Рубрика: Аеронаутика
Направен авион со јонски погон
Автор: Невенка Стојановска
Објавено на 22.11.2018 - 12:00

Aеронаутичките инженери успеаја да направат и да полетаат модел на авион потежок од воздухот што не содржи подвижни делови и не создава никакви емисии.

Авионот чијшто распон на крила изнесува пет метри, наместо со пропелер или со турбина како авионски мотор, низ воздухот се движи користејќи ја електроаеродинамиката (ЕАД). Оваа форма на погон ги ползува електричните ефекти за да го насочи воздухот наназад, создавајќи на овој начин потисок што го движи авионот нанапред. Трудот оваа недела беше објавен во Nature, а е дело на група инженери од Технолошкиот институт во Масачусетс (MIT) во САД, предводени од Хаофенг Ксу.

Како што укажува Стивен Барет, воздухопловен инженер на Технолошкиот институт во Масачусетс (МИТ) во Кембриџ, во аеронаутичките кругови веќе подолго време се збори за можноста авионите да бидат погонувани со ЕАД. Но, сè досега никој не изградил авион погонуван со ЕАД што ќе биде способен да ја подигне сопствената тежина.

Со исклучок на обичните безмоторни едрилици, сите досега конструирани воздухоплови имаа потреба од механички погонски систем кој вклучува подвижни делови, вообичаено турбини или пропелери кои, со исклучок на неколку од првите дизајни погонувани со педали, употребуваат фосилни горива.

Електроаеродинамиката, односно јонскиот систем, одамна е разгледуван како алтернатива, но физичките процеси на коишто тој се заснова го прават исклучително комплициран за употреба во рамките на атмосферата.

Кај ЕАД погонскиот систем силното електрично поле генерира ветер на брзодвижечки наелектризирани честички наречени јони што удираат во неутралните молекули на воздухот и ги потиснуваат зад авионот, создавајќи на овој начин потисок. Технологијата, позната и како јонски погон, јонски мотор или јонски ветер, веќе подолго време се употребува кај вселенските летала од страна на НАСА, која овој вид на погон го користи за некои од нејзините сателити и сонди. Но, бидејќи тие летала работат во услови на вакуум, нивните јонски системи носат и флуид, најчесто ксенон, којшто го јонизираат. За разлика од нива авионот на Барет е дизајниран за да ги јонизира молекулите на азот од околниот воздух.

Проблемот со јонските мотори е што нивниот потисок добиен со ползување на електроаеродинамиката во многу зависи од брзината на леталото, густината на воздухот, а оттука, и од висината на летање. Една анализа, објавена во 2017 година во журналот на Американскиот институт за аеронаутика и астронаутика, укажува дека односот потисокот– моќност на електроаеродинамичниот авион ќе се намали за околу 80% при искачување на воздухопловот на висина од 25 километри.

Но, авторите на трудот, Кристофер Гилмор и Стивен Барет (кои се вклучени и во новото истражување), откриваат и дека некои подобрувања во дизајнот можат да го искомпензираат тонењето и да ги подобрат перформансите. Па така, како што тие предлагаат, со зголемување на габаритноста на потисникот, би се надоместила загубата што се јавува при зголемување на висината на летање.

Тие истакнуваат и дека "односот потисок–моќност се очекува да се намали и со зголемување на брзина при движењето нанапред кај електроаеродинамично погонуваниот авион поради зголемување на ефективната мобилност на јоните што ги генерира погонскиот систем".

Ова, сепак, сепак би ја зголемило севкупната ефикасност при зголемување на брзината. Во конечната анализа, Гилмор и Барет заклучиле дека е изводливо да се конструира електроаеродинамичен потисник којшто би постигнал баланс помеѓу потисокот и моќноста споредлив со оној кај пропелерските и турбинските системи.

Трудот од 2017 година е теоретски, како и сите претходни трудови врзани за проблематиката на примена на јонскиот погон кај авионите. Имено, сè до сега никој не успеал да направи функционален прототип на воздухоплов погонуван со јонски мотор.

Некои велат дека ова сè уште и не е постигнато, со оглед на тоа што прототип-моделот којшто Ксу и неговите колеги го направија и го летаа е голем, но не доволно голем за да поднесе тежина макар и од еден човек. Исто така, тест-летовите се спроведени во контролирана средина, во затворен објект, каде на летот не влијаеле промени во насоката на ветерот, додека самиот лет се одвивал на височина од едвај два метри над тлото. Но, не е сè така црно. Она што резултатите ги прави значајни е што прототипот во воздух ја подигна и 40 kg тешката батерија, а успеал да направи и 10 последувателни прелети.

Со ова беше докажано дека погонот може да функционира и во атмосферски услови. Сега на ред е усовршување на техниката за конечно на крај да се добие практично употреблив јонски погон.

 

Клучни зборови: