Flyet er designet, så det ikke er afhængigt af fossile brændstoffer eller batteri, da det ikke har nogen bevægelig del
Lige siden opdagelsen af fly mere end 100 år siden, hver flyvende maskine eller fly i himlen flyver bruger bevægelige dele som propeller, jetmotor, blade på en turbine, blæsere osv., som får strøm fra enten forbrænding af fossilt brændstof eller ved at bruge batteri, som kan producere en lignende effekt.
Efter næsten ti år lang forskning har luftfartsforskere ved MIT for første gang bygget og fløjet et fly uden bevægelige dele. Fremdriftsmetoden, der bruges i dette fly, er baseret på princippet om elektroaerodynamisk fremdrift og kaldes 'ionvind' eller ionfremdrift. Så i stedet for propeller eller turbiner eller jetmotorer, der bruges i konventionelle fly, er denne unikke og lette maskine drevet af 'ionisk vind'. 'Vinden' kan frembringes ved at lede stærk elektrisk strøm mellem en tynd og en tyk elektrode (drevet af lithium-ion-batterier), hvilket resulterer i ionisering af gas og derved producerer hurtigt bevægelige ladede partikler kaldet ioner. Den ioniske vind eller strøm af ioner smadrer ind i luftmolekyler og skubber dem bagud, hvilket giver flyvemaskinen skub til at bevæge sig fremad. Vindens retning afhænger af placeringen af elektroder.
Ion fremdriftsteknologi er allerede brugt af NASA i det ydre rum for satellitter og rumfartøjer. I dette scenarie, da rummet er vakuum, er der ingen friktion, og det er derfor ret nemt at drive et rumfartøj til at bevæge sig fremad, og dets hastighed stiger også gradvist. Men i tilfælde af fly på Jorden er det underforstået, at vores planetens atmosfæren er meget tæt for at få ioner til at drive et fly over jorden. Dette er første gang, ionteknologi er blevet forsøgt til at flyve med fly på vores planet. Det var udfordrende. For det første fordi der er behov for lige nok tryk til at holde maskinen flyvende, og for det andet skal flyet overvinde modstanden fra luftmodstand. Luften sendes baglæns, som så skubber flyet fremad. Den afgørende forskel ved at bruge den samme ionteknologi i rummet er, at der skal transporteres en gas af rumfartøjet, som vil blive ioniseret, fordi rummet er vakuum, mens et fly i Jordens atmosfære ioniserer nitrogen fra atmosfærisk luft.
Holdet udførte flere simuleringer og designet med succes et fly med fem meter vingefang og vægt på 2.45 kg. For at generere elektrisk felt blev sæt elektroder fastgjort under flyets vinger. Disse bestod af positivt ladede rustfri ståltråde foran en negativt ladet skive skum dækket af aluminium. Disse højtladede elektroder kan af sikkerhedsmæssige årsager slukkes med fjernbetjening.
Flyet blev testet inde i en gymnastiksal ved at affyre det med en bungee. Efter mange mislykkede forsøg kunne dette fly drive sig selv til at forblive i luften. Under 10 testflyvninger var flyet i stand til at flyve op til en højde på 60 meter minus enhver vægt af en menneskelig pilot. Forfattere søger at øge effektiviteten af deres design og producere mere ionisk vind, mens de bruger mindre spænding. Succesen af et sådant design skal testes ved at opskalere teknologien, og det kan være en opgave op ad bakke. Den største udfordring ville være, hvis størrelsen og vægten af flyet øges og dækker et større område end dets vinger, ville flyet kræve højere og stærkere tryk for at holde sig flydende. Forskellige teknologier kan udforskes, f.eks. at gøre batterier mere effektive eller måske bruge solpaneler, dvs. finde nye måder at generere ionerne på. Dette fly bruger det konventionelle design til fly, men det kan være muligt at prøve et andet design, hvor elektroder kunne forme den ioniserende retning, eller ethvert andet nyt design kunne konceptualiseres.
Teknologien beskrevet i den aktuelle undersøgelse kunne være perfekt til lydløse droner eller simple fly, fordi droner, der i øjeblikket anvendes, er en stor kilde til støjforurening. I denne nye teknologi genererer lydløs flow rigelig fremdrift i fremdriftssystemet, som kan drive flyet over en velholdt flyvning. Dette er unikt! Et sådant fly vil ikke kræve fossile brændstoffer for at flyve og ville derfor ikke have nogen direkte forurenende emissioner. Også sammenlignet med flyvende maskiner, der bruger propeller osv., er dette lydløst. Den nye opdagelse er udgivet i Natur.
***
Kilde (r)
Xu H et al. 2018. Flyvning af et fly med solid-state fremdrift. Natur. 563 (7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
Kommentarer er lukket.