De commerciële luchtvaart is verantwoordelijk voor 2,5 procent van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen, en dat aandeel groeit snel. Als de commerciële luchtvaart geen fossiele brandstoffen meer nodig zou hebben, zou dat dus een belangrijke stap betekenen in de strijd tegen de opwarming van de aarde.
Chinese onderzoekers van de universiteit van Wuhan hebben een prototype ontwikkeld van een straalmotor die alleen lucht en elektriciteit nodig heeft voor de aandrijving. Ze denken zelfs dat de technologie uiteindelijk kan worden toegepast in passagiersvliegtuigen.
Dezelfde aandrijving als conventionele straalmotor
De motor perst lucht samen in een buis, waar de lucht wordt geïoniseerd met behulp van microgolven, die worden gegenereerd door een zogeheten ‘magnetron’ met een vermogen van 1000 watt. De geïoniseerde lucht wordt plasma, dat ontvlamt en een straal genereert die voor de aandrijving zorgt.
Kijk hoe een miniversie van de motor 1 kilogram tilt – vergelijkbaar met de kracht van een vliegtuigmotor:
Het prototype kon een stalen bal van 1 kilogram optillen. Daarom denken de onderzoekers dat de motor in verhouding tot het energieverbruik evenveel aandrijving creëert als een conventionele straalmotor. Dat betekent dat de motor kan worden opgeschaald naar passagiersvliegtuigen.
Plasma wordt nu al toegepast in luchtvaart
Plasma is een van de vier aggregatietoestanden, naast vaste stof, vloeistof en gas. Het wordt in de natuur gevormd wanneer moleculen in een gas bij een hoge temperatuur (bijvoorbeeld in de zon) of in een sterk elektrisch veld (zoals bij bliksem) worden geïoniseerd.
Plasma wordt onder andere gebruikt in tl-buizen en tv-schermen, en in feite ook al in motoren.
ZO WERKT DE MOTOR in het kort: een luchtcompressor in de straalmotor brengt een luchtstroom op gang, die wordt geïoniseerd tot plasma en met behulp van krachtige microgolven wordt verhit tot een hoge temperatuur en druk.
De huidige plasmamotoren creëren maar heel weinig aandrijving, maar dat is genoeg voor ruimtevaartuigen als de sonde Dawn van NASA, omdat er in het heelal geen luchtweerstand is. Zelfs een lage aandrijving leidt, naarmate deze in de ruimte in de loop van de maanden en jaren constant wordt versneld, tot een hoge snelheid. Maar in de atmosfeer werkt dat niet.
De nieuwe motor kan daarom een doorbraak betekenen. De onderzoekers staan alleen nog voor één grote uitdaging: de juiste materialen vinden en testen om de plasmamotor mee te bouwen. Plasma wordt namelijk zo heet dat de meeste materialen smelten.
