MIT设计的飞机是电空气动力推进的一个里程碑。图片来源：MIT

  1903年，莱特兄弟那架著名的“莱特飞行者”初次试飞时，其粗糙的汽油发起机经过传动链旋转着两个螺旋桨，一定制造了宏大的乐音。115年后，另一种全新的飞机在没有任何运转部件的状况下，像幽灵一样安静地飞上了天空。假如研讨人员可以克制按比例缩小这项技术所面临的艰难应战，这种没有螺旋桨或涡轮叶片，无需化石动力或太阳能驱动的新型飞机能够会成为一架安静的无人机，甚至还会变为一架更复杂的飞机。

  与螺旋桨或喷气发起机不同，这架单人皮划艇大小的飞机应用电空气动力学（EAD）推进本身在空中行进。这种推进方式应用电的作用力将空气向后送，同时给飞机一个相等的向前推力。

  美国剑桥市麻省理工学院（MIT）航空工程师Steven Barrett说，航空工程师临时以来不断以为飞机可以由EAD提供动力，但历来没有人建造过可以举起本身分量的EAD飞机。Barrett说，当本人和同事终于成功时，他们肃然起敬地站立着。“它花了大约7年的工夫才顺利升空。”

  在EAD推进零碎中，一个弱小的电场会发生一种叫做离子风的疾速挪动带电粒子风，这些带电粒子会撞击中性空气分子，把中性空气分子推到飞机前面，从而给飞机一个推力。这项技术又称离子驱动、离子风或离子推进，曾经被美国宇航局开发用于外层空间，如今曾经部署在一些卫星和航天器上。由于太空是真空的，这些零碎会携带像氙这样的液体来电离，而Barrett的飞行器则被设计用来电离四周空气中的氮分子。

  但是，在太空中部署离子驱动器要比在大气中容易得多。例如，重力引导卫星环绕地球运转，而离子驱动可停止小的道路修正。但在大气中，飞机必需发生足够的推力来坚持本身的高度，同时还需克制空气带来的继续阻力。

  在停止了屡次计算机模仿之后，Barrett的团队决议设计一架翼展5米、质量为2.45公斤（大约有一只鸡那么重）的飞机。为了发生所需的电场，几组相似百叶窗的电极在飞机机翼下运转，每组电极都由一根带正电荷的不锈钢丝组成，这根丝位于一片带负电荷的铝制泡沫片后面几厘米处。这架飞机还携带了一个定制电池组和一个转换器，可以将电池的电压从200伏特进步到40千伏。虽然高电荷的电极被暴露在飞机的框架上，但它们可以经过遥控安装加以开关，从而防止了平安风险。

  研讨团队在MIT的一集体育馆对这架飞机停止了测试，为了防止撞上运发动，他们选择在专业工夫任务。Barrett说：“曾发作了一些十分严重的事故。”最终，研讨小组设计了一品种似弹弓的安装协助发射飞机。

  经过数百次失败的尝试，这架飞机终于可以推进本人飞起来了。研讨人员在11月22日出版的《自然》杂志上报道称，经过10屡次试飞，这架飞机在大约10秒钟内飞行了60米——比莱特兄弟第一次飞行的间隔要更远一些，且均匀高度为半米。

  “这是伟大的第一步。”并未参与该项任务且从事EAD微型机器人研讨的加利福尼亚大学伯克利分校电气工程师Daniel Drew表示。不过他正告说：“假如他们试图让飞机的尺寸变得更大，就会遇到很多成绩。”Drew以为，最根本的成绩在于缩放比例。随着飞机体积的增大，其分量的增长速度将超越机翼面积的增长速度。他解释说，为了坚持在空中停留，一架更大的飞机每单位机翼面积必需发生更多的推力，而这“从物理学的角度而言是极端困难的”。

  Barrett还没有作好该飞机有朝一日运送人类的预备。“显然，我们还有很长的路要走，还有很多事情需求改良。”他说，“但我不以为有什么事情是基本不能够做到的。”Barrett表示，可以经过进步动力转换器零碎和电池的效率、测试发生离子的不同战略，以及将推进器集成到飞机的框架中以增加阻力来改善推力。

  法国国度研讨机构CNRS和图卢兹大学流膂力学研讨员Franck Plouraboue表示，为EAD飞机提供动力的一种途径能够是附着在飞机顶部的超轻型太阳能电池板。

  Drew以为人们更有能够在将来看到一群小型的EAD飞机。Barrett以为EAD飞机最大的优点是乐音小。他指出，该推进零碎可以在短期内用于低乐音无人机，将来无望与传统熄灭零碎共用，制造出更节能的混动客机及其他大型飞行器。“假如我们想在城市各处运用无人机运送物品和监测空气质量，那么嗡嗡声和乐音净化就会变得相当烦人。”

来源：飞机E族，原载地址：http://www.feijizu.com/news/20181126/44100.html欢迎分享本文！