Первые попытки прокладывания вакуумных туннелей в атмосфере были предприняты в фашистской Германии. С помощью лучших специалистов по направленным взрывам нацисты хотели образовать впереди летящего самолета область разреженного пространства и увеличить тем самым скорость движения своих ЛА. Как далеко они продвинулись в этой области сейчас судить трудно. К счастью, лазер в то время еще не был изобретен.
В своей последней статье [1] я пытаюсь теоретически обосновать возможность решения аналогичной задачи с помощью градиентной силы лазерного излучения.
В основе решения этой задачи лежит пондеромоторное действие лазерного поля на нейтральные частицы (молекулы и атомы). Радиационная сила лазерного излучения имеет две компоненты. Одна направлена по направлению распространения лазерного пучка и создает световое давление. Вторая направлена перпендикулярно к световому лучу и называется градиентной силой. Она связана с поперечной неоднородностью интенсивности светового пучка. При взаимодействии с атомами градиентная сила проявляет свою дисперсионную природу: на частотах меньших резонансной частоты атома градиентная сила втягивает атомы в область с большей интенсивности света, а при — выталкивает атомы из светового пучка. Эта сила может быть так велика, что ни одно полевое воздействие не может сравниться с ней. Недавно в Германии, Уильриху Айхману и его команде удалось ускорить атомы гелия до рекордных значений где ускорение силы тяжести.
Для того, чтобы ЛА мог двигаться в атмосфере со скоростью, близкой к первой космической, достаточно уменьшить концентрацию молекул воздуха на пути следования ЛА примерно в 100 000 раз. На это требуется значительно меньше времени и энергии лазеров, чем для создания глубокого вакуума. Но и в этом случае требуемая мощность достаточно велика.
Тогда возникла идея: заставить газ расширяться за счет своей внутренней энергии. Нет необходимости тратить энергию лазерного излучения во всем объеме вакуумного туннеля. Достаточно создать вакуум по его контуру, в пределах узкого коаксиального слоя. Затем, с помощью лазерного поля, добиться, чтобы скорость движения воздуха в этом слое от оси туннеля была больше, чем скорость движения наружного воздуха в туннель. Как это достигается, показано в [1]. Внутренний газ под действием собственного давления поступает в ускоряющий промежуток вакуумного коаксиального слоя, откуда выбрасывается наружу, образуя вакуумный туннель.
Недавно у меня возникла свежая идея, как уменьшить затраты энергии на прокладывание туннеля в еще большей степени. Но это уже из разряда «безумных» идей, о которых мы поговорим как-нибудь в другой раз.
Литература:
- Демёхин В. В. Прокладывание вакуумных туннелей в газовой среде // Известия вузов. Радиоэлектроника – 2010, №5. – С. 56-64.
Демехин Виктор
тел. +38 095 681 79 85