Sciencemag.cz
Doporučujeme
Až dosud všechna letadla, včetně různých inovativních elektrických strojů, využívala nějaké pohyblivé součásti, vrtule, ventilátory či dynama. Inženýři na MITu nyní zkonstruovali prototyp, který se bez toho obejde – létá pomocí iontového větru, jenž dokáže vytvořit dostatečný tah. Na rozdíl od dronu je letadlo zcela tiché. Jeden z autorů výzkumu Steven Barrett uvedl, že hlavní inspirací pro projekt mu byly tiché raketoplány ze seriálu Star Trek.
Co se týče využití, autoři výzkumu předpokládají, že iontový vítr by se mohl nejdříve uplatnit právě u dronů. V případě větších letadel by se snad daly vyvíjet hybridní systémy kombinované i s klasickými pohony.
Iontový vítr, respektive „elektrodynamický tah“, vzniká při průtoku proudu mezi tenkou a tlustou elektrodou. Při větším napětí mezi elektrodami může vzduch produkovat dostatek tahu k pohonu letadla. Samotný princip není nový, ale až dosud se využíval jen pro hračky – „zvedák“ byl stabilní, přidělaný k silnému zdroji napětí a letadélko se vznášelo jen dočasně. Nyní je motor přímo součástí stroje, a umožňuje tedy trvalý (tedy – několik sekund trvající) let. Letadlo připomíná velký kluzák, má rozpětí křídel kolem 5 metrů a hmotnost asi 2,25 kg. Tenké drátky na předních částech křídlech fungují jako kladná elektroda, tlusté na zadních jako záporná. Elektřinu dodává speciálně upravená lithium-polymerová baterie uložená v trupu, výsledné napětí má 40 000 V.
Napětí mezi elektrodami ionizuje molekuly ve vzduchu, na jednu stranu jsou strhávány elektrony, na druhou proudí kladně nabité částice. Srážky iontů pohybujících se dozadu s dalšími molekulami vzduchu vytvářejí vlastní tah.
Při experimentu dokázalo letadlo bez problémů zvládnout 60 metrů (délka zkušební místnosti) a tento let zopakovat 10krát. Dalším cílem je zvýšení efektivity, tj. generování více iontového větru s menším napětím. Optimalizace designu by měly rovněž umožnit vyšší generovaný tah na jednotku plochy, aktuálně je totiž plocha elektrod obrovská.
Samotný let stroje
Haofeng Xu et al. Flight of an aeroplane with solid-state propulsion, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0707-9
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology/TechXplore.com
Poznámka PH: Letadla na elektřinu by byla ekologicky šetrná – a to ani ne tak kvůli tomu, že nevyžadují fosilní paliva, jak se všude opakuje. Spíš jde o to, že i při využití elektřiny z fosilních paliv pak takové elektroletadlo neprodukuje oxidy dusíku apod. Jenže jak to bude v tomto případě? Zde aplikace elektrochemieckých reakcí přímo do vzduchu může vytvářet naopak další radikály a oxidy dusíku, vznikat bude asi i ozon (v nižších vrstvách určitě spíše škodlivý) atd.
