Vliegtuig is ontwerp wat nie van fossielbrandstowwe of battery afhanklik sal wees nie, aangesien dit geen bewegende deel sal hê nie
Sedert die ontdekking van vliegtuie meer as 100 jaar gelede, gebruik elke vlieënde masjien of vliegtuig in die lug bewegende dele soos skroewe, straalenjins, lemme van 'n turbine, waaiers, ens. wat krag verkry deur óf fossielbrandstofverbranding óf deur batterye te gebruik wat 'n soortgelyke effek kan produseer.
Na amper dekade lange navorsing het lugvaartwetenskaplikes by MIT vir die eerste keer 'n vliegtuig gebou en gevlieg wat geen bewegende dele het nie. Die metode van aandrywing wat in hierdie vliegtuig gebruik word, is gebaseer op die beginsel van elektroaërodinamiese stoot en word 'ioonwind' of ioonaandrywing genoem. Dus, in die plek van skroewe of turbines of straalenjins wat in konvensionele vliegtuie gebruik word, word hierdie unieke en ligte masjien deur 'ioniese wind' aangedryf. Die 'wind' kan geproduseer word deur sterk elektriese stroom tussen 'n dun en 'n dik elektrode (aangedryf deur litiumioonbatterye) wat lei tot die ionisering van gas en sodoende vinnig bewegende gelaaide deeltjies wat ione genoem word, produseer. Die ioniese wind of vloei van ione breek in lugmolekules en druk hulle agtertoe, wat die vliegtuig die stoot gee om vorentoe te beweeg. Die rigting van die wind hang af van die rangskikking van elektrodes.
Ioon-aandrywingstegnologie word reeds deur NASA in die buitenste ruimte vir satelliete en ruimtetuie gebruik. In hierdie scenario, aangesien die ruimte vakuum is, is daar geen wrywing nie en dus is dit redelik eenvoudig om 'n ruimtetuig vorentoe te dryf en die spoed daarvan bou ook geleidelik op. Maar in die geval van vliegtuie op Aarde word verstaan dat ons planeet se atmosfeer baie dig is om ione te kry om 'n vliegtuig bo die grond te dryf. Dit is die eerste keer dat ioontegnologie probeer is om vliegtuie op ons planeet te vlieg . Dit was uitdagend. Eerstens omdat net genoeg stukrag nodig is om die masjien aan die vlieg te hou en tweedens sal die vliegtuig die weerstand van lugweerstand moet oorkom. Die lug word agtertoe gestuur wat dan die vliegtuig vorentoe stoot. Die deurslaggewende verskil met die gebruik van dieselfde ioontegnologie in die ruimte is dat 'n gas deur die ruimtetuig gedra moet word wat geïoniseerd sal word omdat die ruimte vakuum is, terwyl 'n vliegtuig in die Aarde se atmosfeer stikstof uit atmosferiese lug ioniseer.
Die span het veelvuldige simulasies uitgevoer en toe 'n vliegtuig met 'n vlerkspan van vyf meter en 'n gewig van 2.45 kilogram suksesvol ontwerp. Vir die opwekking van elektriese veld, is stel elektrodes onder die vliegtuig se vlerke aangebring. Dit het bestaan uit positief gelaaide vlekvrye staal drade voor 'n negatief gelaaide sny skuim bedek met aluminium. Hierdie hoogs gelaaide elektrodes kan vir veiligheid met afstandbeheer afgeskakel word.
Die vliegtuig is in 'n gimnasium getoets deur dit met 'n rek te lanseer. Na baie mislukte pogings kon hierdie vliegtuig homself aandryf om in die lug te bly. Tydens 10 toetsvlugte kon die vliegtuig vlieg tot 'n hoogte van 60 meter minus enige gewig van 'n menslike vlieënier. Skrywers wil die doeltreffendheid van hul ontwerp verhoog en meer ioniese wind produseer terwyl hulle minder spanning gebruik. Die sukses van so 'n ontwerp moet getoets word deur die tegnologie op te skaal en dit kan 'n opdraande taak wees. Die grootste uitdaging sou wees as die grootte en gewig van die vliegtuig toeneem en groter area as sy vlerke dek, sal die vliegtuig hoër en sterker stukrag benodig om kop bo water te hou. Verskillende tegnologieë kan ondersoek word, byvoorbeeld om batterye doeltreffender te maak of miskien sonpanele te gebruik, dws om nuwe maniere te vind om die ione te genereer. Hierdie vliegtuig gebruik wel die konvensionele ontwerp vir vliegtuie, maar dit kan moontlik wees om 'n ander ontwerp te probeer waarin elektrodes die ioniserende rigting kan vorm of enige ander nuwe ontwerp gekonseptualiseer kan word.
Die tegnologie wat in die huidige studie beskryf word, kan perfek wees vir stil hommeltuie of eenvoudige vliegtuie, want hommeltuie wat tans gebruik word, is 'n groot bron van geraasbesoedeling. In hierdie nuwe tegnologie genereer stil vloei voldoende stukrag in die aandrywingstelsel wat die vliegtuig oor 'n goed volgehoue vlug kan dryf. Dit is uniek! So 'n vliegtuig benodig nie fossielbrandstowwe om te vlieg nie en sal dus geen direkte besoedelende uitlatings hê nie. Ook, in vergelyking met vliegmasjiene wat skroewe ens. gebruik, is dit stil. Die nuwe ontdekking is in Nature gepubliseer.
***
Bronne)
Xu H et al. 2018. Vlug van 'n vliegtuig met vastetoestand-aandrywing. Nature. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9
***
Kommentaar gesluit.