傳統(tǒng)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)通過將壓縮空氣與燃料混合并點(diǎn)燃來產(chǎn)生推力。燃燒的混合物迅速膨脹，然后從發(fā)動(dòng)機(jī)的后部噴出，將其向前推進(jìn)。

等離子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并不使用燃料，而是利用電力產(chǎn)生電磁場(chǎng)。它們將氣體(比如空氣或氬氣)壓縮并將其激發(fā)成等離子體--一種類似于熱核反應(yīng)堆或恒星內(nèi)部的高溫致密的電離狀態(tài)。

過去十幾年來，等離子發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。對(duì)它們的研究在很大程度上僅限于在太空中推進(jìn)衛(wèi)星的想法。

柏林工業(yè)大學(xué)的貝爾坎特·格克塞爾及其團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在希望將等離子發(fā)動(dòng)機(jī)裝配到飛機(jī)上。他說:"我們希望開發(fā)一種能夠在30公里高度運(yùn)行的系統(tǒng)，這個(gè)高度是標(biāo)準(zhǔn)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)無法達(dá)到的。"它們甚至可以把乘客帶到大氣層的邊緣甚至更遠(yuǎn)的地方。

而挑戰(zhàn)是開發(fā)一種可用于起飛及高空飛行的吸氣式等離子推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。

等離子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)常常被設(shè)計(jì)成在真空或者大氣層較高處的低氣壓中工作，在那里它們需要攜帶氣體補(bǔ)給。但是現(xiàn)在，格克塞爾的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)測(cè)試了一種可以在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作的等離子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。格克塞爾說:"我們是首先在地面上制造快速且強(qiáng)大的等離子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的團(tuán)隊(duì)。這些等離子噴射流的速度可以達(dá)到每秒20公里。"

該團(tuán)隊(duì)利用毫微秒長快速放電流來點(diǎn)燃推進(jìn)混合物。脈沖爆震內(nèi)燃機(jī)采用了類似的技術(shù)，使它們比標(biāo)準(zhǔn)燃料驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)更有效率。

這是人們首次將脈沖爆震應(yīng)用到等離子推進(jìn)器上。亞拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校的賈森·卡西布里深受觸動(dòng)。他說:"這可以大大擴(kuò)展所有飛機(jī)的航行范圍，降低運(yùn)營成本。"

但是，在這種技術(shù)可以驅(qū)動(dòng)真正的飛機(jī)之前，還有幾個(gè)困難要克服。首先，該團(tuán)隊(duì)測(cè)試了80毫米長的迷你推進(jìn)器，而一架商用客機(jī)需要大約一萬臺(tái)這樣的推進(jìn)器才能飛行，這使得目前的設(shè)計(jì)對(duì)于那種規(guī)格的飛機(jī)來說過于復(fù)雜。格克塞爾的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在計(jì)劃以小型飛機(jī)和飛艇為目標(biāo)。對(duì)于一架小型飛機(jī)來說，100到1000臺(tái)推進(jìn)器就足夠了，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這是可行的。

最大的限制是缺乏輕量電池。需要大量電力來產(chǎn)生和維持等離子體。以色列工學(xué)院的達(dá)恩·列夫說:"大量推進(jìn)器需要一個(gè)小型電廠，而利用當(dāng)今技術(shù)這是不可能配備在飛機(jī)上的。"電力供應(yīng)也是單個(gè)推進(jìn)器變大的障礙。這樣做會(huì)減少一架飛機(jī)所需的推進(jìn)器數(shù)量，但是每臺(tái)推進(jìn)器的功率會(huì)更大。

格克塞爾希望在緊湊型熱核反應(yīng)堆中取得突破，來為他的系統(tǒng)提供電力。他說，其他可能的選項(xiàng)是太陽能電池板或無線波束供能。

與此同時(shí)，他正在研究混合飛機(jī)，從而將他的等離子發(fā)動(dòng)機(jī)與脈沖爆震內(nèi)燃機(jī)或火箭相結(jié)合以節(jié)省燃料。