เครื่องบินที่เกือบจะเงียบมีน้ำหนักพอๆ กับชิวาวาต้นแบบเครื่องบินที่ บาคาร่า ออกแบบใหม่ช่วยขจัดใบพัดและกังหันที่มีเสียงดัง
แต่ขับเคลื่อนโดยลมไอออนิก: โมเลกุลที่มีประจุหรือไอออน ไหลไปในทิศทางเดียวและผลักระนาบไปอีกทางหนึ่ง การตั้งค่านั้นทำให้เครื่องบินเกือบเงียบ เครื่องบินล่องหนดังกล่าวอาจมีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบสภาพแวดล้อมหรือถ่ายภาพทางอากาศโดยไม่รบกวนแหล่งที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติด้านล่าง
นักวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 22 พ.ย.
ธรรมชาติ ว่า เป็นเครื่องบินลำแรกที่ขับเคลื่อนใน ลักษณะ นี้ ในเที่ยวบินทดสอบในร่ม 10 เที่ยวบิน เครื่องบินขนาดเล็กซึ่งมีน้ำหนักพอๆ กับชิวาวา เดินทาง 40 ถึง 45 เมตรเป็นเวลาเกือบ 10 วินาทีที่ความสูงคงที่ แม้จะขึ้นความสูงประมาณครึ่งเมตรตลอดการบิน
เครื่องบินส่วนใหญ่อาศัยชิ้นส่วนที่หมุนเพื่อเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ในบางครั้ง เครื่องยนต์จะเปลี่ยนใบพัดที่ดันเครื่องบินไปข้างหน้า หรือกังหันดูดอากาศด้วยพัดลมหมุน แล้วยิงไอพ่นของก๊าซที่ขับเคลื่อนเครื่องบินไปข้างหน้า
ลมอิออนถูกสร้างขึ้นโดยสนามไฟฟ้าแรงสูงรอบๆ ลวดที่มีประจุบวกซึ่งเรียกว่าอีซีแอลแทน ไฟฟ้าซึ่งมักมาจากแบตเตอรี่ทำให้อิเล็กตรอนในอากาศชนกับอะตอมและโมเลกุล ซึ่งจะปล่อยอิเล็กตรอนอื่นออกมา นั่นทำให้เกิดกลุ่มโมเลกุลของอากาศที่มีประจุบวกรอบๆ อิมิตเตอร์ ซึ่งถูกดึงไปยังลวดที่มีประจุลบ การเคลื่อนที่ของโมเลกุลระหว่างสายทั้งสอง คือ ลมไอออนิก สามารถผลักระนาบไปข้างหน้าได้ การออกแบบปัจจุบันใช้สายไฟเหล่านี้สี่ชุด
ไอออนที่เคลื่อนที่ได้ช่วยให้สิ่งอื่น ๆ บินไปในอากาศ เช่น หุ่นยนต์ขนาดเล็กในอากาศ แต่ภูมิปัญญาดั้งเดิมกล่าวว่าการใช้วิธีการเคลื่อนบางสิ่งขึ้นไปในอากาศที่ใหญ่เท่ากับเครื่องบินนั้นเป็นไปไม่ได้ เพราะการเพิ่มพลังงานแบตเตอรี่ให้เพียงพอเพื่อขับเคลื่อนเครื่องบินด้วยวิธีนี้จะทำให้หนักเกินกว่าจะอยู่บนที่สูงได้ (เครื่องขับไอออนที่ขับเคลื่อนยานอวกาศผ่านสุญญากาศของอวกาศทำงานในแบบที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงและใช้งานไม่ได้ในอากาศ) ความพยายามที่จะสร้างเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยไอออนในทศวรรษ 1960 นั้นไม่ประสบความสำเร็จมากนัก
Steven Barrett นักวิจัยด้านการบินของ MIT คิดแตกต่างออกไป
ด้วยการออกแบบเครื่องบินที่เหมาะสมและแบตเตอรี่ที่เบาเพียงพอ การบินจึงอาจเป็นไปได้ การคำนวณเบื้องต้นของเขาแนะนำ ดังนั้นเขาและทีมจึงใช้สมการทางคณิตศาสตร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพคุณลักษณะต่างๆ ของเครื่องบิน ไม่ว่าจะเป็นรูปร่าง วัสดุ แหล่งจ่ายไฟ และเพื่อคาดการณ์ว่าแต่ละรุ่นจะบินอย่างไร จากนั้นนักวิจัยได้สร้างต้นแบบของการออกแบบที่น่าสนใจและทดสอบเครื่องบินที่ลู่ในอาคารของ MIT โดยเปิดตัวผ่านระบบบันจี้จัม
“แบบจำลองและความเป็นจริงของการก่อสร้างไม่ได้เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบเสมอไป” บาร์เร็ตต์กล่าว ดังนั้นการค้นหาการออกแบบที่เหมาะสมจึงต้องใช้ความพยายามอย่างมาก แต่ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ เขาและผู้ทำงานร่วมกันรายงานความสำเร็จ: เที่ยวบิน 10 เที่ยวของเครื่องบินซึ่งมีปีกกว้าง 5 เมตรและมีน้ำหนักเพียง 2.5 กิโลกรัม
ทีมงานของ Barrett ไม่ใช่คนเดียวที่คิดว่าวิธีลมไอออนิกอาจจะเริ่มต้นขึ้น จากการคำนวณที่ทำในห้องปฏิบัติการของเขา “เรามั่นใจว่าสิ่งนี้สามารถทำได้” Franck Plouraboue จาก Toulouse Fluid Mechanics Institute ในฝรั่งเศสซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยกล่าว “นี่พวกเขาทำได้—ซึ่งยอดเยี่ยมมาก!”
มันเป็นตัวอย่างของการกระจายแรงขับไฟฟ้า Plouraboue กล่าว – กระจายส่วนที่สร้างแรงขับของเครื่องบินออกไปแทนที่จะมีแหล่งกำเนิดจากศูนย์กลางเพียงแห่งเดียว นั่นเป็นพื้นที่ร้อนสำหรับการวิจัยเครื่องบินในขณะนี้ ตัวอย่างเช่น เครื่องบิน X-57 Maxwell ของ NASA มีมอเตอร์ที่ทำงานด้วยแบตเตอรี่ 14 ตัวตามปีก การเพิ่มจำนวนใบพัดทำให้เครื่องบินไปได้ไกลขึ้นโดยใช้พลังงานเท่าเดิม Plouraboue กล่าว แต่ยังเพิ่มแรงต้านด้วย ด้วยแรงขับลมแบบไอออนิก การเพิ่มจำนวนสายไฟไม่ได้เพิ่มแรงต้านมากนัก
เครื่องบินยังคงต้องการการอัพเกรดก่อนที่จะพร้อมสำหรับโลกแห่งความจริง: เที่ยวบินที่ยาวที่สุดใช้เวลาเพียง 12 วินาทีเท่านั้น และในขณะที่เครื่องบินสามารถรักษาเที่ยวบินให้คงที่ได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ เมื่อเปิดตัว แต่ก็ไม่สามารถลงจากพื้นโดยใช้ลมไอออนิกได้
แดเนียล ดรูว์ นักวิจัยด้านอากาศพลศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้คาดการณ์ว่าจะมีการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น (Drew ได้ออกแบบบ็อตบินขนาดเล็กที่บินโดยใช้แรงขับไอออนิก) ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่จะขยายขนาดให้มีขนาดเท่ากับ 747 — มีประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนเมื่อเครื่องบินมีขนาดใหญ่ขึ้น เขากล่าว แต่ระหว่างทาง แนวทางนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับเครื่องบินขนาดเล็กหรือโดรนที่ไม่มีคนขับ บาคาร่า
