هذا ليس خيالا علميا، محرك أيون كانت الطائرات لتكون مصنوعة من!
"محرك انحناء" "محركات أيون" ومثير جدا على المدى الخيال العلمي، هو في الواقع.
في الآونة الأخيرة MIT إعادة اختراع الطائرة، نتائج التجارب على متن "الطبيعة" غلاف مجلة.
جناحيها الطائرات من خمسة أمتار، ويبلغ وزنها الكلي للكيلوغرام فقط 2.5، وحتى وزن الأمتعة عدم ارتفاع فقط حوالي 1 متر. ولكن هذا هو تاريخ أول طائرة البشرية دفعت من قبل طائرة المحرك الأيوني.
وقال أستاذ مشارك للملاحة الجوية والفضائية في MIT ستيفن باريت: "هذا هو أول طائرة من أي وقت مضى نظام الدفع مع عدم وجود أجزاء متحركة."
"هذا أكثر هدوءا الطائرات، هيكل الميكانيكية أكثر بساطة، ولا تنبعث منها نواتج الاحتراق".
ما تتفوق الطائرات بالضبط؟ وهو محرك صلب النقي الطائرات: لا الدورية أجزاء، وذلك بفضل رجل يدعى "محركات أيون" القيادة الشيء.
لا مروحة، وذلك بفضل البطارية
محركات أيون والمحركات التوربينية ما هو الفرق؟
التقليدية تبدو محركات الطائرات مثل منفاخ كبير، الدورية مروحة الهواء في مهب باستمرار المؤخرة، وتوفير مصعد للأجنحة.
محرك أيون أيضا من خلال الشعر، ولكن ذلك لا "الجماهير"، ولكن للمجال الكهربائي Zaochu "الرياح أيوني" .
هذه الظاهرة شائعة في الحياة، وعندما خرجنا من سبب ولاعة من تأين الهواء.
وكلما زاد الجهد، وتسريع الأيونات بشكل أسرع. واستخدم فريق البروفيسور باريت القسم 3.7 فولت ليثيوم بوليمر خلية 54 ، يمكن أن توفر الجهد من حوالي 200 فولت. ولكن هذا الجهد للمحرك أيون لا يزال منخفضا جدا.
تحقيقا لهذه الغاية، وأنها مصممة على إخراج البطارية يمكن تحويلها إلى عالية الجهد امدادات الطاقة لدفع الطائرات. بهذه الطريقة، والإخراج النهائي للبطارية 40000 فولت ضغط عال.
ال 200 فولت التيار المباشر عالية الجهد يصبح 40000 فولت، على بعد خطوات قليلة؟
بعد ويمكن إطلاق هذه الخطوات الثلاث الجهد ولدت شرارة ضخمة، يمكنك حتى استخدامها إلى الإدمان وعلاج (خطأ كبير).
قد تسأل، لماذا يجب على DC إلى AC، DC ثم تحويلها؟ هذا هو السؤال المثير للاهتمام للغاية، تيسلا واديسون قبل 100 سنة، كما أن الخلاف حول هذه المسألة، وبعد ذلك تسلا وون.
مع 40000 فولت ذات الجهد العالي، يمكننا استخدامه للاتصال من الهواء.
مرة واحدة السلك بالمرور على السلطة، وسوف حقل كهربائي قوي يسمح لجذب جزيئات النيتروجين إيجابية المحيطة الإلكترون العرضية من جزيئات النيتروجين، تماما مثل المغناطيس يجذب برادة الحديد كما كبيرة. كتبت جزيئات النيتروجين محايدة في فقدان الإلكترونات إلى أيون موجب الشحنة.
والمتأينة غاز النيتروجين وتنجذب جزيئات إلى القطب سالبة الشحنة، سلبي الاندفاع الطريق القطب، فإن الأيونات النيتروجين ضرب جزيئات النيتروجين أخرى، تحويلها إلى أيونات موجبة، إذا "أفالانش" والشيء نفسه.
يتم تطبيق الإيجابي الذيل الأيوني الذبابة الطائرة في الجهد العالي لتشكيل أيون يتكون من "الهواء".
في هذه العملية، كل أيون التصادم مع الملايين من جزيئات الهواء أخرى، مما أدى إلى فحوى الأمام الطائرات.
النسخة الحديثة للأخوين رايت
على ملعب مغطى في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، قام فريق أستاذ باريت من تجاربه.
الطائرات حول 5 متر / ثانية سرعة الطيران ناعمة 60 متر حتى تصل إلى الجدار. وأجرى الباحثون ما مجموعه 10 الاختبارات، كل طائرة اختبار لديهم أداء مستقر. أي علامة على نضوب خلال السلطة، لا ضوضاء.
يوفر محرك 3.2 نيوتن القوة، أي ما يعادل تقريبا لرفع الوزن من ست بيضات.
بعد الإسقاط، الطائرة المحرك الأيوني على وشك أن تتوقف حتى الآن 0.47 م .
بدا الامر وكأننا الأخوان رايت أول رحلة تجريبية ناجحة من التجربة.
ومع ذلك، لا ينبغي أن ضحك هذه التقنية في، تماما مثل الأصلي التجربة الأخوان رايت.
كفاءة وغير الملوثة المحرك الأيوني
"تخيل، 10 عاما أو 20 عاما في وقت لاحق، فإن الطائرات بدون طيار في كل مكان، وهو ما يعني أننا سنكون كل آذان بدون طيار من الضوضاء. ونحن، والسماح لهم تصبح هادئة" قال البروفيسور باريت.
على متن هذه الطائرة، التي لم تعد بحاجة الضوضاء الغاء سماعات.
الآن كل يوم في طائرة تحلق الهواء سوف تنبعث منها كميات كبيرة من الغازات المسببة للاحتباس الحراري. الرحلات الداخلية العامة ضرورة رحلة لإضافة عدة أطنان من الوقود، وسوف تصبح في نهاية المطاف وقود يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون يومين في الهواء.
ايون في حين لا محرك الوقود، دون انبعاث الملوثات، هو الطاقة النظيفة. لا شيء يمكن ان يقال ان "الطائرات تسلا".
وبالإضافة إلى ذلك، فإن المحرك الأيوني "دفعة محددة" مرتفعة للغاية. دفعة محددة هو كفاءة المحرك، يمكن أن يفهم على أنه وزن وحدة من "وقود" في دعونا الحصول على سرعة المركبة الفضائية.
الوقود تفريغها من محرك الذيل أسرع من أكبر الدافع، واستهلاك الوقود أقل من الطائرة.
وعلى الرغم من أيون لم تحترق، ولكن تحت تأثير حقل كهربائي قوي، "وقود" سيكون 10،000 متر في الثانية طائرة السرعة.
في "الإنقاذ المريخ"، ومات ديمون مجموعة من رواد الفضاء على متن مركبة الفضاء لاستخدام المحرك الأيوني، في بداية قوة المحرك صغيرة، ولكن لا مقاومة الهواء في الفضاء، بعد سنة بعد سنة لتسريع المركبة الفضائية وسوف تصل نسبة مقلقة جدا. وكفاءتها هي الصواريخ العادية كفاءة المحرك 10 مرات أكثر!
القضايا العملية
وقوية جدا، حتى في وقت مبكر في 1920s قبل دراستها، لماذا هذا التأخير لا يمكن تسويقها هذه التكنولوجيا؟
الأسباب الرئيسية هي كما يلي:
أيون قوة دفع المحرك منخفض جدا سبق ذكرها أنها جلبت فقط حتى 2.5KG الطائرات، ولا حتى لحر فحص وزن الأمتعة للركاب. وبالتالي يتم استخدامه لأول مرة ناسا فقط في الجاذبية الصغرى، الفضاء دون مقاومة الهواء.
"شحن 2 ساعة، رحلة 1 دقيقة." محركات الطائرات هذا مدخلات الطاقة 600 واط، وإمدادات الطاقة المادة 54 بطارية ليثيوم فقط حوالي 90 ثانية.
كفاءة منخفضة جدا. 600 واط من مدخلات الطاقة، وانتاج الطاقة واط 15 فقط. الطائرات MIT قياس كفاءة في النهاية ليست سوى حوالي 2.5، إذا كنت لا قضايا الكفاءة عنوان، فإنه سيكون من الصعب للاستخدام العملي.
أستاذ باريت ليس خيالا الطائرات ستكون "محركات أيون" متاحة قريبا.
وتوقع أنه في المدى القصير، وهذا أيون الرياح نظام الدفع يمكن استخدامها لفترة زمنية قصيرة نسبيا الرحلة طائرات بدون طيار، لتجنب المروحة الضوضاء مشكلة مزعجة.
انه من المتوقع أيضا، محركات أيون ومحرك الوقود يمكن أن تتعاون من أجل خلق المزيد من الطائرات الهجين كفاءة في استهلاك الوقود والطائرات الكبيرة الأخرى.
ربما، ومنذ 115 عاما للأخوين رايت، قد تكون الرحلة لتخريب مستقبل صناعة الطيران.
هذه الورقة الطبيعة هنا:
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0707-9
أكثر شيء واحد
سألت صديقا: ليس هناك مروحة المحرك يمكن ان تستخدم في صنع مروحة منفاخ، بالمناسبة تخريبية حول دايسون؟
الرياح كافية، ولكن أيضا يأتي مع 40000 فولت ذات الجهد العالي. (ابتسامة .jpg و)
- كامل -
التوظيف الصادق
المكدسة تقوم بتجنيد محرر / مراسل، ومقرها في تشونغ قوان تسون في بكين. نتوقع الموهوبين والطلاب المتحمسين للانضمام إلينا! مزيد من التفاصيل، يرجى و qubit عدد الجمهور (QbitAI) واجهة الحوار والرد "تجنيد" كلمة.
و qubit QbitAI عناوين على التوقيع
' " تتبع تقنيات AI دينامية جديدة والمنتجات
