליישם במישור הצבאי. כפי שמציינים בעיתונות הזרה, ניתן להשתמש בו כחלק ממערכות לייזר קרביות או כלי נשק אחרים המבוססים על עקרונות חדשים. בהחלט ייתכן שאפשרות כזו של שימוש בטכנולוגיה חדשה כבר נחקרת, לפחות, על ידי מומחים צבאיים.
ככל הנראה, אקדח מסילה מנוסה על ספינת נחיתה סינית, 2018. צילום Arstechnica.net
לדגימת המעבדה המוצגת מימדים מוגבלים, ולא ניתן לשלול שהם יצטמצמו עוד יותר בעתיד. זה יאפשר להרכיב את ההתקנה על פלטפורמות ניידות. ההספק המוצג של יותר מ-200 קילוואט הוא די והותר כדי להפעיל לייזרים, רובים אלקטרומגנטיים, רובי רכבת וכו'. עם ביצועי לחימה גבוהים.
להתקנה חייבת להיות יתרונות כלכליים. הוא משתמש בדלק הזמינים ובנוזל העבודה, מה שמפחית את העלות האפשרית של הפעולה. יחד עם זאת, כל דחף ו"ירייה" על חשבונו מתגלה כיעיל למדי.
אופטימיזציה נוספת של העיצוב ומאפייניו אפשרי, תוך התחשבות בדרישות שונות. אז, לייזרים קרביים מודרניים, המראים איכויות לחימה טובות, יש הספק של 10-50 קילוואט. זה מאפשר להפחית את ההספק הנדרש של הגנרטור, ובמקביל להפחית ולהקל אותו ולהוזיל את עלות הפעולה.
יש לזכור כי סין עוסקת באופן פעיל בפיתוח מערכות לייזר קרביות וכלי נשק אחרים המבוססים על עקרונות חדשים. כמה מוצרים מהסוג הזה כבר הוצגו רשמית לציבור. התפתחות נוספת של תחום זה קשורה ישירות לפיתוח טכנולוגיות חדשות ותלויה בהצלחת תהליך זה. בפרט, נדרשות מערכות אספקת אנרגיה חדשות. איך בדיוק הבעיה נפתרת לא ידוע. אבל מגוון של פיתוחים יכולים למצוא יישום בתחום זה, כולל. טכנולוגיה חדשה של המכון למכניקה.
טכנולוגיות דו-מטריות
כפי שדווח, עד עכשיו, סט הגנרטורים הניסיוני של המכון למכניקה הגיע לבדיקה ומאשר את מאפייני התכנון. בעתיד, ניתן לשפר אותו על ידי אופטימיזציה של העיצוב או הגדלת הפרמטרים העיקריים. בנוסף, יש לצפות לתהליך של התאמת העיצוב לשימוש מעשי.
לטענת היזמים, יהיה צורך להשתמש בגנרטור חריג בתחומים המדעיים והאזרחיים. יחד עם זאת, הטכנולוגיה החדשה יכולה וצריכה למצוא יישום בתחום הנשק המתקדם. בהחלט יתכן שהוא כבר מותאם לשימוש במערכות לחימה מסוגים שונים - אך מידע מסוג זה עדיין אינו נתון לפרסום.