Das Flugzeug wurde so konzipiert, dass es nicht von fossilen Brennstoffen oder Batterien abhängig ist, da es keine beweglichen Teile hat
Seit der Entdeckung von Flugzeug Vor mehr als 100 Jahren war jeder Fliegen Maschine oder Flugzeug in den Himmelsfliegen verwendet bewegliche Teile wie Propeller, Düsentriebwerk, Turbinenschaufeln, Ventilatoren usw.
Nach fast jahrzehntelanger Forschung haben Luftfahrtwissenschaftler am MIT zum ersten Mal ein Flugzeug gebaut und geflogen, das keine beweglichen Teile hat. Die in diesem Flugzeug verwendete Antriebsmethode basiert auf dem Prinzip des elektroaerodynamischen Schubs und wird „Ionenwind“ oder Ionenantrieb genannt. Anstelle von Propellern, Turbinen oder Strahltriebwerken, die in herkömmlichen Flugzeugen verwendet werden, wird diese einzigartige und leichte Maschine also durch „ionischen Wind“ angetrieben. Der „Wind“ kann erzeugt werden, indem ein starker elektrischer Strom zwischen einer dünnen und einer dicken Elektrode (angetrieben durch Lithium-Ionen-Batterien) geleitet wird, was zur Ionisierung von Gas führt und dadurch schnell bewegte geladene Teilchen, sogenannte Ionen, erzeugt. Der ionische Wind oder Ionenfluss prallt auf Luftmoleküle und drückt sie nach hinten, wodurch das Flugzeug den Schub erhält, sich vorwärts zu bewegen. Die Windrichtung hängt von der Anordnung der Elektroden ab.
Ionenantriebstechnologie wird bereits von NASA im Weltraum für Satelliten und Raumfahrzeuge. Da der Weltraum in diesem Szenario ein Vakuum ist, gibt es keine Reibung und daher ist es ganz einfach, ein Raumschiff vorwärts zu bewegen, und seine Geschwindigkeit nimmt auch allmählich zu. Aber im Fall von Flugzeugen auf der Erde wird davon ausgegangen, dass unsere Planeten Die Atmosphäre ist sehr dicht, um Ionen dazu zu bringen, ein Flugzeug über dem Boden anzutreiben. Dies ist das erste Mal, dass Ionentechnologie zum Fliegen von Flugzeugen auf unserem Planeten eingesetzt wird Planet. Es war eine Herausforderung. Erstens, weil gerade genug Schub benötigt wird, um die Maschine am Fliegen zu halten, und zweitens, weil das Flugzeug den Luftwiderstand überwinden muss. Die Luft wird nach hinten geleitet und treibt das Flugzeug dann nach vorne. Der entscheidende Unterschied zum Einsatz derselben Ionentechnologie im Weltraum besteht darin, dass das Raumschiff ein Gas mitführen muss, das ionisiert wird, da im Weltraum Vakuum herrscht, während ein Flugzeug in der Erdatmosphäre Stickstoff aus der atmosphärischen Luft ionisiert.
Das Team führte mehrere Simulationen durch und konstruierte dann erfolgreich ein Flugzeug mit einer Spannweite von fünf Metern und einem Gewicht von 2.45 Kilogramm. Um ein elektrisches Feld zu erzeugen, wurden Elektroden unter den Flügeln des Flugzeugs angebracht. Diese bestanden aus positiv geladenen Edelstahldrähten vor einer mit Aluminium ummantelten, negativ geladenen Schaumstoffscheibe. Diese hochgeladenen Elektroden können zur Sicherheit per Fernbedienung abgeschaltet werden.
Das Flugzeug wurde in einer Turnhalle getestet, indem es mit einem Bungee gestartet wurde. Nach vielen gescheiterten Versuchen konnte sich dieses Flugzeug selbst antreiben, um in der Luft zu bleiben. Während 10 Testflügen konnte das Flugzeug bis zu einer Höhe von 60 Metern abzüglich des Gewichts eines menschlichen Piloten fliegen. Die Autoren versuchen, die Effizienz ihres Designs zu erhöhen und mehr ionischen Wind zu erzeugen, während sie weniger Spannung verbrauchen. Der Erfolg eines solchen Designs muss durch die Skalierung der Technologie getestet werden, und das kann eine schwierige Aufgabe sein. Die größte Herausforderung wäre, wenn die Größe und das Gewicht des Flugzeugs zunehmen und eine größere Fläche abdecken als seine Tragflächen, das Flugzeug einen höheren und stärkeren Schub benötigen würde, um über Wasser zu bleiben. Es können verschiedene Technologien erforscht werden, beispielsweise um Batterien effizienter zu machen oder vielleicht Sonnenkollektoren zu verwenden, dh neue Wege zur Erzeugung der Ionen zu finden. Dieses Flugzeug verwendet das herkömmliche Design für Flugzeuge, aber es könnte möglich sein, ein anderes Design auszuprobieren, bei dem Elektroden die Ionisierungsrichtung formen könnten, oder es könnte jedes andere neuartige Design konzeptioniert werden.
Die in der aktuellen Studie beschriebene Technologie könnte perfekt für leise Drohnen oder einfache Flugzeuge sein, da die derzeit eingesetzten Drohnen eine große Lärmbelästigung darstellen. Bei dieser neuen Technologie erzeugt leiser Fluss ausreichend Schub im Antriebssystem, der das Flugzeug über einen gut anhaltenden Flug antreiben kann. Das ist einzigartig! Ein solches Flugzeug wird zum Fliegen keine fossilen Brennstoffe benötigen und würde daher keine direkten Schadstoffemissionen haben. Auch im Vergleich zu Flugmaschinen, die Propeller usw. verwenden, ist dies leise. Die neue Entdeckung ist veröffentlicht in Natur.
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Quelle (n)
XuH et al. 2018. Flug eines Flugzeugs mit Festkörperantrieb. Natur. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
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