Нове дослідження, опубліковане в Nature, відкриває прекрасний світ безшумних безпілотників у найближчому майбутньому. Враховуючи подальший розвиток матеріалів і способів перетворення енергії, подібні тихі літальні апарати і, зрештою, комерційні польоти також цілком можливі. Фактично, це дослідження може стати першим кроком у зміні парадигми польотів у нашому “завтра”.

Всі авіаційні двигуни працюють за одним принципом: виштовхнути щось назад, щоб зрушити корпус вперед. Зазвичай це повітря: або холодне, яке запускається електричними гвинтами, або гаряче, яке викидається реактивними двигунами. Іонний двигун, натомість, викидає заряджені частинки або іони, створені між двома електродами з високою напругою між ними. Іони взаємодіють з повітрям, створюючи іонний вітер, який дме назад, штовхаючи літак вперед.

Як і у випадку з апаратами на сонячній енергії, які працюють завдяки гвинтам, іонний привід живиться від електрики, а тому не потрібно перевозити паливо, окрім акумуляторів, наповнених зарядженими частинками. Нове дослідження показує, що з деякими модифікаціями налаштування акумулятора та способу перетворення електроенергії можна зменшити вагу акумулятора достатньо, щоб ця технологія була життєспроможною.

Компромісний дизайн

Судно з іонним приводом також потребує великої фронтальної зони для правильного формування іонного вітру. Але це може зробити літак важчим, тому дослідники мали балансувати між цими обмеженнями. Вони вирахували розмах крил, який буде достатньо компактним, щоб зменшити ризики та зробити тестування дешевшим і легшим, а також достатньо великим, щоб використовувати стандартні компоненти дистанційного керування.

Дослідники протестували десять рейсів, використовуючи літак з розмахом крил в 5 метрів та вагою менше 2,5 кілограма. Політ тривав до 9 секунд на відстані 45 метрів над землею зі швидкістю 5 метрів на секунду. Літаку знадобилося близько 20 секунд, щоб наростити свою потужність, а потім його запустили за допомогою механічної системи банджі.

Однією з великих переваг іонного двигуна є його майже нульовий рівень шуму. Тому, швидше за все, технологія знайде своє перше застосування якраз у безшумних безпілотних літаках. Відсутність рухомих частин повинна полегшити масштабування апарата. Але для більших літаків, природно, знадобиться збільшення потужності. Щоб створити іонний авіалайнер, потрібно буде в 300 разів збільшити кількість енергії відносно розміру судна.

В будь-якому випадку, з часів винаходу першого літального апарата братами Райт ми суттєво просунулися у напрямку підкорення неба. А ця нова технологія може відкрити додаткові горизонти на ньому.