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離子風(fēng)驅(qū)動無人機(jī)首次試飛成功

JqWP_youuav ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-11-26 08:37 ? 次閱讀

11月23日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,日前麻省理工學(xué)院研究人員造出史上第一架“固態(tài)”飛機(jī),其推進(jìn)系統(tǒng)中沒有任何活動部件。這架飛機(jī)成功在空中飛行了60米,從而證實(shí)在沒有噴氣機(jī)或螺旋槳情況下飛機(jī)也能夠在空氣中飛行。

這架飛機(jī)代表了“離子風(fēng)”技術(shù)的突破,這種技術(shù)利用強(qiáng)大電場產(chǎn)生帶電荷的氮離子,然后從飛機(jī)后部排出,從而產(chǎn)生推力。

麻省理工學(xué)院(MIT)航空學(xué)教授、研究論文第一作者史蒂文·巴雷特(Steven Barrett)說,這個項(xiàng)目的靈感來自他童年時看過的科幻小說?!拔沂恰缎请H迷航》的超級粉絲,當(dāng)時我想,未來的飛機(jī)在飛行中應(yīng)該是沒有聲音,沒有移動部件,也許還會發(fā)出藍(lán)光。但肯定沒有螺旋槳或渦輪之類的東西。所以我開始研究什么物理原理可以讓沒有傳統(tǒng)運(yùn)動部件的飛機(jī)飛行成為可能,并且幸運(yùn)地遇到了一個叫做“離子風(fēng)”的概念,這個概念曾在20世紀(jì)20年代首次被研究?!?/p>

“離子風(fēng)在當(dāng)時并沒有獲得多大進(jìn)展。20世紀(jì)50年代人們又對它進(jìn)行了研究,研究人員得出結(jié)論這一概念不適用于飛機(jī)。但我開始研究這個問題,與一些研究生一起工作了大約五年時間,從而提高對如何高效產(chǎn)生離子風(fēng)的基本理解,以及如何優(yōu)化這種理解。

在原型機(jī)中,機(jī)翼前緣的電線通過600瓦的電能,電壓高達(dá)40000伏。這足以引發(fā)“電子級聯(lián)”,最終向電線附近的空氣分子充電。這些帶電分子然后沿著電場流向機(jī)翼后部的第二根導(dǎo)線,在途中與中性空氣分子碰撞,并向它們傳遞能量。這些獲得能量的中性空氣分子然后從飛機(jī)后部流出,提供推力。

最終的結(jié)果是推進(jìn)系統(tǒng)完全由電力驅(qū)動,幾乎是靜音的,其推重功率比可與噴氣發(fā)動機(jī)等傳統(tǒng)系統(tǒng)相媲美。

航空工程師、克蘭菲爾德大學(xué)(Cranfield University)客座教授蓋伊·格拉頓(Guy Gratton)教授表示:“很明顯這還處于早期階段。但麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)做了一件我們以前從未知道的事情,即利用加速的電離氣體來驅(qū)動飛機(jī)。世界各地的航空工程師已經(jīng)在努力尋找使用電力推進(jìn)的方法,而這項(xiàng)技術(shù)所提供的東西或?qū)⑹刮磥淼妮d人和無人駕駛飛機(jī)更高效、沒有污染。特別是,他們已經(jīng)把這架原型機(jī)從實(shí)驗(yàn)室里拿出來,讓電池驅(qū)動的模型飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了飛行。雖然迄今為止模型很小,但這依舊讓人非常興奮。

這架飛機(jī)的成功飛行很大程度上也要?dú)w功于制造超輕薄材料所需要的工程技術(shù),就像推進(jìn)方法本身一樣。這架飛機(jī)的重量只有2.45公斤,但有5米長的翼展,此外還包括電池和高壓功率轉(zhuǎn)換器

在不久的將來,麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)希望通過擴(kuò)大整架飛機(jī)的尺寸來增加飛機(jī)的航程和速度。短期內(nèi)的潛在應(yīng)用包括無人駕駛飛機(jī)以及高空太陽能飛行,由于不需要活動的推進(jìn)系統(tǒng)不見,這種飛機(jī)可以像一顆衛(wèi)星一樣在太空中連續(xù)多年飛行。

從長遠(yuǎn)來看,純電力驅(qū)動飛行開啟了碳中和飛行的可能性,這可能會降低全球航空業(yè)的碳排放。

巴雷特還指出,固定式推進(jìn)系統(tǒng)易于小型化。與目前基于旋翼的無人機(jī)相比,他建議小型無人機(jī)未來可以使用離子風(fēng)驅(qū)動。他說:“固定的東西可以很好地縮小規(guī)模尺寸,制造出非常小的飛行器,提供我們無法想象的用途。”

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原文標(biāo)題:用4萬伏電壓代替發(fā)動機(jī) 離子風(fēng)驅(qū)動的無人機(jī)試飛成功

文章出處:【微信號:youuav,微信公眾號:無人機(jī)網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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