Американские физики создали первый «ионный» самолет в мире

  • 22 Ноя, 2018 infomir59
    | Текст: Антон Конрад

Самолет не нуждающийся в движущихся частях для полета.

Ученые из MIT создали первый самолет, оснащенный «воздушными» ионными двигателями, и успешно испытали его в лаборатории.

В США показали самолет с ионным двигателем.

Первый «ионный» самолет | Фото: MIT Electric Aircraft Initiative

Дебютный полет машины продлился всего двенадцать секунд, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

«Наша машина стала первым самолетом, который поднялся в воздух при помощи двигателя без движущихся частей.

Это открывает дорогу для создания полностью бесшумных летательных аппаратов, очень простых с механической точки зрения и при этом не выбрасывающих выхлопных газов», — заявил Стивен Барретт, профессор аэронавтики из Массачусетского технологического института, США.

Идея создания ионного двигателя далеко не нова – первые такие мысли появлялись у советских и американских конструкторов еще в 60 годах прошлого века.

За последние полвека было запущено сразу несколько космических аппаратов, оснащенных подобными двигателями – советские зонды серии «Метеор» и «Космос», климатический спутник GOCE, зонды НАСА Deep Space 1 и Dawn, японская межпланетная станция «Хаябуса» и ряд других аппаратов.

Все они обладают одними и теми же преимуществами и недостатками. С одной стороны, ионные двигатели крайне экономичны, требуя крайне мало топлива. С другой, их КПД и вырабатываемая ими сила тяги крайне малы.

Поэтому разгон и торможение корабля идет крайне медленно, что делает их крайне неудобным средством для доставки людей к Марсу и другим планетам.

По этим же причинам, как отмечает Барретт, инженеры никогда не рассматривали ионные силовые установки в качестве возможной замены для турбовентиляторных или турбовинтовых двигателей, применяемых сегодня в гражданской и военной авиации.

Инженеры и физики из MIT выяснили, что эти представления были ошибочными, открыв методику ионизации воздуха, которая позволит повысить КПД работы подобных двигателей на несколько порядков уже в ближайшем будущем.

Как обнаружили ученые, крыло особой формы, покрытое тонкой сеткой из электродов, может вызывать своеобразную «цепную реакцию» в воздухе, заставляя присутствующие в нем свободные электроны сталкиваться с нейтральными молекулами и выбивать из них другие частицы, заполняя окружающее их пространство «супом» из множества ионов и незаряженных частиц.

Если этот «суп» будет находиться внутри электрического поля, то заряженные частицы начнут двигаться в нем в сторону противоположного им полюса, сталкиваясь с нейтральными молекулами и заставляя их двигаться в обратном направлении.

Возникнет своеобразный «ионный ветер», имеющий достаточно большую силу тяги.

Используя подобный прием, Барретт и его коллеги фактически утроили рекорд КПД ионных двигателей, повысив его с 1% до 2,4%, и создали миниатюрный самолет массой в 2,5 килограмма и с размахом крыльев в 5 метров.

Эта машина, как показали опыты ученых, смогла пролететь 55 метров в лаборатории, потратив на 12 секунд полета примерно 900 ватт электроэнергии.

В будущем, как считают физики, эти показатели могут быть многократно улучшены за счет оптимизации формы крыла и улучшения свойств его ионного «оперения».

Подобные успехи, как признают ученые, могут показаться публике скромными, однако и полет братьев Райт, состоявшийся чуть больше ста лет назад, продлился крайне недолго и тоже не вызывал особого оптимизма.

Однако всего через 20-30 лет после их экспериментов летающие машины стали ключевой частью армий всех ведущих держав мира и одним из главных столпов мировой экономики.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.

  • Последние записи

  • Больше из архива Наука и технологии