Лазерный двигатель

Лазерный реактивный двигатель — ракетный двигатель в котором рабочее тело получается путём испарения твёрдого материала или разогрева газа лазерным лучом.

Используемый для разгона лазер чаще всего располагается вне самого летательного аппарата. При расположении лазера в начальной точке движения основной проблемой при перемещении на большие расстояния становится торможение аппарата в конечной точке маршрута.

Данный тип двигателя эффективнее использовать в вакууме, где отсутствует рассеяние лазерного луча атмосферой.

Американские разработчики в начале 90-х считали, что лазерный двигатель должен снизить себестоимость вывода грузов на орбиту за счёт того, что лазер, как основной источник энергии, используется многократно в отличие от ракет-носителей. Российскими исследователями отмечается в качестве преимущества возможность отказа от использования окислителя.

Лазерные двигатели, использующие другие движители, также, как правило, используют внешний по отношению к объекту лазер для передачи энергии.

В частности под "лазерным" двигателем может пониматься комбинация внешнего разгонного лазера с расположенным на аппарате "парусом" из специального материала.

В 2007-м году группа японских учёных во главе с Хидэки Окамурой разработала модель маломощного двигателя, в котором движение придается металлическому диску путём его нагрева лазерным лучом.[1] Лазер зелёного цвета с длиной волны 532 нм нагревает металл, что приводит к его расширению и возникновению на поверхности быстро перемещающихся эластичных волн, которые двигаются вокруг центра кольца. При соприкосновении с осью, на которой находится диск, он начинает вращаться.

История

В 1972 году в издании "Astronautics and Aeronautics" была опубликована работа Артура Кантровица(Arthur Robert Kantrowitz) "Propulsion to Orbit by Ground Based Lasers", в которой предлагалось изменить сам подход к запуску космических аппаратов. Вместо постройки больших и менее эффективных ракет было предложено использовать мощные лазеры для запуска небольших спутников.

С 1986 года ряд работ по проблемам, связанным с лазерными двигателями, опубликовал американский физик Джордин Кэр работавший по гранту NASA.

Проекты

Lightcraft — совместный проект ВВС США и NASA, проводившийся в 90-х годах по концепции предложенной Лейком Мирабо из Политехнического института Ренсселера. В качестве рабочего тела в экспериментальных моделях использовался нагретый лазерным лучом атмосферный воздух. Луч передавался на летательный аппарат с лазера, расположенного на поверхности Земли. Эксперименты проводились на полигоне Уайт-Сэндз авиабазы Райт-Паттерсон.[2] В 2000-м году экспериментальная модель размером около 12 сантиметров достигла высоты в 71 метр. Позднее профессором Мирабо была основана компания Lightcraft Technologies[3], продолжающая разработку лазерных реактивных двигателей.[4] В 2008 году в Управлении научно-технической информации Министерства энергетики США на официальном сайте опубликовали статью, в которой её автор Вильям Ларсон [5] рассказывает об успешно завершенных исследованиях в этой области [6].

АКЛРД (Аэрокосмический лазерный реактивный двигатель) - проект, созданный и в 2005-м году запатентованный[7] группой ученых из Научно-Исследовательского Института Оптико-Электронного Приборостроения (НИИ ОЭП) во главе с Ю. Резунковым.[8] Был создан макет двигателя и проведены эксперименты по демонстрационному полету оснащенного им аппарата общей массой в 150 грамм.[9] По данным Конструкторского Бюро Химавтоматики (КБХА)[10] разработка ЛРД (Лазерного ракетного двигателя) ведется КБХА с 2002 года совместно с НИИ ОЭП и Исследовательским Центром им. М. В. Келдыша.

DEEP-IN - проект, разрабатываемый группой ученых (UCSB Experimental Cosmology Group)[11] Калифорнийского Университета в Санта-Барбаре по программе NASA[12]. Предполагается использование системы микролазеров для разгона плоского летательного аппарата, способного совершать межзвездные перелеты на скоростях приближающихся к световым. По расчетам авторов проекта такой аппарат в состоянии преодолеть расстояние до Альфы Центавра за 20 лет.[13]

  • Расчёт КПД лазерного двигателя

Примечания
  1. Создан мотор, работающий с помощью лазера - Компьюлента (недоступная ссылка). Дата обращения: 27 июня 2015. Архивировано 30 июня 2015 года.
  2. НАСА испытывает модель "лазерного двигателя" - газета Коммерсант
  3. Lightcraft Project - Lightcraft Technologies (недоступная ссылка). Дата обращения: 27 июня 2015. Архивировано 20 декабря 2016 года.
  4. How Light Propulsion Will Work
  5. C. William Larson. Perspective on One Decade of Laser Propulsion Research at Air Force Research Laboratory (англ.) // AIP Conference Proceedings. — 2008-04-28. — Т. 997, вып. 1. — ISSN 0094-243X. — doi:10.1063/1.2931934.
  6. Марина Куцина. Кто возглавит нейрореволюцию? Денис Банченко о космосе и психокинетике. samara.aif.ru (10 августа 2021). Дата обращения: 15 октября 2021.
  7. аэрокосмический лазерный реактивный двигатель(РФ № 2266420)
  8. Российские инженеры предложили концепцию лазерного ракетного двигателя - Вести.Ru
  9. Аэрокосмический лазерный реактивный двигатель - НИИ ОЭП
  10. Лазерный ракетный двигатель (ЛРД) - КБХА
  11. Direct Energy Interstellar Precursors - UCSB Experimental Cosmology Group Архивировано 12 апреля 2016 года.
  12. Roadmap to stars
  13. Физики: "лазерный" двигатель позволит достичь Альфы Центавра за 20 лет - РИА Новости

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.