Letadlo bylo navrženo tak, aby nebylo závislé na fosilních palivech nebo baterii, protože nebude mít žádnou pohyblivou část
Již od objevení letadlo před více než 100 lety, každý letící stroj nebo letadlo na obloze létá používá pohyblivé části, jako jsou vrtule, proudový motor, lopatky turbíny, ventilátory atd., které získávají energii buď spalováním fosilních paliv nebo pomocí baterie, která může mít podobný účinek.
Po téměř desetiletí dlouhém výzkumu letečtí vědci z MIT poprvé postavili a pilotovali letadlo, které nemá žádné pohyblivé části. Způsob pohonu použitý v tomto letounu je založen na principu elektroaerodynamického tahu a nazývá se „iontový vítr“ nebo iontový pohon. Namísto vrtulí, turbín nebo proudových motorů používaných v konvenčních letadlech je tedy tento jedinečný a lehký stroj poháněn „iontovým větrem“. „Vítr“ může být produkován průchodem silného elektrického proudu mezi tenkou a silnou elektrodou (napájenou lithium-iontovými bateriemi), což má za následek ionizaci plynu, čímž vznikají rychle se pohybující nabité částice zvané ionty. Iontový vítr nebo tok iontů rozbíjí molekuly vzduchu a tlačí je dozadu, což dává letadlu tah k pohybu vpřed. Směr větru závisí na uspořádání elektrod.
Technologie iontového pohonu se již používá o NASA in outer space for satellites and spacecrafts. In this scenario since space is vacuum, there is no friction and thus its quite simple to drive a spacecraft to move forward and its speed also gradually builds up. But in the case of aircrafts on Earth it is understood that our planety atmosphere is very dense to get ions to drive an aircraft above the ground. This is the first time ion technology has been tried to fly airplanes on our planeta. It was challenging. firstly because just enough thrust is needed to keep the machine flying and secondly, the airplane will have to overcome the drag from resistance to air. The air is sent backward which then pushes the airplane forward. The crucial difference with using the same ion technology in space is that a gas needs to be carried by the spacecraft which will be ionized because space is vacuum while an aircraft in Earth’s atmosphere ionizes nitrogen from atmospheric air.
Tým provedl několik simulací a poté úspěšně navrhl letoun s pětimetrovým rozpětím křídel a hmotností 2.45 kilogramu. Pro generování elektrického pole byla pod křídla letadla připevněna sada elektrod. Ty se skládaly z kladně nabitých drátů z nerezové oceli před záporně nabitým plátkem pěny pokrytého hliníkem. Tyto vysoce nabité elektrody lze pro bezpečnost vypnout dálkovým ovládáním.
Letoun byl testován v tělocvičně vypuštěním pomocí bungee. Po mnoha neúspěšných pokusech se tento letoun mohl sám pohánět, aby zůstal ve vzduchu. Během 10 zkušebních letů bylo letadlo schopno létat až do výšky 60 metrů bez jakékoli hmotnosti lidského pilota. Autoři se snaží zvýšit efektivitu svého návrhu a produkovat více iontového větru při použití menšího napětí. Úspěch takového návrhu je třeba otestovat rozšířením technologie, což může být náročný úkol. Největší výzvou by bylo, kdyby se velikost a hmotnost letadla zvětšila a pokryla větší plochu než jeho křídla, letadlo by vyžadovalo vyšší a silnější tah, aby se udrželo na hladině. Různé technologie mohou být prozkoumány jako příklad zefektivnění baterií nebo možná pomocí solárních panelů, tj. nalezení nových způsobů generování iontů. Toto letadlo používá konvenční konstrukci pro letadla, ale může být možné vyzkoušet jinou konstrukci, ve které by elektrody mohly utvářet směr ionizace, nebo by mohl být konceptualizován jakýkoli jiný nový design.
Technologie popsaná v současné studii by mohla být perfektní pro tiché drony nebo jednoduchá letadla, protože v současnosti používané drony jsou velkým zdrojem hluku. V této nové technologii tiché proudění generuje dostatečný tah v pohonném systému, který může pohánět letadlo za dobře udržovaný let. To je jedinečné! Takové letadlo nebude k letu vyžadovat fosilní paliva, a tudíž by nemělo žádné přímé znečišťující emise. Také ve srovnání s létajícími stroji, které používají vrtule atd., je to tiché. Románový objev vychází v Příroda.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Xu H a kol. 2018. Let letadla s polovodičovým pohonem. Příroda. 563 (7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
