Mensen zijn afhankelijk van fossiele brandstoffen als primaire energiebron, vooral op het gebied van transport. Echter, fossiele brandstoffen zijn zowel onhoudbaar als onveilig, dienst als de grootste bron van broeikasgasemissies en leidt tot nadelige effecten op de luchtwegen en verwoesting als gevolg van de opwarming van de aarde.

Een team van onderzoekers van het Institute of Technological Sciences aan de Wuhan University heeft een prototype apparaat gedemonstreerd dat microgolf-luchtplasma's gebruikt voor straalaandrijving. Ze beschrijven de motor in het journaal AIP-vooruitgang .

"De motivatie van ons werk is om te helpen bij het oplossen van de problemen met de opwarming van de aarde als gevolg van het gebruik door mensen van verbrandingsmotoren op fossiele brandstoffen om machines aan te drijven, zoals auto's en vliegtuigen, " zei auteur Jau Tang, een professor aan de universiteit van Wuhan. "Met ons ontwerp hebben we geen fossiele brandstof nodig, en daarom, er is geen CO2-uitstoot om broeikaseffecten en opwarming van de aarde te veroorzaken."

Voorbij solide, vloeistof en gas, plasma is de vierde toestand van materie, bestaande uit een aggregaat van geladen ionen. Het bestaat van nature op plaatsen zoals het oppervlak van de zon en de bliksem van de aarde, maar het kan ook worden gegenereerd. De onderzoekers creëerden een plasmastraal door lucht tot hoge druk samen te persen en een magnetron te gebruiken om de onder druk staande luchtstroom te ioniseren.

Deze methode verschilt op één belangrijke manier van eerdere pogingen om plasmastraalmotoren te maken. Andere plasmastraalmotoren, zoals NASA's Dawn ruimtesonde, gebruik xenonplasma, die de wrijving in de atmosfeer van de aarde niet kan overwinnen, en zijn daarom niet krachtig genoeg voor gebruik in het luchtvervoer. In plaats daarvan, de plasmastraalmotor van de auteurs genereert de hoge temperatuur, hogedrukplasma in situ met alleen geïnjecteerde lucht en elektriciteit.

Het prototype plasmastraalapparaat kan een stalen bal van 1 kilogram over een kwartsbuis met een diameter van 24 millimeter tillen, waar de hogedruklucht wordt omgezet in een plasmastraal door door een microgolfionisatiekamer te gaan. Schalen, de overeenkomstige stuwdruk is vergelijkbaar met die van een straalmotor van een commercieel vliegtuig.

Door een groot aantal van deze stuwraketten te bouwen met krachtige microgolfbronnen, het prototypeontwerp kan worden opgeschaald tot een jet op ware grootte. De auteurs werken aan het verbeteren van de efficiëntie van het apparaat om dit doel te bereiken.

"Onze resultaten toonden aan dat een dergelijke straalmotor op basis van microgolf-luchtplasma een potentieel levensvatbaar alternatief kan zijn voor de conventionele straalmotor op fossiele brandstof, ' zei Tang.