Flugvél hefur verið hönnuð sem er ekki háð jarðefnaeldsneyti eða rafhlöðu þar sem hún mun ekki hafa neinn hreyfanlegur hluti
Allt frá uppgötvun flugvél fyrir meira en 100 árum síðan, hver fljúga vél eða flugvél á himninum flýgur notar hreyfanlega hluta eins og skrúfur, þotuhreyfil, túrbínublöð, viftur o.s.frv. sem fá orku annaðhvort frá bruna jarðefnaeldsneytis eða með því að nota rafhlöðu sem getur framkallað svipuð áhrif.
Eftir næstum áratugar rannsóknir hafa flugvísindamenn við MIT smíðað og flogið í fyrsta skipti flugvél sem hefur enga hreyfanlega hluta. Framdrifsaðferðin sem notuð er í þessari flugvél byggist á meginreglunni um rafaflfræðilega þrýsting og er kölluð „jónavindur“ eða jónadrif. Þannig að í stað skrúfa eða hverfla eða þotuhreyfla sem notaðir eru í hefðbundnum flugvélum er þessi einstaka og létta vél knúin „jónískum vindi“. Hægt er að framleiða „vindinn“ með því að beita sterkum rafstraumi á milli þunnrar og þykkrar rafskauts (knúinn af litíumjónarafhlöðum) sem leiðir til jónunar gass og myndar þar með hraðvirkar hlaðnar agnir sem kallast jónir. Jónavindurinn eða flæði jónanna brotna í loftsameindir og ýta þeim afturábak, sem gefur flugvélinni kraftinn til að fara áfram. Vindáttin fer eftir uppröðun rafskauta.
Jón knúningstækni er þegar notuð af NASA í geimnum fyrir gervihnött og geimfar. Í þessari atburðarás þar sem geimurinn er tómarúm er enginn núningur og því er frekar einfalt að keyra geimfar áfram og hraði þess eykst líka smám saman. En þegar um er að ræða flugvélar á jörðinni er litið svo á að okkar reikistjörnunnar andrúmsloftið er mjög þétt til að fá jónir til að keyra flugvél yfir jörðu. Þetta er í fyrsta skipti sem jónatækni hefur verið reynd til að fljúga flugvélum á okkar reikistjarna. Það var krefjandi. í fyrsta lagi vegna þess að það þarf nægjanlegt þrýsting til að halda vélinni fljúgandi og í öðru lagi þarf flugvélin að sigrast á viðnáminu í loftinu. Loftið er sent afturábak sem ýtir síðan flugvélinni áfram. Afgerandi munurinn á því að nota sömu jónatækni í geimnum er að geimfarið þarf að bera gas sem verður jónað vegna þess að geimurinn er lofttæmi á meðan flugvél í lofthjúpi jarðar jónar köfnunarefni úr andrúmslofti.
Teymið gerði margar eftirlíkingar og hannaði síðan flugvél með fimm metra vænghaf og 2.45 kíló að þyngd. Til að mynda rafsvið var sett af rafskautum fest undir vængi flugvélarinnar. Þetta samanstóð af jákvætt hlaðnum ryðfríu stáli vírum fyrir framan neikvætt hlaðna sneið af froðu sem er þakið áli. Hægt er að slökkva á þessum mjög hlaðnu rafskautum með fjarstýringu til öryggis.
Flugvélin var prófuð inni í íþróttahúsi með því að skjóta henni á loft með teygju. Eftir margar misheppnaðar tilraunir gæti þessi flugvél knúið sig áfram til að vera áfram í lofti. Í 10 tilraunaflugum gat flugvél flogið upp í 60 metra hæð að frádregnum þyngd mannsflugmanns. Höfundar leitast við að auka skilvirkni hönnunar sinnar og framleiða meiri jónandi vind á meðan þeir nota minni spennu. Árangur slíkrar hönnunar þarf að prófa með því að stækka tæknina og það gæti verið verkefni á brekku. Stærsta áskorunin væri ef stærð og þyngd flugvélarinnar eykst og þekur stærra svæði en vængi hennar, myndi flugvélin þurfa meiri og sterkari þrýsting til að halda sér á floti. Hægt er að kanna mismunandi tækni til dæmis að gera rafhlöður skilvirkari eða kannski nota sólarrafhlöður, þ.e. finna nýjar leiðir til að búa til jónirnar. Þessi flugvél notar hefðbundna hönnun fyrir flugvélar en það gæti verið hægt að prófa aðra hönnun þar sem rafskaut gætu mótað jónunarstefnuna eða hvaða önnur ný hönnun gæti verið hugsuð.
Tæknin sem lýst er í núverandi rannsókn gæti verið fullkomin fyrir hljóðlausa dróna eða einfaldar flugvélar vegna þess að drónar sem nú eru notaðir eru stór uppspretta hávaðamengunar. Í þessari nýju tækni myndar hljóðlaust flæði nægilegt átak í knúningskerfinu sem getur knúið flugvélina áfram yfir vel viðvarandi flugi. Þetta er einstakt! Slík flugvél mun ekki þurfa jarðefnaeldsneyti til að fljúga og myndi því ekki hafa neina beina mengandi útblástur. Einnig, þegar borið er saman við flugvélar sem nota skrúfur osfrv., þá er þetta hljóðlaust. Skáldsöguuppgötvunin er gefin út í Nature.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Xu H o.fl. 2018. Flug flugvélar með fasta knúna. Náttúran. 563 (7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
