Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zbudowali pierwszy w historii samolot, który lata bez silnika i nie potrzebuje żadnych ruchomych części by samodzielnie lecieć. Zamiast śmigieł lub turbin, lekki samolot jest napędzany „wiatrem jonowym”.
Szefem zespołu inżynierów z MIT jest profesor aeronautyki i astronautyki,Steven Barrett. Na pomysł aby zaprojektować samolot nie wykorzystujący żadnych ruchomych części do generowania siły nośnej wpadł około dziewięć lat temu. Zainspirował go „Star Trek”. Szukając pomysłów natrafił na „wiatr jonowy”, znany także jako ciąg elektro-aerodynamiczny.
Fizyczna zasada powstała w latach dwudziestych XX wieku i opisuje wiatr lub ciąg, który można wytworzyć, gdy prąd przepływa pomiędzy cienką i grubą elektrodą. Jeśli zastosuje się wystarczające napięcie, powietrze pomiędzy elektrodami może wytworzyć wystarczającą siłę ciągu, aby napędzić mały samolot.
Prace nad podobnym napędem prowadzono w USA w latach 60-tych ale program przerwano uznając, że jest nieperspektywiczny, a wytworzony dzięki przepływowi jonów ruch cząsteczek powietrza nie będzie wystarczający do wygenerowania odpowiedniej siły nośnej.
Po wielu latach pracy koncepcyjnej i prób naukowcy z MIT zbudowali model, który jest w stanie samodzielnie latać. Przypomina on duży, lekki szybowiec. Samolot waży około 2,3 kilograma i ma rozpiętość skrzydeł około 5 metrów. Pod skrzydłami znajduje się szereg cienkich drutów, które są nawleczone jak ogrodzenie poziome wzdłuż i poniżej przedniego końca skrzydła samolotu. Przewody działają jako naładowane dodatnio elektrody, podczas gdy podobnie rozmieszczone, grubsze druty biegną wzdłuż tylnego końca skrzydła samolotu, służą jako elektrody ujemne.
W kadłubie samolotu znajduje się akumulatory litowo-polimerowe. W zespole naukowców z MIT pracującego pod kierownictwem Barretta znaleźli się między innymi członkowie grupy badawczej Power Electronics Research Group profesora Davida Perreaulta z Laboratorium Badawczym Elektroniki. Zaprojektowali oni zasilacz, który zamienił moc baterii na wystarczająco wysokie napięcie. Dzięki niemu baterie dostarczają napięcie na poziomie 40 000 woltów, aby pozytywnie ładować przewody za pomocą lekkiego konwertera mocy.
Gdy przewody są zasilane, przyciągają elektrony z cząsteczek powietrza, działając jak gigantyczny magnes przyciągający opiłki żelaza. Cząsteczki powietrza pozbawione elektronów są zjonizowane i są przyciągane do naładowanych ujemnie elektrod znajdujących się w tylnej części płata samolotu. Gdy nowo utworzona chmura jonów przepływa w kierunku ujemnie naładowanych przewodów, każdy jon zderza się miliony razy z innymi cząsteczkami powietrza, poruszając je zgodnie z kierunkiem swego ruchu. Opływ powietrza na płacie generuje siłę nośną i ciąg, który napędza samolot.
Podobny rodzaj napędu, magnetohydrodynamiczny, był testowany z sukcesem na okrętach podwodnych. Zbudowany przez Japończyków okręt osiągał prędkość 8 węzłów. Problemem jest niska sprawność napędu i eliminacja efektów ubocznych związanych z jego stosowaniem, takich jak uwalnianie się wodoru i promieniowanie elektromagnetyczne, które są łatwe do wykrycia przez przeciwnika.
źródło: Massachusetts Institute of Technology
