Учёные из Mассачусетского технологического института создали первый самолёт, оснащённый "воздушными" ионными двигателями, и успешно испытали его в лаборатории, пишет "РИА Новости". Дебютный полёт машины продлился всего 12 секунд, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
"Наша машина стала первым самолётом, который поднялся в воздух при помощи двигателя без движущихся частей. Это открывает дорогу для создания полностью бесшумных летательных аппаратов, очень простых с механической точки зрения и при этом не выбрасывающих выхлопных газов", – сказал профессор аэронавтики из Массачусетского технологического института Стивен Барретт.
Идея создания ионного двигателя далеко не нова – первые такие мысли появлялись у советских и американских конструкторов еще в 60 годах прошлого века. За последние полвека было запущено сразу несколько космических аппаратов, оснащённых подобными двигателями.
Все они обладают одними и теми же преимуществами, и недостатками. С одной стороны, ионные двигатели крайне экономичны, требуя крайне мало топлива. С другой, их КПД и вырабатываемая ими сила тяги крайне малы. Поэтому разгон и торможение корабля идут очень медленно, что делает их неудобным средством для доставки людей к Марсу и другим планетам.
По этим же причинам, как отмечает Барретт, инженеры никогда не рассматривали ионные силовые установки в качестве возможной замены для турбовентиляторных или турбовинтовых двигателей, применяемых сегодня в гражданской и военной авиации.
Инженеры и физики из MIT выяснили, что эти представления были ошибочными, открыв методику ионизации воздуха, которая позволит повысить КПД работы подобных двигателей на несколько порядков уже в ближайшем будущем.
Как обнаружили учёные, крыло особой формы, покрытое тонкой сеткой из электродов, может вызывать своеобразную "цепную реакцию" в воздухе, заставляя присутствующие в нём свободные электроны сталкиваться с нейтральными молекулами и выбивать из них другие частицы, заполняя окружающее их пространство "супом" из множества ионов и незаряженных частиц.
Если этот "суп" будет находиться внутри электрического поля, то заряженные частицы начнут двигаться в нём в сторону противоположного им полюса, сталкиваясь с нейтральными молекулами и заставляя их двигаться в обратном направлении. Возникнет своеобразный "ионный ветер", имеющий достаточно большую силу тяги.
Используя подобный приём, Барретт и его коллеги фактически утроили рекорд КПД ионных двигателей, повысив его с 1% до 2,4%, и создали миниатюрный самолёт массой в 2,5 килограмма и с размахом крыльев в 5 метров.
Эта машина, как показали опыты учёных, смогла пролететь 55 метров в лаборатории, потратив на 12 секунд полёта примерно 900 ватт электроэнергии. В будущем, как считают физики, эти показатели могут быть многократно улучшены за счёт оптимизации формы крыла и улучшения свойств его ионного "оперения".
Подобные успехи, как признают учёные, могут показаться публике скромными, однако и полёт братьев Райт, состоявшийся чуть больше 100 лет назад, продлился крайне недолго и тоже не вызывал особого оптимизма. Однако всего через 20-30 лет после их экспериментов летающие машины стали ключевой частью армий всех ведущих держав мира и одним из главных столпов мировой экономики.
