A repülőgépet úgy tervezték, hogy nem függ a fosszilis üzemanyagoktól vagy akkumulátortól, mivel nem lesz mozgó alkatrésze
Felfedezése óta repülőgép több mint 100 évvel ezelőtt, minden repülő Az égen repülõ gépek vagy repülõgépek mozgó alkatrészeket használnak, például légcsavarokat, sugárhajtómûvet, turbina lapátokat, ventilátorokat stb., amelyek energiát fosszilis tüzelőanyagok elégetésével vagy hasonló hatást kiváltó akkumulátor használatával nyernek.
Majdnem egy évtizedes kutatás után az MIT légiközlekedési tudósai először építettek és repültek olyan repülőgépet, amelynek nincsenek mozgó alkatrészei. Az ezen a repülőgépen alkalmazott meghajtási módszer az elektroaerodinamikus tolóerő elvén alapul, és „ionszélnek” vagy ionhajtásnak nevezik. Tehát a hagyományos repülőgépeken használt légcsavarok, turbinák vagy sugárhajtóművek helyett ezt az egyedülálló és könnyű gépet „ionos szél” hajtja. A „szelet” úgy lehet előállítani, hogy erős elektromos áramot vezetnek át egy vékony és egy vastag elektróda között (lítium-ion akkumulátorok táplálják), ami a gáz ionizálását eredményezi, és ezáltal gyorsan mozgó, töltött részecskéket, úgynevezett ionokat termel. Az ionos szél vagy az ionok áramlása levegőmolekulákba csapódik, és hátrafelé löki őket, így a repülőgép tolóerőt ad az előrehaladáshoz. A szél iránya az elektródák elrendezésétől függ.
Az ionhajtási technológiát már használják NASA a világűrben műholdak és űrhajók számára. Ebben a forgatókönyvben, mivel az űr vákuum, nincs súrlódás, így meglehetősen egyszerű egy űrhajót előre hajtani, és a sebessége is fokozatosan nő. De a Földön lévő repülőgépek esetében érthető, hogy a mi a bolygóé Az atmoszféra nagyon sűrű ahhoz, hogy ionok vezessenek egy repülőgépet a föld felett. Ez az első alkalom, hogy iontechnológiát próbáltak ki repülőgépekkel repülni nálunk bolygó. Kihívó volt. egyrészt azért, mert éppen elég tolóerőre van szükség ahhoz, hogy a gép repüljön, másrészt a repülőgépnek le kell küzdenie a légellenállásból eredő ellenállást. A levegőt hátrafelé küldik, ami aztán előre löki a repülőgépet. A döntő különbség ugyanazon iontechnológia űrben való használatához képest az, hogy az űrhajónak gázt kell szállítania, amely ionizálódik, mivel az űr vákuum, míg a Föld légkörében lévő repülőgép a légköri levegő nitrogénjét ionizálja.
A csapat több szimulációt is végrehajtott, majd sikeresen megterveztek egy ötméteres szárnyfesztávolságú és 2.45 kilogramm tömegű repülőgépet. Az elektromos tér generálására elektródákat rögzítettek a repülőgép szárnyai alá. Ezek pozitív töltésű rozsdamentes acélhuzalokból álltak egy alumíniummal borított, negatív töltésű habszelet előtt. Ezek az erősen töltött elektródák a biztonság kedvéért távirányítóval kikapcsolhatók.
A repülőgépet egy tornateremben tesztelték úgy, hogy egy bungee segítségével indították el. Sok sikertelen próbálkozás után ez a repülőgép meg tudott hajtani, hogy levegőben maradjon. 10 tesztrepülés során a repülőgép 60 méter magasra tudott repülni, mínusz egy pilóta súlya. A szerzők arra törekednek, hogy növeljék tervezésük hatékonyságát, és több ionos szelet állítsanak elő, miközben kevesebb feszültséget használnak. Egy ilyen tervezés sikerét a technológia bővítésével kell tesztelni, és ez felfelé ívelő feladat lehet. A legnagyobb kihívást az jelentené, ha a gép mérete és súlya nő, és nagyobb területet fed le, mint a szárnyai, akkor a gépnek nagyobb és erősebb tolóerőre lenne szüksége a felszínen maradáshoz. Különböző technológiákat lehet feltárni, például akkumulátorok hatékonyabbá tételét, esetleg napelemek használatát, azaz az ionok előállításának új módjait. Ez a repülőgép a hagyományos repülőgép-kialakítást használja, de elképzelhető, hogy egy másik konstrukciót is kipróbálhatunk, amelyben az elektródák alakíthatják az ionizációs irányt, vagy bármilyen más újszerű kialakítás is elképzelhető.
A jelenlegi tanulmányban leírt technológia tökéletes lehet csendes drónokhoz vagy egyszerű repülőgépekhez, mivel a jelenleg használt drónok nagy zajszennyezési forrást jelentenek. Ebben az új technológiában a csendes áramlás bőséges tolóerőt hoz létre a meghajtórendszerben, amely képes meghajtani a gépet egy jól kitartott repülés során. Ez egyedülálló! Egy ilyen repülőgép repüléséhez nem lesz szükség fosszilis tüzelőanyagra, és így nem járna közvetlen szennyezőanyag-kibocsátással. Ezenkívül a légcsavart stb. használó repülő gépekkel összehasonlítva ez néma. Az újszerű felfedezést ben adják ki Természet.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Xu H et al. 2018. Szilárdtest-meghajtású repülőgép repülése. Természet. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
