un equipo de investigación do MIT -Massachusetts Institute of Technology – ten demostraron que unha aeronave cunha envergadura de cinco metros poden manter un voo estable mediante iónico de propulsión eólica. O avión non inclúe partes móbiles, non depende dos combustibles fósiles para voar e está completamente en silencio.
Durante 100 anos, a propulsión da aeronave sempre foi confiada ao uso de superficies en movemento como as turbinas ou as turbinas ou As hélices, alimentadas por combustibles fósiles. A revista Nature publicou a investigación do MIT baseado na electroaerodinámica, o concepto físico que permite o voo usando o vento iónico. As forzas eléctricas que aceleran os ións nun fluído proponse como un método alternativo para impulsar a aeronave eléctrica, sen usar elementos móbiles, sen emisións e practicamente en silencio.
O principio físico da electroaerodinámica
a electroaerodinámica Principio de empuxe, explicou por primeira vez na década de 1920, describe o vento ou o empuxe que ocorre cando se pasa unha corrente eléctrica entre un electrodo fino e un de espeso. Se aplícase a tensión suficiente, o aire entre os dous electrodos crea o empuxe necesario para impulsar un pequeno avión.
Durante anos, os investigadores asumiron que co empuxe electroaerodinámico era imposible producir o vento iónico suficiente para impulsar un plano de grandes dimensións sobre un voo sostido. Ata a data, só se conseguiron voos moi breves, con avións moi pequenos e aplicando tensións moi altas para crear o vento iónico necesario.
O avión de iónico
o deseño final do O equipo MIT é unha gran mancha e lixeira, que pesa algo máis de dous quilogramos. Unha serie de fíos finos, situados horizontalmente ao longo e por baixo do extremo dianteiro da á do avión, actúan como electrodos cargados positivamente. Outros cables, máis espesos, dispostos de forma similar, esténdense a través do extremo traseiro da á de avión e serven como electrodos negros.
MIT PLANE DESIGN A: representación xerada por ordenador. B: imaxe real do avión despois de varias probas de voo.
No fuselaje da aeronave, incorporouse unha pila de baterías de polímero de litio a través dunha fonte de alimentación aumenta a tensión da corrente desde a saída do Baterías a 40.000 voltios, cargando positivamente os cables a través dun conversor de potencia lixeira.
Unha vez cargados os cables, atraen os electróns das moléculas de aire circundante. Os detrás están ionizados e, á súa vez, atraídos polos electrodos cargados negativamente na parte de atrás do avión. A medida que a nube de iones formou fluxos cara aos cables cargados negativamente, cada un deles coloca millóns de veces con outras moléculas de aire, creando un empuxe que conduce o avión.
A arquitectura de conversión de potencia de alta tensión do avión MIT iónico.
Probas
As probas reais Realizáronse no ximnasio no centro de Dupont Atlético de Mit, o maior espazo interior que os investigadores poderían atopar para realizar os seus experimentos. O equipo voou o avión unha distancia de 60 metros, o máximo que permitiu ao ximnasio. As 10 repeticións que realizaron ofrecían o mesmo resultado: o avión produciu o vento iónico suficiente para manter o voo todo o tempo.
“Este foi o plano máis sinxelo que poderiamos deseñar para mostrar que un avión iónico pode voar. Aínda está lonxe dun avión real. Debe ser máis eficiente, voar por un tempo máis longo e facelo no estranxeiro “, admitiu o director de investigación de investigación, aeronáutica e astronáutica no MIT, Steven Barrett.
Con todo, segundo Franck Plouboueue, investigador principal do Instituto de Mecánica de Fluídos en Toulouse, Francia (que non participou na investigación) “A forza dos resultados é unha evidencia directa de que o voo constante dun avión non tripulado cun vento iónico é sostible. O novo deseño é un gran paso para demostrar a viabilidade desta tecnoloxía. “
O futuro da investigación
O equipo de Barrett traballa para aumentar a eficiencia do seu deseño. Necesitan producir volume de vento de ión superior con baixa tensión. Tamén é posible aumentar a densidade de empuxe modificando o deseño do avión.
Actualmente, é necesario unha gran área de electrodos, que forma esencialmente o sistema de propulsión de aeronaves. O deseño ideal, segundo Barrett é un sistema de propulsión invisible ou con superficies de control separadas, como as roupas e as ás.
aplicacións reais
Barrett, asegura que a demostración de rendemento real desta Novo sistema de propulsión “abriu posibilidades novas e inexploradas para aeronaves que poden ser máis silenciosas, mecánicamente máis simples e sen emisións.” A barret espera, a curto prazo, estes sistemas de propulsión por vento iónico comezan a ser utilizados para voar por drones, reducindo o ruído en áreas especialmente sensibles.
Outra aplicación que podería chegar en pouco tempo son avións híbridos de pasaxeiros e mercadorías que usan a propulsión de ións para soportar sistemas de combustión convencionais, aumentando a súa eficiencia e redución do consumo e as emisións.