用4萬伏電壓代替發動機 這架"離子風"飛機飛了60米

11月23日消息，據國外媒體報道，日前麻省理工學院研究人員造出史上第一架“固態”飛機，其推進系統中沒有任何活動部件。這架飛機成功在空中飛行了60米，從而證實在沒有噴氣機或螺旋槳情況下飛機也能夠在空氣中飛行。

這架飛機代表了“離子風”技術的突破，這種技術利用強大電場產生帶電荷的氮離子，然后從飛機后部排出，從而產生推力。

麻省理工學院(MIT)航空學教授、研究論文第一作者史蒂文·巴雷特(Steven Barrett)說，這個項目的靈感來自他童年時看過的科幻小說。“我是《星際迷航》的超級粉絲，當時我想，未來的飛機在飛行中應該是沒有聲音，沒有移動部件，也許還會發出藍光。但肯定沒有螺旋槳或渦輪之類的東西。所以我開始研究什么物理原理可以讓沒有傳統運動部件的飛機飛行成為可能，并且幸運地遇到了一個叫做“離子風”的概念，這個概念曾在20世紀20年代首次被研究。”

“離子風在當時并沒有獲得多大進展。20世紀50年代人們又對它進行了研究，研究人員得出結論這一概念不適用于飛機。但我開始研究這個問題，與一些研究生一起工作了大約五年時間，從而提高對如何高效產生離子風的基本理解，以及如何優化這種理解。

在原型機中，機翼前緣的電線通過600瓦的電能，電壓高達40000伏。這足以引發“電子級聯”，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流向機翼后部的第二根導線，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后部流出，提供推力。

最終的結果是推進系統完全由電力驅動，幾乎是靜音的，其推重功率比可與噴氣發動機等傳統系統相媲美。

航空工程師、克蘭菲爾德大學(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。但麻省理工學院的研究團隊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驅動飛機。世界各地的航空工程師已經在努力尋找使用電力推進的方法，而這項技術所提供的東西或將使未來的載人和無人駕駛飛機更高效、沒有污染。特別是，他們已經把這架原型機從實驗室里拿出來，讓電池驅動的模型飛機實現了飛行。雖然迄今為止模型很小，但這依舊讓人非常興奮。

這架飛機的成功飛行很大程度上也要歸功于制造超輕薄材料所需要的工程技術，就像推進方法本身一樣。這架飛機的重量只有2.45公斤，但有5米長的翼展，此外還包括電池和高壓功率轉換器。

在不久的將來，麻省理工學院團隊希望通過擴大整架飛機的尺寸來增加飛機的航程和速度。短期內的潛在應用包括無人駕駛飛機以及高空太陽能飛行，由于不需要活動的推進系統不見，這種飛機可以像一顆衛星一樣在太空中連續多年飛行。

從長遠來看，純電力驅動飛行開啟了碳中和飛行的可能性，這可能會降低全球航空業的碳排放。

巴雷特還指出，固定式推進系統易于小型化。與目前基于旋翼的無人機相比，他建議小型無人機未來可以使用離子風驅動。他說:“固定的東西可以很好地縮小規模尺寸，制造出非常小的飛行器，提供我們無法想象的用途。”