DAOrayaki |科学家创造出无需燃料的“离子推进器”飞机,《星际迷航》走进现实?

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资助地址:  DAOrayaki.eth

投票进展:DAO Reviewer  1/0 通 过

赏金总量:40 USD

研究种类:Space, Ion Thrusters

原文作者:   Çok Okunan Yazılar

创作者:wonder@DAOrayaki.org

审核者:Yofu@DAOrayaki.org

原文:  Scientists Have Created A Star Trek-Like Plane That Flies Using “Ion Thrusters” And No Fuel

科学家们在研发未来飞机领域取得了重大进展,和由活动件和燃料驱动的传统飞机不同,未来飞机是由离子驱动的新型飞机。

来自麻省理工学院的 Steven Barrett 团队在《自然》杂志上发表了一篇论文,文中阐述了他们是如何创造了一架电力驱动的飞机,它采用了固态推进器来代替螺旋桨或带有消耗性燃料的喷气发动机。

Barrett 在视频中提到:“未来的飞机不应该带有螺旋桨和涡轮机。它应该更像你在《星际迷航》中看到的那样,散发着蓝色的光芒,在太空中悄悄滑行。”

这种巨大的突破这在以前是不可能实现的,因为我们的技术根本不够先进。自 1921 年以来,科学家们一直没有成功开发出类似的东西,当时被误认为是反重力技术。然而,该团队现在宣布,由于取得了重大的技术进步,所以这一切才能发生。

飞机飞行时的延时摄影 - 麻省理工学院

他们花了两年时间对一架翼展为 5 米(16 英尺)、重量为 2.45 公斤(5.4 磅)的飞机进行了测试。飞机机翼上有许多薄电极,前端是电线,后端是翼型(产生升力的弯曲横截面,类似于普通飞机的机翼)。

前端电线的电压可以达到正 20000 伏,而后端翼型可以达到负 20000 伏电压,从而形成一个强电场。为了产生离子,需要把电子从前端空气中的氮气分子中移除。当这些分子加速到后端时,它们会产生离子风,为飞机提供推力。

Barrett 告诉 IFLScience:“我们的基本想法是,将空气离子化就意味着从空气中移除一个电子,然后可以用电场加速空气推力。就像你在头上摩擦气球时的那种力量。”

团队租用了一个体育馆,并完成了十次试飞。在实验过程中,飞机在大约 12 秒内成功地飞行了约 60 米(200英尺)的高度,推力效率约为 2.6%。但是,随着速度的提高,该系统的效率也在不断提升,就像普通飞机一样。理论上,如果时速达到了每小时 670 英里(1080 公里)时,它的系统效率为 50%,比客机还快。

图片来源:https://ilovetheuniverse.com/astronomy-gifts

这种技术与部分太空飞船所使用的离子发动机相似。Barrett 也提到了确实有一些重要的相似之处。但不同的是,宇宙飞船是通过离子化“氙气”这类燃料来产生推力的。麻省理工学院团队的飞机不需要推进燃料,而是依靠细电线和一块现成的锂聚合物电池。

目前该技术仍具有局限性,这架飞机在很大程度上只是一个雏形,但其蕴含的未来可能性是令人兴奋的。在不久的将来,这种推进系统可用于为小型无人机提供动力,减少噪音甚至可以做到静音,因为它们不会像普通无人机那样装备螺旋桨。

Barrett 在视频中说到:“我无法告诉大家是否会很快就可以看到运用了新技术的大型载人飞机,但如果可以做到的话,我会感到非常兴奋。”

该飞机仍在测试阶段,团队现在能够用遥控器控制飞机在空中的转向,而不仅仅是直线飞行。他们想在未来尝试去掉挂在飞机上的金属细线,在未来几年会进行更多的测试。

在论文的结尾,研究小组将这架飞机的飞行时间(12 秒)与 1904 年莱特兄弟在北卡罗来纳州基蒂霍克的飞行时间(11 秒)进行了比较。莱特兄弟完成了世界上第一次重于空气的飞行,尽管当时配备了一名飞行员。

虽然这次的飞行可能不在同一规模上,但它为未来带来的一些可能性无疑是令人着迷的。Barrett 表示:我们第一次证明了在飞行状态下的飞机是可以使用电晶体的。”

拓展阅读

《可以让人类以 700 万英里的速度飞行的新技术》:https://ilovetheuniverse.com/new-technology-could-allow-humans-to-travel-at-7-million-mph

本文最初发表在 I love The Universe 平台,原文链接:

https://ilovetheuniverse.com/scientists-have-created-a-star-trek-like-plane-that-flies-using-ion-thrusters-and-no-fuel


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