Lėktuvas buvo sukurtas taip, kad jis nepriklausys nuo iškastinio kuro ar akumuliatoriaus, nes jame nebus judančių dalių
Nuo lėktuvo atradimo prieš daugiau nei 100 metų kiekvienas skraidantis aparatas ar orlaivis danguje naudoja judančias dalis, tokias kaip sraigtai, reaktyvinis variklis, turbinos mentės, ventiliatoriai ir kt., kurios gauna energiją deginant iškastinį kurą arba naudodamos baterijas, kurios gali sukelti panašų efektą.
Po beveik dešimtmetį trukusių tyrimų MIT aeronautikos mokslininkai pirmą kartą sukonstravo ir skrido lėktuvą, kuriame nėra judančių dalių. Šiame lėktuve naudojamas varomosios jėgos metodas yra pagrįstas elektroaerodinaminės traukos principu ir vadinamas „joniniu vėju“ arba jonų varikliu. Taigi vietoj sraigtų, turbinų ar reaktyvinių variklių, naudojamų įprastuose lėktuvuose, ši unikali ir lengva mašina yra varoma „joniniu vėju“. „Vėjas“ gali būti sukurtas perduodant stiprią elektros srovę tarp plono ir storo elektrodo (maitinamo ličio jonų baterijomis), dėl kurio dujos jonizuojasi ir susidaro greitai judančios įkrautos dalelės, vadinamos jonais. Joninis vėjas arba jonų srautas daužosi į oro molekules ir stumia jas atgal, suteikdamas lėktuvui trauką judėti pirmyn. Vėjo kryptis priklauso nuo elektrodų išdėstymo.
NASA jau naudoja jonų varymo technologiją kosmose palydovams ir erdvėlaiviams. Kadangi erdvėlaivyje yra vakuumas, nėra trinties, todėl erdvėlaivį gana paprasta vairuoti, o jo greitis palaipsniui didėja. Tačiau kalbant apie orlaivius Žemėje, suprantama, kad mūsų planetos atmosfera yra labai tanki, kad jonai galėtų varyti orlaivį virš žemės. Tai pirmas kartas, kai jonų technologija buvo išbandyta skraidinti lėktuvus mūsų planetoje . Tai buvo sudėtinga. Pirma, todėl, kad reikia tik tiek traukos, kad aparatas skristų, ir, antra, lėktuvas turės įveikti oro pasipriešinimą. Oras siunčiamas atgal, o tai stumia lėktuvą į priekį. Esminis skirtumas, naudojant tą pačią jonų technologiją kosmose, yra tas, kad erdvėlaivis turi gabenti dujas, kurios bus jonizuotos, nes erdvėlaivis yra vakuumas, o orlaivis Žemės atmosferoje jonizuoja azotą iš atmosferos oro.
Komanda atliko daugybę modeliavimų ir sėkmingai suprojektavo orlaivį, kurio sparnų plotis yra penki metrai, o svoris – 2.45 kilogramo. Elektros laukui generuoti po lėktuvo sparnais buvo pritvirtintas elektrodų rinkinys. Jas sudarė teigiamai įkrauti nerūdijančio plieno laidai prieš neigiamai įkrautą putplasčio gabalą, padengtą aliuminiu. Šiuos labai įkrautus elektrodus saugumo sumetimais galima išjungti nuotolinio valdymo pulteliu.
Lėktuvas buvo išbandytas sporto salėje, paleidžiant jį su guma. Po daugelio nesėkmingų bandymų šis lėktuvas galėjo pakilti ir likti ore. Per 10 bandomųjų skrydžių lėktuvas galėjo skristi iki 60 metrų aukščio, atėmus bet kokį žmogaus piloto svorį. Autoriai siekia padidinti savo dizaino efektyvumą ir sukurti daugiau joninio vėjo, naudojant mažesnę įtampą. Tokio dizaino sėkmę reikia išbandyti tobulinant technologiją ir tai gali būti sudėtinga užduotis. Didžiausias iššūkis būtų, jei lėktuvo dydis ir svoris padidėtų ir apimtų didesnį plotą nei jo sparnai, lėktuvui, kad išliktų vandens paviršiuje, reikėtų didesnės ir stipresnės traukos. Galima tyrinėti įvairias technologijas, pavyzdžiui, baterijų efektyvinimą arba saulės baterijų panaudojimą, ty naujų jonų generavimo būdų paieškas. Šiame lėktuve naudojamas įprastas orlaivių dizainas, tačiau gali būti įmanoma išbandyti kitą dizainą, kuriame elektrodai galėtų formuoti jonizacijos kryptį arba būtų galima konceptualizuoti bet kokį kitą naują dizainą.
Šiame tyrime aprašyta technologija galėtų puikiai tikti tyliems dronams ar paprastiems lėktuvams, nes šiuo metu naudojami dronai yra didelis triukšmo taršos šaltinis. Šioje naujoje technologijoje tylus srautas sukuria didelę trauką varymo sistemoje, kuri gali stumti lėktuvą stabiliai skrendant. Tai unikalu! Tokiam lėktuvui skristi nereikės iškastinio kuro, todėl jis neišmes jokių tiesioginių teršalų. Be to, palyginti su skraidančiais aparatais, kurie naudoja sraigtus ir pan., šis lėktuvas yra tylus. Naujas atradimas paskelbtas žurnale „ Nature“.
***
Šaltiniai)
Xu H ir kt. 2018. Lėktuvo su kietojo kūno varikliu skrydis. „Nature“. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
Komentarai yra uždaryti.