Letalo je bilo zasnovano tako, da ne bo odvisno od fosilnih goriv ali baterije, saj ne bo imelo nobenega gibljivega dela
Vse od odkritja letalo pred več kot 100 leti, vsak letenje stroj ali letalo v nebu leti uporablja gibljive dele, kot so propelerji, reaktivni motor, lopatice turbine, ventilatorji itd., ki pridobivajo energijo bodisi z izgorevanjem fosilnih goriv ali z uporabo baterije, ki lahko povzroči podoben učinek.
Po skoraj desetletju dolgih raziskavah so aeronavtični znanstveniki na MIT zgradili in prvič poleteli z letalom, ki nima gibljivih delov. Metoda pogona, uporabljena v tem letalu, temelji na principu elektroaerodinamičnega potiska in se imenuje "ionski veter" ali ionski pogon. Namesto propelerjev, turbin ali reaktivnih motorjev, ki se uporabljajo v običajnih letalih, ta edinstven in lahek stroj poganja 'ionski veter'. 'Veter' lahko nastane s prehajanjem močnega električnega toka med tanko in debelo elektrodo (ki jo napajajo litij-ionske baterije), kar ima za posledico ionizacijo plina in s tem proizvodnjo hitro premikajočih se nabitih delcev, imenovanih ioni. Ionski veter ali tok ionov se zaleti v molekule zraka in jih potisne nazaj, kar letalu omogoči potisk naprej. Smer vetra je odvisna od razporeditve elektrod.
Tehnologijo ionskega pogona že uporabljajo NASA v vesolju za satelite in vesoljska plovila. V tem scenariju, ker je vesolje vakuum, ni trenja, zato je zelo preprosto poganjati vesoljsko plovilo, da se premika naprej, njegova hitrost pa se postopoma povečuje. Toda v primeru letal na Zemlji se razume, da je naš planetov ozračje je zelo gosto, da dobi ione za pogon letala nad tlemi. To je prvič, da so ionsko tehnologijo poskusili leteti z letali na našem planet. Bilo je zahtevno. Prvič, ker je potreben ravno dovolj potiska, da stroj lahko leti, in drugič, letalo bo moralo premagati upor zraka. Zrak se pošlje nazaj, kar nato potisne letalo naprej. Bistvena razlika pri uporabi iste ionske tehnologije v vesolju je, da mora vesoljsko plovilo prenašati plin, ki bo ioniziran, ker je vesolje vakuum, medtem ko letalo v Zemljini atmosferi ionizira dušik iz atmosferskega zraka.
Ekipa je izvedla več simulacij in nato uspešno zasnovala letalo s petmetrskim razponom kril in težo 2.45 kilograma. Za ustvarjanje električnega polja je bil niz elektrod pritrjen pod krila letala. Te so bile sestavljene iz pozitivno nabitih žic iz nerjavečega jekla pred negativno nabito rezino pene, prekrito z aluminijem. Te visoko napolnjene elektrode je mogoče zaradi varnosti izklopiti z daljinskim upravljalnikom.
Letalo so testirali v telovadnici tako, da so ga izstrelili s pomočjo bungeeja. Po številnih neuspelih poskusih se je to letalo lahko poganjalo, da bi ostalo v zraku. Med 10 testnimi leti je letalo lahko poletelo do višine 60 metrov brez kakršne koli teže človeškega pilota. Avtorji želijo povečati učinkovitost svoje zasnove in proizvesti več ionskega vetra, medtem ko uporabljajo manj napetosti. Uspeh takšne zasnove je treba preizkusiti s povečevanjem tehnologije in to je lahko težavna naloga. Največji izziv bi bil, če bi se velikost in teža letala povečala in bi pokrila večjo površino od njegovih kril, bi letalo zahtevalo večji in močnejši potisk, da ostane na površini. Raziskati je mogoče različne tehnologije, na primer učinkovitejše baterije ali morda uporabo sončnih kolektorjev, tj. iskati nove načine za generiranje ionov. To letalo sicer uporablja konvencionalno zasnovo za letala, vendar bi bilo mogoče poskusiti z drugo zasnovo, v kateri bi lahko elektrode oblikovale ionizirajočo smer ali bi bilo mogoče zamisliti katero koli drugo novo zasnovo.
Tehnologija, opisana v trenutni študiji, bi lahko bila popolna za tihe drone ali preprosta letala, saj so droni, ki se trenutno uporabljajo, velik vir hrupnega onesnaževanja. V tej novi tehnologiji tihi tok ustvari dovolj potiska v pogonskem sistemu, ki lahko poganja letalo v dobro vzdrževanem letu. To je edinstveno! Takšno letalo za letenje ne bo potrebovalo fosilnih goriv in tako ne bi imelo neposrednih onesnaževalnih emisij. Tudi v primerjavi z letečimi stroji, ki uporabljajo propelerje itd., je to tiho. Odkritje romana je objavljeno v Narava.
***
{Izvirno raziskovalno nalogo lahko preberete s klikom na spodnjo povezavo DOI na seznamu citiranih virov}
Vir (i)
Xu H et al. 2018. Let letala s polprevodniškim pogonom. Narava. 563 (7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
