Ion drev rummotor brugt på fly for første gang

Forestil dig en flymotor, der ikke har bevægelige dele, producerer ingen skadelig udstødning og larmer ikke. Det er, hvad forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA har skabt ved at tilpasse en teknologi, der tidligere kun blev brugt i rumfartøjer, så den kan drive flyvning over Jorden.

Iondrev har været brugt på rumfartøjer siden 1960'erne og fungerer ved at affyre en strøm af ladede partikler, der driver fartøjet fremad. Ud over at være kulstofneutral, de er mindre tilbøjelige til at gå galt og billigere at vedligeholde end konventionelle motorer, fordi de ikke har propeller, turbiner eller brændstofpumper til at gå i stykker. Det eneste problem var, at i Jordens tyngdekraft, kraften fra drevet var ikke nok til at overvinde vægten af ​​batterierne, der var nødvendige for at drive dem. Indtil nu.

Den rettidige nye forskning, udgivet i Natur , baner vejen for muligheden for stille droner i den nærmeste fremtid. Med yderligere fremskridt inden for materialer og strømkonvertering, tavse besætningsfly og i sidste ende kommercielle flyvninger også kunne være i horisonten. Faktisk, dette gennembrud kan være det første skridt i ændringen af, hvordan vi alle flyver rundt i verden i fremtiden.

Alle flymotorer fungerer ved at skubbe noget baglæns, så fartøjet bevæger sig fremad. Normalt er dette luft, om det er kold luft drevet af elektriske propeller eller varm luft affyret af jetmotorer. Ionfremdrivelse sender i stedet ladede partikler eller ioner ud, der genereres i mellemrummet mellem to elektroder med en høj spænding imellem. Ionerne interagerer med luften, skaber en ionisk vind, der sendes baglæns, driver flyet fremad.

Som med propeldrevne soldrevne fly, iondrevne fartøjer drives af elektricitet og behøver derfor ikke at transportere brændstof, andre end batterier fyldt med ladede partikler. Den nye forskning viser, at med nogle smarte ændringer af batteriets opsætning og den måde, hvorpå strømmen konverteres, det er muligt at reducere batteriets vægt nok til at få denne teknologi til at flyve.

Kompromisdesign

Et håndværk med et ion -drev har også brug for et stort frontareal for at generere den ioniske vind på den rigtige måde. Men det ville normalt gøre flyet tungere, så forskerne måtte afbalancere disse modstridende begrænsninger. De designede et vingefang, der var lille nok til at reducere risici og gøre testen billigere og lettere, samtidig med at den er stor nok til at bruge standard fjernbetjeningskomponenter.

Forskerne fløj ti flyvninger ved hjælp af et fly med et 5 meter vingespænd, vejer mindre end 2,5 kg. De var i stand til at flyve den i op til 9 sekunder over en afstand på 45 meter med en hastighed på 5 meter i sekundet. Fartøjet havde brug for omkring 20 sekunder for at opbygge sin kraft og blev derefter lanceret ved hjælp af et mekanisk bungee -system.

Selvom denne flyvetid og afstand måske ikke ser ud til at være meget, forskerne påpeger, at de faktisk ligner dem for den første flyvning af flyopfindere Wright Brothers i 1903. Gør yderligere fremskridt inden for materialer og kraftelektronik, og optimering af flyrammen, kunne sætte fartøjet i stand til at flyve hurtigere og længere. Det kan også være muligt at bruge solpaneler til at generere den elektricitet, der er nødvendig for at drive ion -drevet.

En af de store fordele ved et ion-drevet fartøj er dets støjniveau tæt på nul. Så det er sandsynligt, at teknologien finder sin første applikation i lydløse droner. Dens mangel på bevægelige dele skulle gøre det relativt let at nedskalere systemet til mindre fartøjer og gøre det lettere at skalere op. Men større fartøjer vil også have brug for en større forøgelse af effekten. For at bygge et ion-drevet passagerfly skulle du øge mængden af ​​strøm i forhold til fartøjets størrelse 300 gange.

Men se, hvor langt vi er nået siden Wright Brothers 'første flyvning. Himlen kan være grænsen for denne nye teknologi.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.