麻省理工学院的工程师首次飞行飞机没有移动部件
2018年11月27日
麻省理工学院的一架新飞机是通过离子风推进的。机身内的电池(平面前面的棕色隔间)向沿平面长度排列的电极(蓝色/白色水平线)提供电压，产生一股离子风，推动飞机前进。他形象:克里斯汀Y
自从第一个飞机飞行在100多年前,实际上，天空中的每一架飞机都是借助于螺旋桨等移动部件飞行的，涡轮叶片，粉丝们，它们由化石燃料的燃烧或产生持久性的电池组提供动力，嗡嗡声
由一个“离子风”
现在，麻省理工学院的工程师们已经建造并驾驶了第一架没有移动部件的飞机。而不是螺旋桨或发电机,轻型飞机是由一个“离子风”——沉默但强大的流上的离子产生平面,产生足够的推力，推动飞机持续飞行，稳定的飞行。
与该飞机,飞机不依靠化石燃料飞行。不像螺旋桨驱动的无人机，新的设计是完全沉默。
“这是在推进系统中没有运动部件的飞机的首次持续飞行，“史蒂文•巴雷特表示麻省理工学院航空航天副教授。
“这为更安静的飞机开辟了新的和未探索的可能性，机械地简单,,不排放燃烧排放。”“
他希望在短期内，这种离子风力推进系统可以用于飞行噪音较小的无人机。进一步的,他设想离子推进与更传统的燃烧系统配对以产生更节省燃料的，混合客机和其他大型飞机。
巴雷特和他在麻省理工学院的团队在《自然》杂志上发表了他们的研究结果。
爱好工艺品
巴雷特说，该团队的离子飞机的灵感部分来自电影和电视连续剧，《星际迷航》，他贪婪地看着孩子。
他特别的吸引未来shuttlecrafts毫不费力地通过空气脱脂,看起来没有运动部件，几乎没有噪音和废气。
“这让我觉得,在长期的将来，飞机不应该螺旋桨和涡轮机,“巴雷特说。“他们应该更像航天飞机在《星际迷航》,只是一个蓝色光芒,默默地下滑。”“
大约九年前，巴雷特开始寻找方法设计飞机的推进系统,没有移动部件。
他最终在“离子风”,也被称为电空气动力推力-一个物理原理，在20世纪20年代首次被识别和描述风，或推力,时,可以产生电流通过薄和厚电极。
如果足够的电压,电极之间的空气可以产生足够的推力来推动小型飞机。
与大电压源相连
多年来，电空气动力推力一直是业余爱好者的一个项目，而且大部分设计都局限于小型，桌面“升降机”系在大电压源上，为小型飞机在空中短暂地悬停创造足够的风。
在很大程度上认为它是不可能产生足够的离子风持续推动更大的飞机飞行。
“那是在旅馆里一个不眠之夜，当时我时差不齐，我正在考虑这个问题，并开始寻找可以做到的方法，“他回忆道。
“我做了一些粗略的计算,发现,对，它可能成为一种可行的推进系统，“巴雷特说。“结果它需要多年的工作从首次试飞。”“
离子飞行
团队的最终设计就像一个大的轻量级的滑翔机。飞机，它重约5磅(2.26公斤),five-metre翼展,携带一排细导线，它们像水平栅栏一样在飞机机翼前端和下方悬挂。
电线作为带正电的电极,而同样布置的较粗的电线，在飞机的机翼的后端,用作负极。
飞机的机身有一堆锂聚合物电池。巴雷特的离子平面团队包括大卫·Perreault教授的电力电子研究实验室的研究小组电子、他设计了一个电源，将电池的输出转换成足够高的电压来推动飞机。
通过这种方式,在40电池供电,000伏,积极充电线通过一个轻量级的电源转换器。
一旦电线充满活力,它们从周围的空气分子中吸引并带走带负电荷的电子，就像一个巨大的磁铁吸引铁屑。
留下的是新电离的空气分子,反过来又被吸引到飞机后部的带负电荷的电极上。
当新形成的离子云朝向带负电荷的电线流动时，每个离子碰撞与其他空气分子数百万次,创建一个推力,推动飞机前进。
团队,还包括林肯实验室的工作人员托马斯·塞巴斯蒂安和马克·沃尔斯顿，飞机飞在多个测试飞行在麻省理工的杜邦体育中心体育馆——他们可以找到最大的室内空间来执行他们的实验。
研究小组将飞机飞行了60米（在健身房内的最大距离），并发现飞机产生了足够的离子推力来维持整个飞行时间。他们重复飞行了10次，相似的性能。
“这是最简单的平面我们可以设计这个概念证明离子飞机可以飞,“巴雷特说。
“它离能执行有用任务的飞机还有一段距离。它需要更有效率，飞得更久，和飞离。”“
提高设计的效率
巴雷特的研究小组正致力于提高他们的设计效率,用较少的电压产生更多的离子风。研究人员还希望增加设计的推力密度,单位面积上的产生的推力。
目前，飞行该队的轻型飞机需要大面积的电极，它基本上构成了飞机的推进系统。理想的，巴雷特想设计一架飞机没有可见的推进系统和单独控制舵和电梯等表面。
“它花了很长时间到这里,“巴雷特说。“从基本原理的东西实际上苍蝇是描述物理的长途旅行,然后提出设计并使其工作。
“现在的可能性这种推进系统是可行的。”“
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