没有活动部件的飞行器如何实现飞行?

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目前,几乎所有的飞行器都必须依赖诸如螺旋桨、涡轮叶片和风机等活动部件,燃油式飞行器不可避免地会引发各种环境污染问题,而采用电动装置的螺旋引擎飞行器则会产生另一种性质的污染:噪音。不过,这个瓶颈很快就要被打破了,日前,MIT研究员首次成功地使一架没有活动部件的离子风驱动的飞行器在空中飞行。

该研究团队最终设计的原型机类似于一种大型(宽约5米)、轻量级(重约2.3公斤)的滑翔机,飞行器的机翼前端和下方悬挂了一排细电线充当正电极,机翼后端则布置了一些粗电线作为负电极,机身里则安装了一叠锂聚合物电池。

经过特别设计的电源将电池的输出转化成40,000V的高电压,通过轻型功率转换器对正电极进行充电,然后通电的电线从周围空气里的分子中剥离出带负电荷的电子,进而生成的带正电荷的离子迅速被吸附到飞行器后端的负电极,于是,新形成的离子风和飞行器后部的碰撞产生保持飞行器在空中飞行的推力。

离子风驱动的飞行器在理论上已经存在多年,但此前在现实世界的设计仅限于办公桌上方盘旋的模型,而现在,这款新设计证实了离子风驱动的可行性,高压电源的连通使它的现实应用成为了可能,定制电源能产生必要的输出。

不过,这项技术离现实应用还有不少需要改进的地方:原型机不够精密,目前续航距离只有60米,而且需要很大的电极面积产生足够的推力,因此,一架完全可控和高效的飞行器在短期内并不会出现。但无论如何,这项技术的发展潜能是显而易见的,它将消除目前的飞行器无法避免制造环境污染或噪音的弊端(可以想象一架没有蜂鸣声的无人机),此外,该飞行器也将推进混合动力装置的发展,将有助于提高燃料效率。

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