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11月23日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，日前麻省理工學(xué)院研究人員造出史上第一架“固態(tài)”飛機(jī)，其推進(jìn)系統(tǒng)中沒(méi)有任何活動(dòng)部件。這架飛機(jī)成功在空中飛行了60米，從而證實(shí)在沒(méi)有噴氣機(jī)或螺旋槳情況下飛機(jī)也能夠在空氣中飛行。
這架飛機(jī)代表了“離子風(fēng)”技術(shù)的突破，這種技術(shù)利用強(qiáng)大電場(chǎng)產(chǎn)生帶電荷的氮離子，然后從飛機(jī)后部排出，從而產(chǎn)生推力。
麻省理工學(xué)院(MIT)航空學(xué)教授、研究論文第一作者史蒂文·巴雷特(Steven Barrett)說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目的靈感來(lái)自他童年時(shí)看過(guò)的科幻小說(shuō)?！拔沂恰缎请H迷航》的超級(jí)粉絲，當(dāng)時(shí)我想，未來(lái)的飛機(jī)在飛行中應(yīng)該是沒(méi)有聲音，沒(méi)有移動(dòng)部件，也許還會(huì)發(fā)出藍(lán)光。但肯定沒(méi)有螺旋槳或渦輪之類(lèi)的東西。所以我開(kāi)始研究什么物理原理可以讓沒(méi)有傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件的飛機(jī)飛行成為可能，并且幸運(yùn)地遇到了一個(gè)叫做“離子風(fēng)”的概念，這個(gè)概念曾在20世紀(jì)20年代首次被研究?！?
“離子風(fēng)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有獲得多大進(jìn)展。20世紀(jì)50年代人們又對(duì)它進(jìn)行了研究，研究人員得出結(jié)論這一概念不適用于飛機(jī)。但我開(kāi)始研究這個(gè)問(wèn)題，與一些研究生一起工作了大約五年時(shí)間，從而提高對(duì)如何高效產(chǎn)生離子風(fēng)的基本理解，以及如何優(yōu)化這種理解。
在原型機(jī)中，機(jī)翼前緣的電線通過(guò)600瓦的電能，電壓高達(dá)40000伏。這足以引發(fā)“電子級(jí)聯(lián)”，最終向電線附近的空氣分子充電。這些帶電分子然后沿著電場(chǎng)流向機(jī)翼后部的第二根導(dǎo)線，在途中與中性空氣分子碰撞，并向它們傳遞能量。這些獲得能量的中性空氣分子然后從飛機(jī)后部流出，提供推力。
最終的結(jié)果是推進(jìn)系統(tǒng)完全由電力驅(qū)動(dòng)，幾乎是靜音的，其推重功率比可與噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等傳統(tǒng)系統(tǒng)相媲美。
航空工程師、克蘭菲爾德大學(xué)(Cranfield University)客座教授蓋伊·格拉頓(Guy Gratton)教授表示:“很明顯這還處于早期階段。但麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)做了一件我們以前從未知道的事情，即利用加速的電離氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)。世界各地的航空工程師已經(jīng)在努力尋找使用電力推進(jìn)的方法，而這項(xiàng)技術(shù)所提供的東西或?qū)⑹刮磥?lái)的載人和無(wú)人駕駛飛機(jī)更高效、沒(méi)有污染。特別是，他們已經(jīng)把這架原型機(jī)從實(shí)驗(yàn)室里拿出來(lái)，讓電池驅(qū)動(dòng)的模型飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了飛行。雖然迄今為止模型很小，但這依舊讓人非常興奮。
這架飛機(jī)的成功飛行很大程度上也要?dú)w功于制造超輕薄材料所需要的工程技術(shù)，就像推進(jìn)方法本身一樣。這架飛機(jī)的重量只有2.45公斤，但有5米長(zhǎng)的翼展，此外還包括電池和高壓功率轉(zhuǎn)換器。
在不久的將來(lái)，麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)擴(kuò)大整架飛機(jī)的尺寸來(lái)增加飛機(jī)的航程和速度。短期內(nèi)的潛在應(yīng)用包括無(wú)人駕駛飛機(jī)以及高空太陽(yáng)能飛行，由于不需要活動(dòng)的推進(jìn)系統(tǒng)不見(jiàn)，這種飛機(jī)可以像一顆衛(wèi)星一樣在太空中連續(xù)多年飛行。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，純電力驅(qū)動(dòng)飛行開(kāi)啟了碳中和飛行的可能性，這可能會(huì)降低全球航空業(yè)的碳排放。
巴雷特還指出，固定式推進(jìn)系統(tǒng)易于小型化。與目前基于旋翼的無(wú)人機(jī)相比，他建議小型無(wú)人機(jī)未來(lái)可以使用離子風(fēng)驅(qū)動(dòng)。他說(shuō):“固定的東西可以很好地縮小規(guī)模尺寸，制造出非常小的飛行器，提供我們無(wú)法想象的用途?！?晗冰)
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