Amerikalik olimlar ion dvigatelida ishlovchi ilk uchoqni yaratdi. Uning o‘ziga xosligi nimada?

Yaqinda Massachusets texnologiya instituti tadqiqotchilari ion dvigatelida ishlovchi ilk uchoqni yaratgani haqidagi xabarlar keng tarqadi va muayyan davralarda shov-shuvga sabab bo‘ldi. Uning o‘ziga xosliklari nima, yangi qurilma fan olamida qanday o‘zgarishlarga olib keladi – bu haqda fizik olim Po‘lat Tojimurodov javob beradi.

Havo kemalari – samolyotlar, ya’ni uchoqlar qanday uchishini bilasizmi? E’tibor bergan bo‘lsangiz, ularning qanotlari yassi emas, old tomoni yupqaroq, orqasi esa qalin, shuning hisobiga qanotning ust qismi qiya joylashgan. Uchoq harakatlanganida qanotning ustidan kelgan havo siqiladi, natijada uning tezligi ortadi. Qanotning ostki tomoni esa nisbatan tekisroq, u yerdan o‘tgan havoning tezligi o‘zgarmaydi.

Suyuqliklar va gazlardagi oqim qonuniyatlarini tavsiflovchi Bernulli qonuniga ko‘ra tez oqayotgan gazning bosimi kamroq bo‘ladi. Qo‘pol o‘xshatish qiladigan bo‘lsak, tez oqayotgan gaz go‘yoki katta bosim ko‘rsatishga "ulgurmaydi". Uchoq qanotining ustidan oqib o‘tayotgan havo tezligi kattaroq bo‘lgani tufayli qanot ustidagi bosim uning ostidagi bosimga qaraganda kichikroq bo‘ladi va natijada qanotni yuqoriga ko‘taruvchi kuch hosil bo‘ladi. Uchoq qancha tez harakatlansa, bu kuch ham shuncha katta bo‘lib, oxir-oqibat uchoqni pastga tortuvchi og‘irlik kuchini yengib o‘tadi va u havoga ko‘tariladi. Demak, uchoqni havoga ko‘tarish uchun unga yetarlicha katta tezlik bera olsak bas.

Ana shunday katta tezlikka erishish uchun zamonaviy katta uchoqlarda qudratli dvigatellar o‘rnatiladi. Ichki yonuv dvigatellari to‘g‘ridan-to‘g‘ri uchoq g‘ildiraklarini aylantirsa, reaktiv dvigatellar yoqilg‘i gazlarini katta tezlikda orqaga otish orqali uchoqni tezlashtiradi. Har ikkala turdagi dvigatel katta miqdorda yoqilg‘i sarflaydi va bunda hosil bo‘lgan gazlarni atmosferaga chiqarib, havoni ifloslantiradi.

Bularga muqobil sifatida eletrodinamik dvigatelni keltirish mumkin. G‘oyasi o‘tgan asrning 20-yillarida taklif etilgan bu dvigatel ishlash prinsipi bo‘yicha reaktiv dvigatelga juda o‘xshaydi, faqat unda harakat hosil qilish uchun yonilg‘i gazlari emas, ionlar – qo‘shimcha zaryadga ega bo‘lgan atom yoki molekulalar otilib chiqadi. Ionlar massasi kichik bo‘lgani sababli ularga juda katta tezlik berish mumkin. Ion dvigatellari amalda yaratilgan, biroq samaradorligi pastligi tufayli shu kungacha faqat kosmik apparatlarda ishlatilgan – qarshilik kuchi yo‘q bo‘lgan koinotda kichik kuch bilan ham harakat hosil qilish mumkin. Lekin hatto koinotda ham ion dvigatellar bevosita harakatlanish uchun emas, faqat manyovrlar uchun ishlatiladi.

Endi Massachussets texnologiya instituti (MIT) tadqiqotchilari yaratgan uchoqning fyuzelyajida quvvatli litiy-polimer batareyalari o‘rnatilgan bo‘lib, bu batareyalar ta’minot bloki orqali uchoq qanotlari bo‘ylab tortilgan simlarga ulangan. Qurilma ishga tushgan payt ta’minot bloki batareyalardan olgan elektr energiyani simlarga 40000 volt kuchlanish berish orqali ularni musbat zaryadlaydi. Natijada simlar o‘z atrofidagi havo molekulalaridan manfiy zaryadlangan elektronlarni sug‘urib oladi, havo molekulalari musbat ionlarga aylanadi. Ular esa uchoqning orqa tomonidagi manfiy elektrodlarga tortilish oqibatida juda katta tezlikda orqaga otiladi va xuddi reaktiv dvigateldagi gaz oqimi kabi uchoqni harakatga keltiradi.

Uchoqning tajriba uchun qurilgan prototipining kattaligi 5 metr. Tadqiqotchilar uni o‘n marta uchirib, turg‘un harakatga erishish mumkinligini ko‘rsatib berishdi. Bu to‘g‘risidagi maqola 21 noyabr kuni Nature ilmiy jurnalida chop etildi.

Albatta, 5 metrli kichkinagina tajribaviy qurilma hech qanday amaliy ahamiyatga ega emas, biroq bu tajriba ko‘p yillardan buyon ilojsiz deb hisoblangan ion dvigatelli uchoqlar qurish mumkin ekanligi, uning avvalgi hisob-kitoblarda ko‘rsatgan juda past samaradorligini texnologiyalardan aql bilan foydalanib ancha-muncha oshirish mumkinligini ko‘rsatdi.

Xo‘sh, ion dvigatel yordamida harakatlanuvchi uchoqning boshqa turdagilaridan nima ustunliklari bor? Birinchidan, unda qazilma yoqilg‘idan foydalanilmaydi va u havoga zaharli gazlarni chiqarmaydi. Ikkinchidan, unda propeller ham, turbina ham, umuman hech qanday harakatlanuvchi qism yo‘q, natijada u deyarli hech qanday shovqin chiqarmaydi.

Jamoa rahbari Stiven Barretning aytishicha, bunday havo kemasi yaratishga ularni qisman "Star Trek" teleseriali ilhomlantirgan. U yerdagi futuristik, shovqinsiz, havoda "suzib" yuruvchi shattllar unga juda katta ta’sir o‘tkazgan.

Barretning o‘zi kashfiyotni quyidagicha baholaydi:

"Bu – dvigatel tizimida harakatlanuvchi qismlari yo‘q uchoqning tarixda birinchi marta o‘z-o‘zini ta’minlagan holda uchishi. Bu kashfiyot aviatsiya uchun sokinroq, mexanik jihatdan soddaroq, chiqindisiz yangi o‘rganilmagan imkoniyatlarni ochib beradi".
“Zamin” yangiliklarini “Twitter”da kuzatib boring