uma equipe de pesquisa do MIT -Massachusetts Institute – tem Mostrado que uma aeronave com uma envergadura de cinco metros pode manter um vôo estável usando a propulsão de vento iônico. O plano não inclui partes móveis, não depende de combustíveis fósseis para voar e é completamente silencioso.
por 100 anos, a propulsão da aeronave sempre foi confiada ao uso de superfícies em movimento, como turbinas ou hélices, alimentados por combustíveis fósseis. A revista Nature publicou a investigação do MIT com base na eletroaerodinâmica, o conceito físico que permite o vôo usando o vento do íon. As forças elétricas que aceleram íons em um fluido são propostas como um método alternativo para impulsionar a aeronaves elétricas, sem usar elementos móveis, sem emissões e praticamente silenciosos.
O princípio físico da eletroaerodinâmica
o electroaerodinâmico Princípio de impulso, explicado pela primeira vez na década de 1920, descreve o vento ou o impulso que ocorre quando uma corrente elétrica é passada entre um eletrodo fino e um espesso. Se for aplicado tensão suficiente, o ar entre os dois eletrodos cria o impulso necessário para impulsionar um pequeno plano.
Há anos, os pesquisadores assumiram que com impulso electroaerodinâmico era impossível produzir vento suficiente para aumentar o vento um plano de grandes dimensões em um vôo sustentado. Até o momento, apenas voos muito breves haviam sido alcançados, com uma aeronave muito pequena e aplicando tensões muito altas para criar o vento iônico necessário.
o plano de íon do MIT
O desenho final do A equipe do MIT é uma globo grande e leve, que pesa algo mais de dois quilos. Uma série de fios finos, localizada horizontalmente ao longo e abaixo da extremidade dianteira da asa do avião, atuam como eletrodos carregados positivamente. Outros cabos, mais espessos, dispostos de forma semelhante, estendem-se através da extremidade traseira da asa do avião e servem como eletrodos negativos.
MIT Plane Design A: Representação gerada por computador. B: imagem real do avião depois de vários testes de voo.
Na fuselagem da aeronave, uma pilha de baterias de polímero de lítio foi incorporada por meio de uma fonte de alimentação aumenta a tensão da corrente da saída da saída da Baterias em 40.000 volts, carregando positivamente os cabos através de um conversor de energia leve.
Uma vez que os cabos estejam carregados, eles atraem os elétrons das moléculas de ar circundantes. Os por trás são ionizados e, por sua vez, atraídos pelos eletrodos carregados negativamente na parte de trás do avião. Como a nuvem de íons formou flui para os cabos carregados negativamente, cada um colide milhões de vezes com outras moléculas de ar, criando um empurrão que impulsiona o plano para a frente.
Arquitetura de conversor de energia de alta tensão do Avião de íons MIT.
Testes
Os testes reais foram realizados no ginásio no centro de Dupont Atlético de Mit, o maior espaço interior que os pesquisadores poderiam encontrar para realizar seus experimentos. A equipe voou o avião a uma distância de 60 metros, o máximo que permitiu ao ginásio. As 10 repetições que eles realizaram ofereceram o mesmo resultado: o avião produziu o vento suficiente para manter o voo o tempo todo.
“Este foi o plano mais simples que poderíamos projetar para mostrar que um avião de íons pode voar. Ainda está longe de ser um avião real. Deve ser mais eficiente, voar por mais tempo e fazê-lo no exterior “, admitiu o diretor de pesquisas, aeronáutica e professora associada de astronáutica da MIT, Steven Barrett.
No entanto, de acordo com Franck Plouboueue, investigador principal do Instituto de Mecânica de Fluido em Toulouse, França (que não participou da investigação) “A força dos resultados é uma evidência direta de que o vôo constante de uma aeronave não tripulada com um vento iônico é sustentável. O novo design é um grande passo para demonstrar a viabilidade desta tecnologia. “
O futuro da pesquisa
A equipe de Barrett está trabalhando para aumentar a eficiência de seu design. Eles precisam produzir maior volume de vento de íons com menor tensão. Também é possível aumentar a densidade de impulso modificando o projeto do plano.
Atualmente, uma grande área de eletrodo é necessária, o que essencialmente forma o sistema de propulsão de aeronaves. O design ideal, de acordo com Barrett é um sistema de propulsão invisível ou com superfícies de controle separadas, como lemes e asas.
Real
Barrett, garante que a demonstração real de desempenho deste O novo sistema de propulsão “abriu possibilidades novas e inexploradas para aeronaves que podem ser mais quietas, mecanicamente mais simples e sem emissões.” O Barret espera, a curto prazo, esses sistemas de propulsão pelo vento iônico começam a ser usados para voar por drones, reduzindo o ruído em áreas especialmente sensíveis.
Outra aplicação que poderia chegar em um curto período de tempo são aeronaves de passageiros híbridos e mercadorias que usam a propulsão de íons para suportar sistemas de combustão convencionais, aumentando sua eficiência e redução de emissões.