Μηχανικοί του MIT κατασκεύασαν αεροπλάνο που πετάει χωρίς μηχανή (βίντεο)

Όλοι γνωρίζουμε πως τα αεροπλάνα πετάνε με τη χρήση μηχανών που βασίζονται σε τουρμπίνες και έλικες, αλλά μηχανικοί του Πανεπιστημίου MIT κατάφεραν να κατασκευάσουν αεροπλάνο που πετάει χωρίς τη χρήση κινητών μερών με εντυπωσιακά αποτελέσματα.

Σύμφωνα με τους μηχανικούς του MIT που κατασκεύασαν αυτό το μικρό αεροπλάνο, η πτήση του δε στηρίζεται στην κατανάλωση καυσίμων και σε κάποιο είδος μηχανής με τη μορφή που γνωρίζουμε μέχρι σήμερα, δηλαδή τους έλικες ή τις τουρμπίνες που διαθέτουν τα αεροσκάφη. Η πτήση του στηρίζεται σε έναν “ιοντικό άνεμο”, μια αθόρυβη και ισχυρή ροή ιόντων που παράγει αρκετή ώθηση έτσι ώστε να το κάνει να πετά.
Οι μηχανικοί αναφέρουν πως είναι η πρώτη πτήση αεροπλάνου χωρίς κινητά μέρη για την ώθησή του, ανοίγοντας νέες ανεξερεύνητες πιθανότητες κατασκευής αεροσκαφών που θα παράγουν λιγότερο θόρυβο, θα είναι λιγότερο πολύπλοκα στην κατασκευή και δε θα εκπέμπουν καυσαέρια κατά τη λειτουργία τους, συμβάλλοντας στη μείωση της μόλυνσης του περιβάλλοντος.
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=GBai8uDwxCs&w=570&h=320]
Αυτό που αναμένεται αρχικά να αλλάξει, είναι η κατασκευή αθόρυβων drones τα οποία θα στηρίζονται σε αυτά τα συστήματα ώθησης με τη χρήση ιοντικού ανέμου, ενώ αναφορικά με τα αεροσκάφη, έγινε αναφορά στη δημιουργία ενός υβριδικού συστήματος ώθησης που θα χρησιμοποιεί τις συμβατικές μηχανές μαζί με την τεχνική της ροής ιόντων, έτσι ώστε να μειωθεί η κατανάλωση των καυσίμων.
Ο αναπληρωτής καθηγητής αεροναυπηγικής και αστροναυτικής του MIT, Steven Barrett, δήλωσε πως η έμπνευση για αυτό το αεροπλάνο προήλθε από το “Star Trek” όπου τα διαστημόπλοια κινούνταν εύκολα χωρίς μηχανικά μέρη αλλά και χωρίς θόρυβο ή εκπομπές καυσαερίων. Πιο συγκεκριμένα, δήλωσε πως τον έκαναν να σκέφτεται πως τα αεροπλάνα δε θα έχουν έλικες και τουρμπίνες και πως θα πρέπει να είναι όπως τα αεροσκάφη του Star Trek.
Η δοκιμή αυτής της τεχνολογίας ξεκίνησε από τον ίδιο τον καθηγητή πριν από εννιά χρόνια όπου επινόησε τον “ιοντικό άνεμο”, γνωστό και σαν ηλεκτροαεροδυναμική ώθηση η οποία ανακαλύφθηκε τη δεκαετία του 1920 και περιγράφη τον άνεμο ή την ώθηση που δημιουργείται όταν το ρεύμα περνάει ανάμεσα από ένα λεπτό και παχύ ηλεκτρόδιο. Στην περίπτωση που υπάρξει τροφοδοσία αρκετών volt, τότε ο αέρας μεταξύ των ηλεκτροδίων μπορεί να δημιουργήσει ώθηση σε ένα μικρό αεροσκάφος.
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=boB6qu5dcCw&w=570&h=320]
Για χρόνια, η ηλεκτροαεροδυναμική ώθηση ήταν περισσότερο ένα αντικείμενο για χομπίστες που δημιουργούσαν μικρά αεροσκάφη, μιας και πίστευαν πως θα ήταν αδύνατον να παραχθεί επαρκής ιοντικός άνεμος για μεγαλύτερα αεροπλάνα. Φαίνεται όμως πως μετά από χρόνια ερευνών και δοκιμών, αυτό μπορεί να γίνει εφικτό και να έχουμε την πρώτη δοκιμαστική πτήση του μικρού αεροσκάφους που κατασκεύασαν οι μηχανικοί του MIT.
Το μικρό αεροπλάνο έχει βάρος 2.2kg και έχει άνοιγμα φτερών που φτάνει τα 5 μέτρα και διαθέτει μια σειρά από λεπτά καλώδια τα οποία τροφοδοτούνται με θετικό φορτίο, ενώ η σειρά με τα χοντρά καλώδια τροφοδοτούνται από αρνητικό. Το ρεύμα στο αεροπλάνο παρέχεται από μπαταρία λιθίου πολυμερών, και ο σχεδιασμός του είναι ικανός να μετατρέψει την ενέργεια των μπαταριών σε ρεύμα τόσο υψηλής τάσης που του επιτρέπει να πετάει.
Στην ομάδα που ανάπτυξης του αεροπλάνου συμμετείχαν μέλη του Power Electronics Research Group στο Research Laboratory of Electronics, σχεδιάζοντας ένα σύστημα παροχής ενέργειας που μπορεί να μετατρέπει την ενέργεια της μπαταρίας σε τόσο υψηλή τάση για την προώθηση του αεροσκάφους, με τις μπαταρίες να παράγουν ηλεκτρισμό στα 40000 volt, φορτίζοντας τα καλώδια μέσω ενός ελαφρού μετασχηματιστή.
Από τη στιγμή που τα καλώδια φορτιστούν, προσελκύουν αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια από τον αέρα που τα περιβάλλει, σαν ένας μεγάλος μαγνήτης. Τα μόρια αέρα που μένουν πίσω ιονίζονται και προσελκύονται από τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόδια στο πίσω μέρος του αεροπλάνου και ενώ το νέο αυτό νέφος ιόντων κινείται προς τα αρνητικά φορτισμένα καλώδια, το κάθε ιόν συνδέεται αμέτρητες φορές με άλλα μόρια αέρα, δημιουργώντας ώθηση ικανεί για να κινήσει το αεροπλάνο προς τα εμπρός.
Το μικρό αεροπλάνο πραγματοποίησε αρκετές δοκιμαστικές πτήσεις εντός του ειδικά διαμορφωμένου χώρου στο duPont Athletic Center του ΜΙΤ, με το σκάφος να πετάει για εξήντα μέτρα και είχε αρκετή ώθηση για να διατηρείται σε πτήση και να μην πέφτει στο έδαφος, μια διαδικασία που πραγματοποιήθηκε δέκα φορές φέρνοντας τα ίδια αποτελέσματα.
Τέλος, αναφέρθηκε πως ήταν η πιο απλή μορφή αεροπλάνου που μπορούσε να σχεδιαστεί έτσι ώστε να αποδείξει πως ένα σκάφος με τη χρήση ιοντικού ανέμου έχει την ικανότητα να πετάξει αλλά χρειάζεται ακόμα πολύ μεγάλη προσπάθεια και χρειάζεται μεγάλο χρονικό διάστημα για να έχουμε ένα αεροσκάφος που θα μπορούσε να πραγματοποιήσει μια κανονική πτήση διανύοντας μεγαλύτερη απόσταση σε εξωτερικό χώρο.
https://techxplore.com/news/2018-11-first-ever-plane.html
techblog