L'aereo è stato progettato in modo da non dipendere da combustibili fossili o batterie in quanto non avrà parti mobili
Fin dalla scoperta dell'aereo , oltre 100 anni fa, ogni macchina volante o aeromobile che vola nei cieli utilizza parti mobili come eliche, motori a reazione, pale di turbine, ventole ecc., che ottengono energia dalla combustione di combustibili fossili o dall'utilizzo di batterie in grado di 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 dalla NASA nello spazio per satelliti e veicoli spaziali. In questo scenario, poiché lo spazio è vuoto, non c'è attrito ed è quindi piuttosto semplice far muovere un veicolo spaziale in avanti, la cui velocità aumenta gradualmente. Tuttavia, nel caso degli aerei sulla Terra, è noto che l'atmosfera del nostro pianeta è molto densa, il che rende difficile ottenere ioni in grado di spingere un velivolo sopra il suolo. Questa è la prima volta che la tecnologia ionica è stata sperimentata per far volare aerei sulla Terra . È stata una sfida, innanzitutto perché era necessaria una spinta sufficiente a mantenere il velivolo in volo e, in secondo luogo, l'aereo doveva vincere la resistenza dell'aria. L'aria viene spinta all'indietro, il che a sua volta spinge l'aereo in avanti. La differenza cruciale con l'utilizzo della stessa tecnologia ionica nello spazio è che il veicolo spaziale deve trasportare un gas che verrà ionizzato, poiché lo spazio è vuoto, mentre un aereo nell'atmosfera terrestre ionizza l'azoto presente nell'aria atmosferica.
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 in questo studio potrebbe essere perfetta per droni silenziosi o semplici aerei, dato che i droni attualmente in uso sono una delle principali fonti di inquinamento acustico. In questa nuova tecnologia, il flusso silenzioso genera una spinta sufficiente nel sistema di propulsione, che permette all'aereo di effettuare un volo prolungato. È una caratteristica unica! Un aereo di questo tipo non necessiterebbe di combustibili fossili per volare e quindi non avrebbe emissioni inquinanti dirette. Inoltre, rispetto agli aerei tradizionali con eliche, questo è decisamente silenzioso. La nuova scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature.
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Fonte (s)
Xu H et al. 2018. Volo di un aeroplano con propulsione a stato solido. Nature. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
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