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零部件、零燃料污染?MIT新型电动飞机首次试飞成功

2018-11-28 15:31
来源: 猎云网

典型的喷气式飞机装有可以快速转动的叶片。现有的喷气式飞机需要旋转的涡轮机和螺旋桨来制造推力,从而让飞机飞上云端。那新型的飞机又是如何呢?

在《自然》杂志近日发表的一篇论文中,MTI的研究人员宣布,他们成功制造第一架没有任何活动部件的飞机,并进行了试飞。这架样机重2.45公斤(5.4磅),没有任何旋转的涡轮叶片,直接使用电力来驱动飞行。本次试飞的飞行距离达60米(200英尺,相当于学校体育馆的长度)。

如果这项技术能够推广,人们在未来将可以制造出更安全、更安静以及更容易维护的飞机。最重要的是,它将消除燃料燃烧、排放产生的污染,因为飞机的飞行完全由电池驱动。

这次首飞使用电空气动力原理实现推进,这个概念在20世纪60年代就已经被提出了。电空气动力原理很难具象化理解,它利用的是所谓的“离子风”(ionic wind)。

该飞机使用高达40000伏的电压,推进器在两个电极周围的空气中产生离子。两电极之间产生的电场将离子从较小的电极抛向较大的电极。这些离子在飞行过程中与空气中的分子产生碰撞,并产生离子风,从而推动飞机前进。离子在两个固定电极之间移动,因而并不需要任何活动部件来驱动飞机飞行。

零部件、零燃料污染?MIT新型电动飞机首次试飞成功

你可能已经见过使用这个原理的产品了,比如说无扇叶台扇。这种风扇使用了同样的原理,制冷效果很是不错。

那么,为什么这么多年来,这个技术一直没有在飞机上使用呢?20世纪60年代,当这个原理被提出时,研究人员认为,该技术无法提供飞行所需的推力水平。2009年,MIT航空航天学教授史蒂芬·巴雷特在仔细了解这项研究时,他并没有被这个结论所禁锢,他看到了这个技术的潜力。巴雷特说:“我的灵感来自科幻小说中的飞机和宇宙飞船,我认为这种飞机在理论上是可行的”

九年后,在经历了许多次失败之后,巴雷特和他的团队最终成功制造了一架能够飞行的样机。但不要忘了,这架样机并没有载人或载物,就连自己在空中都保持平衡都很困难,更不要说载重了。这次试飞是在一个没有风的体育馆里进行,飞行持续时间只有12秒左右。

距离这种飞机获得最后的成功还有很长的路要走,但这仍然是航空业发展的一个重要的里程碑。牛津热流体研究所的研究员PriyPade说:“虽然和商用燃气轮机相比,电空气动力推进技术还有很长的路要走,但它很有可能在短程、小载荷无人机市场中大放异彩。”

尽管这种类型的飞行器的效率并不足以应用于商用场景,巴雷特相信它可以与喷气发动机相辅相成,一起运行。他说,电空气动力推进系统可以嵌入在飞机表面,让飞机周围的空气重新快速流动。目前,飞机周围的空气流动相对较慢,并聚集在飞机尾部,并形成了阻力。增加新的推进系统可以消除这种阻力,提高燃油效率。

MIT下一步就会研究电空气动力原理和传统喷气式飞机相结合的问题,同时还将继续优化工程样机。巴雷特说:“我们开发研究这项技术只有几年时间,而传统的推进技术已经有100年的积累了。我们还有很多工作要做,我想我们最终一定会获得成功。”

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