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隨著2020新的一年開啟,是時候展望一下可能從根本上影響未來飛機設計的一項新技術了。
飛機問世100多年之後,仍需要在螺旋槳、渦扇或火箭發動機的驅動下飛行,並發出震耳欲聾的噪音。
麻省理工學院工程師在2018年成功試飛了一種全新概念的飛行器,該機沒有任何活動部件,也不依靠燃燒化石燃料的活塞或噴氣發動機驅動,更重要的飛起來完全寂靜無聲,它人類史上首架離子風推進飛行器,具有劃時代的意義。
麻省理工學院航空航天系副教授史蒂文·巴雷特和他的團隊隨後在《自然》雜誌上發表了他們的研究成果。巴雷特自小就是一個「星際迷航」迷,他堅持認為飛機應給和星際迷航中的宇宙飛船那樣,不應該有累贅的螺旋槳和渦輪發動機。
在此夢想的推動下,巴雷特團隊的最終設計出了一種前瞻性的離子風推進裝置。他們在一架重2.27千克、翼展5米滑翔機航模上安裝了一系列導線,在傘翼與機身之間的空間形成了一個水平正電極圍欄,此外在主翼後緣還布置有類似的負電極圍欄,不過導線要粗一些。
然後他們在機身內塞入了一堆鋰電池,通過升壓電路把電池電壓提高40000伏,並與正負電極圍欄接通。圍欄導線通電後就會使周圍空氣電離,並形成從正電極圍欄向負電極圍欄流動的離子風,產生推動飛機前進的推力。
團隊在麻省理工學院杜邦體育中心的體育館內進行了試飛,因為這是他們可以找到的最大室內空間。離子風飛行器在此成功進行了10次試飛,最大飛行距離60米,也就是體育館內的最大距離,離子風推進系統產生的推力足以維持整個飛行過程。
雖然該飛行器目前僅是一個簡陋的模型,但卻是離子風推進技術向前邁進的重要一步,要知道之前的研究人員甚至無法讓僅重幾克的飛行器起飛,長期以來這項技術在世界範圍內都處於較為空白的狀態。
巴雷特團隊目前正致力於提高推進效率,以更低電壓產生更強離子風,最終巴雷特希望設計出一種沒有可見推進系統和獨立控制翼面的實用化飛機,沒有噪音也不產生排放。作者:阿姆斯壯