L'aereo è stato progettato in modo da non dipendere da combustibili fossili o batterie in quanto non avrà parti mobili
Fin dalla scoperta di aereo più di 100 anni fa, ogni volante la macchina o l'aereo che vola nel cielo utilizza parti mobili come eliche, motori a reazione, pale di una turbina, ventilatori, ecc. che ottengono energia dalla combustione di combustibili fossili o utilizzando una batteria che può produrre un effetto simile.
Dopo quasi dieci anni di ricerca, gli scienziati aeronautici del MIT hanno costruito e fatto volare per la prima volta un aereo privo di parti mobili. Il metodo di propulsione utilizzato in questo aereo si basa sul principio della spinta elettroaerodinamica ed è chiamato 'vento ionico' o propulsione ionica. Pertanto, al posto delle eliche, delle turbine o dei motori a reazione utilizzati negli aerei convenzionali, questa macchina unica e leggera è alimentata dal "vento ionico". Il "vento" può essere prodotto facendo passare una forte corrente elettrica tra un elettrodo sottile e uno spesso (alimentati da batterie agli ioni di litio) che provoca la ionizzazione del gas producendo così particelle cariche in rapido movimento chiamate ioni. Il vento ionico o il flusso di ioni si schianta contro le molecole d'aria e le spinge all'indietro, dando all'aereo la spinta per andare avanti. La direzione del vento dipende dalla disposizione degli elettrodi.
La tecnologia di propulsione ionica è già utilizzata da NASA in outer space for satellites and spacecrafts. In this scenario since space is vacuum, there is no friction and thus its quite simple to drive a spacecraft to move forward and its speed also gradually builds up. But in the case of aircrafts on Earth it is understood that our pianeta atmosphere is very dense to get ions to drive an aircraft above the ground. This is the first time ion technology has been tried to fly airplanes on our pianeta. It was challenging. firstly because just enough thrust is needed to keep the machine flying and secondly, the airplane will have to overcome the drag from resistance to air. The air is sent backward which then pushes the airplane forward. The crucial difference with using the same ion technology in space is that a gas needs to be carried by the spacecraft which will be ionized because space is vacuum while an aircraft in Earth’s atmosphere ionizes nitrogen from atmospheric air.
Il team ha eseguito più simulazioni e poi ha progettato con successo un aereo con un'apertura alare di cinque metri e un peso di 2.45 chilogrammi. Per generare il campo elettrico, sono stati fissati degli elettrodi sotto le ali dell'aereo. Questi consistevano in fili di acciaio inossidabile caricati positivamente davanti a una fetta di schiuma caricata negativamente ricoperta di alluminio. Questi elettrodi ad alta carica possono essere disattivati tramite telecomando per sicurezza.
L'aereo è stato testato all'interno di una palestra lanciandolo con un elastico. Dopo molti tentativi falliti, questo aereo potrebbe spingersi per rimanere in volo. Durante 10 voli di prova, l'aereo è stato in grado di volare fino a un'altezza di 60 metri meno il peso di un pilota umano. Gli autori stanno cercando di aumentare l'efficienza del loro design e produrre più vento ionico utilizzando meno tensione. Il successo di un tale progetto deve essere testato ampliando la tecnologia e questo potrebbe essere un compito arduo. La sfida più grande sarebbe se le dimensioni e il peso dell'aereo aumentassero e coprissero un'area più grande delle sue ali, l'aereo richiederebbe una spinta maggiore e più forte per rimanere a galla. Si possono esplorare diverse tecnologie, ad esempio rendendo le batterie più efficienti o magari utilizzando pannelli solari, ad esempio trovando nuovi modi per generare gli ioni. Questo aeroplano utilizza il design convenzionale per gli aerei, ma potrebbe essere possibile provare un altro design in cui gli elettrodi potrebbero modellare la direzione di ionizzazione o qualsiasi altro nuovo design potrebbe essere concettualizzato.
La tecnologia descritta nell'attuale studio potrebbe essere perfetta per droni silenziosi o semplici aeroplani perché i droni attualmente utilizzati sono una grande fonte di inquinamento acustico. In questa nuova tecnologia, il flusso silenzioso genera un'ampia spinta nel sistema di propulsione che può spingere l'aereo su un volo ben sostenuto. Questo è unico! Un aereo del genere non richiederà combustibili fossili per volare e quindi non avrebbe emissioni inquinanti dirette. Inoltre, rispetto alle macchine volanti che utilizzano eliche ecc., questo è silenzioso. La nuova scoperta è pubblicata in Natura.
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{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}
Fonte (s)
XuH et al. 2018. Volo di un aeroplano con propulsione a stato solido. Natura. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
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