Vehiculele spatiale neconventionale – o realitate tehnica

În decursul ultimelor decenii, în cadrul activităţii de cercetare realizate în condiţii mai mult sau mai puţin publice, au fost reţinute o serie de soluţii tehnologice destinate îmbunătăţirii vehiculelor aerospaţiale, aceste soluţii tehnologice fiind cel mai adesea considerate „neconvenţionale”.

Astfel, pentru exemplificare, am putea trece aici în revistă o parte
din aceste soluţii tehnologice propuse:

• sustentaţia aerodepresivă şi vacuumpropulsia, se referă la utilizarea caracteristicilor fizice ale mediului ambiant în cadrul atmosferei dense, mediul atmosferic (gazos) sub presiune prezentând o importantă energie potenţială care poate fi, în anumite condiţii, pusă în valoare pentru asigurarea sustentaţiei sau/şi propulsiei unui vehicul aerospaţial.

Sunt cunoscute instalaţiile de suflare a stratului-limită de pe extradosul suprafeţelor portante, aşa cum au fost puse la punct de către Henri Coandă, acestea realizând un puternic suflaj al stratului-limită pe extradosul unor suprafeţe special destinate în acest scop (prevăzute cu fante, voleţi etc) şi asigurării în acest fel a condiţiilor de apariţie a tracţiunii aerodepresionare, adică a mişcării controlate (dezvoltare de energie cinetică) a unui fluid într-un mediu fluid prin realizarea unor regiuni depresionare între fluidele angrenate, diferenţa de presiune fiind de regulă rezultatul deplasăriii a cel puţin unuia dintre fluide.

Această dinamică a fluidelor în jurul unei zone de contact
depresionare creează tracţiune, forţă care, în cazul particular al orientării pe axa verticală a aparatului de zbor, devine o forţă de sustentaţie.

În anumite condiţii, pe unele suprafeţe ale aparatului de zbor se
poate realiza chiar vacuum, caz în care, din cauza diferenţelor de presiune dintre extradosul şi intradosul (suprafaţa de deasupra şi cea de dedesubt) elementului respectiv, se poate obţine forţa maximă de tracţiune/sustentaţie.

În privinţa tehnologiei sustentaţiei şi propulsiei aerodepresive, cunoaştem în special ejectoarele (interioare şi exterioare) de tip Coandă dar şi multe alte aplicaţii ale aceluiaşi principiu de funcţionare, acesta fiind de altfel rezumat în cadrul brevetului FR 762688 (solicitat în 1932), cel care a consacrat oficial ceea ce astăzi numim „efectul Coandă”.

În domeniul tehnicii vacuumpropulsiei, lucrări importante au realizat Rudolf Liciar şi Viktor Schauberger, aceştia punând de altfel şi bazele aerodinamicii suprafeţelor poroase şi tehnologiei absorbţiei stratului-limită în anumite condiţii:

Cu astfel de tehnologii s-au putut crea, în regim secret, aeronave
de mare performanţă (de obicei supersonice), capabile a se deplasa (exclusiv) în interiorul păturilor dense ale atmosferei (0 -10.000 m) cu viteze foarte mari dar în regim economic şi silenţios, fără impedimentele specifice frecării cu aerul (rezistenţă aerodinamică mare, încălzirea celulei aerodinamice, formarea undelor de şoc şi a bangului sonic etc).

Primele aeronave de acest gen au fost realizate în perioada
1944-1945, deşi experimentele debutaseră din anii ’20. Primele
modele experimentale de dimensiuni, reduse au fost realizate în
Austria şi România pe la finele anilor ’30, iar primele variante experimentale de vehicule aeriene militare bazate pe astfel de tehnologii, au fost realizate cu începere din 1942, fiind în fine create şi mai multe prototipuri „finite” între 1944-1945.

• propulsia magnetohidrodinamică (MHD), prin formarea şi accelerarea unui jet de plasmă sau gaze intens ionizate, cu ajutorul unui câmp magnetic exterior (aplicat) sau interior (propriu) îndeajuns de puternic, eventual prin acţiunea unor câmpuri încrucişate (electric şi magnetic).

Problema sursei de plasmă în principiu nu este dificil de rezolvat,
dar asigurarea sursei de energie electrică şi a câmpului magnetic de confinare/accelerare a agentului de lucru a ridicat de la bun început probleme destul de greu de rezolvat.

Modelele teoretice ale unor astfel de sisteme de propulsie au fost stabilite încă de la finele secolului XIX, primele modele experimentale fiind realizate în perioada interbelică, în special de către germani, cercetătorul şi inventatorul (austriac) Karl Nowak având în acest sens rezultate deosebite.

Primele prototipuri destinate echipării vehiculelor aerospaţiale
de dimensiuni mari au fost realizate în 1943 iar după cel de-al doilea război mondial, rareori au fost public declarate cercetările din acest domeniu. Utilizând astfel de sisteme de propulsie aerospaţială, se pot atinge viteze cosmice şi distantele interplanetare pot fi parcurse rapid.

• propulsia electrodinamică (electrocinetică);
Este realizată de obicei prin utilizarea mediului ambient, indiferent
dacă este vorba de o atmosferă planetară sau mediul cosmic interplanetar ori interstelar.

Agentul de lucru al unui astfel de sistem de propulsie îl constituie
cel mai adesea electronii şi în mai mică măsură ori deloc, ionii;
tot de obicei, viteza de lucru a agentului de lucru este apropiată de viteza luminii în vid (regim de lucru relativist).

Studiile pe marginea unor astfel de sisteme de propulsie au debutat încă de la finele sec. XIX, prin intermediul binecunoscutului Nikola Tesla, şi au continuat în perioada interbelică, în special cercetătorii germani având rezultate deosebite şi în acest domeniu.

Pentru realizarea propulsiei electrocinetice, s-au reţinut mai
multe metode, de pildă realizarea unor sisteme incorporate în structura navei şi care acţionează ca un fel de „antenă radio”… propulsivă, în interiorul atmosferei creând un strat-limită bogat în ioni şi mai ales electroni, pe care-i şi accelerează prin undă electromagnetică direcţionalizată.

De asemenea, s-a mai aplicat şi fenomenul „vântului electric”
dar şi acela al apariţiei unei forţe de o anumită direcţionalitate, în
cazul condensatorilor cu armături asimetrice (aşa-zisul efect „Biefield-Brown”, deseori confundat la ora actuală cu „antigravitaţia”…),

• suprafeţele active şi comenzile vectoriale simplificate;
Pentru asigurarea unui bun dar facil control manual sau automat
al unui vehicul aerospaţial capabil să evolueze la orice altitudine, în
atmosferă ori spaţiul cosmic, s-a pus problema stabilirii unor sisteme de comandă/control cât mai simple, mai sigure şi eficiente.

Deoarece, voleţii gazodinamici şi ajutajele orientabile sunt nişte
soluţii limitative şi care ridică şi o sumedenie de probleme tehnologice, au fost reţinute cu timpul următoarele soluţii mai puţin convenţionale: utilizarea de suprafeţe portante dotate cu voleţi şi canalizaţii speciale de scurgere prin interiorul celulei aerodinamice (indiferent dacă este vorba de fuselaj sau mai ales aripă…), inclusiv prin utilizare de instalaţii de electrizare şi accelerare a fluidelor ionizate; utilizare de instalaţii conţinând miniajutaje orientate sau orientabile (mobile) care
funcţionează cu amestecul de gaze din atmosfera planetară sau cu un agent de lucru ieftin şi stocabil, de pildă apă; s-au realizat de pildă, aşa-numitele motoare de orientare-stabilizare cu aburi de suprapresiune, care utilizează ca agent de lucru minijeturi de aburi lucrând la presiune înaltă (cca 200 atm), în această schemă fiind implicat şi generatorul de aburi de tip Vuia, în variantele sale perfecţionate.

• instalaţia de microclimat electrolitic-regenerativă;

Observându-se că prin metoda clasică a stocării sub presiune (în
stare lichefiată) a gazelor vitale (în special oxigenul) se limitează
drastic autonomia vehiculului aerospaţial şi în plus se ridică şi o serie de dificile probleme tehnologice, ca să nu mai vorbim de masa ridicată a instalaţiei de stocare, s-a ales, la un moment dat, soluţia obţinerii gazelor vitale (destinate microatmosferei de bord) direct ia bordul vehiculului aerospaţial, pe cale electrolitică.

SURSE

1. Lucian Cozma – “Stiinta secreta”.