WERBUNG

Flugzeug mit 'Ionenwind'-Antrieb: Ein Flugzeug ohne bewegliche Teile

INGENIEURWISSENSCHAFTENFlugzeug mit 'Ionenwind'-Antrieb: Ein Flugzeug ohne bewegliche Teile

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 des MIT zum ersten Mal ein Flugzeug ohne bewegliche Teile gebaut und geflogen. Die Antriebsmethode dieses Flugzeugs basiert auf dem Prinzip des elektroaerodynamischen Schubs und wird „Ionenwind“ oder Ionenantrieb genannt. Anstelle von Propellern oder Turbinen oder Düsentriebwerken, die in herkömmlichen Flugzeugen verwendet werden, wird diese einzigartige und leichte Maschine also mit „ionischem Wind“ angetrieben. Die 'Wind' kann erzeugt werden, indem ein starker elektrischer Strom zwischen einer dünnen und einer dicken Elektrode (durch Lithium-Ionen-Batterien gespeist) geleitet wird, was zur Ionisierung von Gas führt, wodurch sich schnell bewegende geladene Teilchen, sogenannte Ionen, erzeugt werden. Der ionische Wind oder der Ionenstrom zerschmettert 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 Vakuum ist, gibt es keine Reibung und daher ist es ziemlich einfach, ein Raumfahrzeug vorwärts zu bewegen und seine Geschwindigkeit baut sich auch allmählich auf. Aber im Fall von Flugzeugen auf der Erde versteht es sich, dass die Atmosphäre unseres Planeten sehr dicht ist, um Ionen zu bekommen, um ein Flugzeug über den Boden zu treiben. Dies ist das erste Mal, dass Ionentechnologie versucht wird, Flugzeuge auf unserem Planeten zu fliegen. Es war eine Herausforderung. Erstens, weil gerade genug Schub benötigt wird, um die Maschine in der Luft zu halten, und zweitens muss das Flugzeug den Luftwiderstand überwinden. Die Luft wird nach hinten geschickt, was das Flugzeug dann nach vorne schiebt. Der entscheidende Unterschied zur Verwendung der gleichen Ionentechnologie im Weltraum besteht darin, dass das Raumfahrzeug ein Gas mitführen muss, das ionisiert wird, da der Weltraum Vakuum ist, 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.

***

{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}

Quelle (n)

XuH et al. 2018. Flug eines Flugzeugs mit Festkörperantrieb. Natur. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9

***

SCIEU-Team
SCIEU-Teamhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Bedeutende Fortschritte in der Wissenschaft. Auswirkungen auf die Menschheit. Inspirierende Köpfe.

ABONNIEREN SIE UNSEREN NEWSLETTER

Aktualisierung mit den neuesten Nachrichten, Angeboten und Sonderankündigungen.

- Werbung -

Beliebteste Artikel

Genetische Studien zeigen, dass Europa mindestens vier verschiedene Bevölkerungsgruppen hat

Untersuchungen der Regionen des Y-Chromosoms, die...

Eine potenzielle Methode zur Behandlung von Osteoarthritis durch ein nanotechnologisches System zur Abgabe von Proteintherapeutika

Forscher haben 2-dimensionale mineralische Nanopartikel geschaffen, um die Behandlung ...
- Werbung -
99,770FansLike
69,706VerfolgerFolgen
6,319VerfolgerFolgen
31AbonnentenAbonnieren