Літак був розроблений, який не буде залежати від викопного палива або батареї, оскільки він не матиме жодної рухомої частини
З моменту відкриття літак понад 100 років тому кожен політ машина або літак у небі літає використовує рухомі частини, такі як пропелери, реактивний двигун, лопаті турбіни, вентилятори тощо, які отримують енергію від спалювання викопного палива або від використання батареї, яка може спричинити подібний ефект.
Після майже десятирічного дослідження вчені-аеронавтики з Массачусетського технологічного інституту вперше побудували та здійснили політ на літаку, який не має рухомих частин. Метод руху, який використовується в цьому літаку, базується на принципі електроаеродинамічної тяги та називається «іонним вітром» або іонним двигуном. Отже, замість гвинтів, турбін чи реактивних двигунів, які використовуються у звичайних літаках, ця унікальна та легка машина працює від «іонного вітру». «Вітер» може виникати шляхом пропускання сильного електричного струму між тонким і товстим електродами (живляться від літієво-іонних акумуляторів), що призводить до іонізації газу, що призводить до утворення швидкорухомих заряджених частинок, які називаються іонами. Іонний вітер або потік іонів розбиваються про молекули повітря та штовхають їх назад, надаючи літаку тягу для руху вперед. Напрямок вітру залежить від розташування електродів.
Технологія іонного двигуна вже використовується NASA у космічному просторі для супутників і космічних апаратів. У цьому сценарії, оскільки космос — це вакуум, тертя немає, тому досить просто змусити космічний корабель рухатися вперед, і його швидкість також поступово зростає. Але у випадку літаків на Землі розуміється, що наші планети атмосфера дуже щільна, щоб отримати іони для руху літака над землею. Це перший випадок, коли іонну технологію випробували на наших літаках планета. Це було складно. по-перше, тому що потрібна рівно достатня тяга, щоб тримати машину в польоті, а по-друге, літаку доведеться подолати опір від опору повітря. Повітря направляється назад, а потім штовхає літак вперед. Основна відмінність від використання тієї ж іонної технології в космосі полягає в тому, що космічний корабель повинен транспортувати газ, який буде іонізований, оскільки космос є вакуумом, тоді як літак в атмосфері Землі іонізує азот з атмосферного повітря.
Команда провела кілька симуляцій, а потім успішно спроектувала літак з п’ятиметровим розмахом крил і вагою 2.45 кілограма. Для створення електричного поля під крилами літака був прикріплений набір електродів. Вони складалися з позитивно заряджених дротів з нержавіючої сталі перед негативно зарядженим шматком пінопласту, покритим алюмінієм. Ці високозаряджені електроди можна вимкнути за допомогою дистанційного керування для безпеки.
Літак випробували в спортзалі, запустивши його за допомогою банджі. Після багатьох невдалих спроб цей літак міг рухатися, щоб залишатися в повітрі. Під час 10 випробувальних польотів літак зміг піднятися на висоту до 60 метрів за вирахуванням будь-якої ваги пілота-людини. Автори прагнуть підвищити ефективність своєї конструкції та створити більше іонного вітру, використовуючи меншу напругу. Успіх такого дизайну потрібно перевірити, розширивши технологію, і це може бути важким завданням. Найбільша проблема полягала б у тому, що якщо розмір і вага літака збільшуються і охоплюють більшу площу, ніж його крила, літаку знадобиться більша і сильніша тяга, щоб утриматися на плаву. Можна досліджувати різні технології, наприклад, зробити батареї більш ефективними або, можливо, використовувати сонячні панелі, тобто знайти нові способи генерації іонів. Цей літак дійсно використовує звичайну конструкцію для літаків, але можна спробувати іншу конструкцію, в якій електроди могли б формувати іонізуючий напрямок, або можна було б концептуалізувати будь-який інший новий дизайн.
Технологія, описана в цьому дослідженні, може бути ідеальною для безшумних дронів або простих літаків, оскільки дрони, які зараз використовуються, є великим джерелом шумового забруднення. У цій новій технології безшумний потік створює значну тягу в системі пропульсії, яка може продовжити літак над довготривалим польотом. Це унікально! Такому літаку не знадобиться викопне паливо для польоту і, таким чином, не буде прямих забруднюючих викидів. Крім того, якщо порівнювати з літальними апаратами, які використовують пропелери тощо, це безшумно. Відкриття роману опубліковано в природа.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
Xu H та ін. 2018. Політ літака з твердотільним двигуном. природа. 563 (7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
