Sähköistä lentämistä

Vaikka akkukäyttöisiä lentokoneita on jo olemassa Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) insinöörit ovat rakentaneet ja lennättäneet ensimmäistä lentokonetta ilman ainuttakaan liikkuvaa osia.

Potkureiden tai turbiinien sijaan kevyt ilma-alus liikkuu "ionituulen" avulla. Tämä hiljainen mutta vahva ionien virtaus tuottaa tarpeeksi työntövoimaa, lennättää lennokkia tasaisesti 60 metrin verran.

"Tämä on ensimmäinen lentokoneella koskaan tehty yhtämittainen lento, jonka käyttövoimajärjestelmässä ei ole liikkuvia osia ", sanoo MIT:n aeronautiikan ja ilmailun professori Steven Barrett. "Mahdollisesti tämä avaa uusia ja tutkimattomia mahdollisuuksia lentokoneille, jotka ovat hiljaisempia, mekaanisesti yksinkertaisempia eivätkä aiheuta palamispäästöjä".

Hän odottaa, että lähiaikoina tällaisia ionituuleen voimaan perustuvia järjestelmiä voitaisiin käyttää lentämään vähemmän meluisia droneja.

Tutkijoiden hyödyntämä "ionituuli" tunnetaan myös nimellä elektroaerodynaaminen työntövoima. Sellainen voidaan tuottaa, kun suuri jännite johdetaan ohuen ja paksun elektrodien välille.

Aiemmissa kokeissaan MIT:n tutkijat havaitsivat, että ioninen tuuli voi olla paljon tehokkaampi työntövoiman lähde kuin tavanomaiset suihkumoottorit. Kokeissaan he havaitsivat, että ionituuli tuottaa jopa 110 newtonin työntövoimaan kilowattia kohden verrattuna suihkumoottorin 2 newtoniin per kilowatti.

Tutkijaryhmän uusin kokeilulennokki painaa noin viisi kiloa. Sen viisimetriseen siipirakenteeseen kuuluu joukko ohuita horisontaalisia lankoja. Ne toimivat positiivisina elektrodeina, kun taas niiden takana olevat paksummat langat, toimivat negatiivisina elektrodeina.

Kun elektrodien välillä on 40 000 voltin jännite, ne toimivat houkuttelemalla ja syrjäyttäen negatiivisesti varautuneita elektroneja ympäröiviltä ilmamolekyyleiltä. Jäljelle jääneet ilmamolekyylit ovat siten ionisoituneita ja vetäytyvät kohti negatiivisesti varautuneita takaelektrodeja.

Kun muodostunut ionipilvi virtaa negatiivisesti varautuneita lankoja kohti, jokainen ioni törmää miljoonia kertoja muiden ilmamolekyylien kanssa, mikä luo työntövoiman, joka kuljettaa ilma-alusta eteenpäin.

Jatkossa tiimi pyrkii parantamaan suunnitelmansa tehokkuutta tuottamaan enemmän ionista tuulta pienemmällä jännitteellä. Tutkijat toivovat myös lisäävänsä rakenteensa työntövoimatiheyttä.

Tällä hetkellä kevyen koneen lentäminen edellyttää suurta elektrodien pinta-alaa, joka muodostaa koneen käyttövoimajärjestelmän. Ihannetapauksessa Barrett haluaisi suunnitella lentokoneen, jolla ei ole näkyvää käyttövoimajärjestelmää tai erillisiä ohjauspintoja, kuten peräsimiä ja siipiohjaimia.