无涡轮设计使用电动力学推进飞行,可能预示着更安静,更低排放的飞机的到来。我们典型的喷气飞机是全快速移动的叶片。我们需要旋转涡轮机和螺旋桨来产生推力,让我们走向天空。或者我们呢?
在今天“自然”杂志的一篇论文中,麻省理工学院的研究人员报告称,他们创造并飞行了第一架不需要任何活动部件的飞机。这架2.45千克(5.4磅)的实验飞机没有旋转涡轮叶片推进自己60米(200英尺,学校体育馆的长度):它直接用电。
如果该技术可以扩大规模,它将生产出更安全,更安静,更易于维护的未来飞机。最重要的是,它可以消除燃烧排放,因为该过程完全由电池供电。
首次飞行是通过一种称为电动力推进的过程实现的,这一想法自20世纪60年代以来一直存在 。与典型的旋转螺旋桨相比,概念本身更难以可视化。它利用了所谓的离子风。
使用非常高的电压 - 在平面的情况下,40,000伏特 - 推进器在两个电极周围的空气中产生离子。在它们之间产生的电场将离子从较小的电极抛到较大的电极上。这些离子在行进时与正常的空气分子碰撞,产生离子风并向前推动平面。由于离子在两个固定电极之间移动,因此不需要移动部件来为平面供电。
如果您拥有无刀片桌面风扇,您可能已经看到了这个概念。这些风扇使用相同的概念,但不是移动飞机,技术让你保持冷静。
那么为什么我们一直没有在我们的飞机上使用这种技术呢?当它在20世纪60年代被设想时,研究人员得出结论,它无法创造维持飞行所需的推力水平。当麻省理工学院航空航天学教授史蒂文巴雷特在2009年仔细研究这项研究时,他并未对这些结果感到震惊。他看到了未开发的潜力。“我受到飞机和宇宙飞船的科幻想法的启发,”巴雷特说。“我想到了物理学可以允许的东西。”
年 - 许多失败 - 后来,巴雷特和他的团队终于有了一架飞机。大概。请记住,测试飞机没有任何人或任何骑在船上。在这一点上,它几乎不能保持自己的空气,更不用说货物 - 这是在无风的健身房内进行的测试,只持续约12秒。
要想在没有活动部件的情况下完成洛杉矶到纽约的旅行还有很长的路要走,但这仍然是航空业的一个重要里程碑。牛津热流体研究所的研究人员Priyanka Dhopade说:“虽然距离商用燃气轮机的推进还有很长的路要走......电动力推进有可能成为短距离,小载荷无人机飞行的改变者。”
即使这种类型的推进力不足以满足商用飞机的需求,巴雷特认为它可以与喷气发动机一起使用。他说,电动力推进系统可以嵌入飞机的皮肤中,用于重新激励沿飞机行进的空气。目前,这种空气最终落在飞机后面,缓慢移动并将其拖回。增加新的推进系统可以消除这种阻力并提高燃油效率。
除了优化原型工艺之外,这也是麻省理工学院团队计划下一步关注的内容。“我们只用了几年时间开发这项技术,”巴雷特说。“常规推进已有100年,所以我们有一些赶上来做。但我认为我们可以。“
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