In de toekomst hebben vliegtuigen geen brandstof meer nodig, want dit prototype wordt voortgestuwd door statisch geladen wind
Hoe vaak heb je al een droom gehad waarin je een reis maakte in een geruisloos en elegant ruimteschip? In vliegtuigen die lijken te zweven door de lucht, puur en alleen aangedreven door een blauwe gloed. Waar die gloed vandaan komt en welke technologie daarachter zit, is niet bekend. We zijn het gewend om het alleen te zien in sciencefictionfilms of verhalen. Dit niveau zal deze groep onderzoekers van het MIT misschien nog niet halen, maar zij hebben wel een prototype bedacht dat kan worden voortgestuwd door middel van ionenmotoren en dat geen brandstof gebruikt...
via Nature
Onderzoekers hebben een flinke stap gezet in het maken van een vliegtuig dat geen brandstof gebruikt om vooruit te komen. Het jarenlange vorsen van de groep onderzoekers van het MIT (Massachusetts Institute of Technology), leidde tot dit onderzoek. Het team, geleid door Steven Barrett, heeft een prototype vliegtuig gemaakt dat een zogenaamd "elektro-aerodynamische" aandrijving heeft en een "ionenmotor" gebruikt. Dit vliegtuig heeft dus geen propellers of straalmotoren.
Van 2016 tot 2018 is er een 5 meter breed vleugelprototype gemaakt dat ongeveer 2,45 kilogram weegt. Het bijzondere zit hem in de vleugels die de technologische ontdekking zijn waar het eigenlijk om draait. Over het hele vleugeloppervlak zitten er kleine elektrodes. Aan de voorkant van de vleugel zitten draadjes die een positieve lading hebben van 20.000 volt. De achterkant heeft echter een klein aerodynamisch gevormd gedeelte dat een negatieve lading heeft van 20.000 volt.
Het basisidee is om tussen de voor- en achterkant van de vleugel een sterk elektrisch veld te laten ontstaan. In dat veld raakt de lucht dan elektrisch geladen waardoor deze wordt versneld en er dus sprake is van ionisatie. Zodoende krijg je dan een ionische wind die voor draagvermogen zorgt. Eenvoudiger gezegd, doet zich hetzelfde principe voor wanneer we met een ballon over iemands hoofd wrijven! Maar het is natuurlijk veel moeilijker om ook juist bij een prototype dit alles te reproduceren dan bij een ballon! Het modelvliegtuig kon tijdens 10 testvluchten met een stuwkrachtefficiëntie van ongeveer 2,6% ongeveer 60 meter in 12 seconden afleggen in een afgesloten ruimte.
Volgens de berekeningen staat de efficiëntie in directe verhouding tot de behaalde snelheid (net zoals bij de vliegtuigen die we nu hebben). Op een snelheid van ongeveer 1080 kilometer per uur zou de efficiëntie zo'n 50 procent bedragen. Het concept dat door Steven Barrett en het MIT is ontworpen, lijkt qua techniek op de voortstuwingsmotoren die worden gebruikt in voertuigen die in de ruimte actief zijn. Het enige verschil is dat in deze voertuigen, om voor ionisatie te zorgen en stuwkracht te produceren, er brandstof wordt ontbrand. Echter, bij het prototype dat door het MIT is ontwikkeld is er geen enkele brandstof nodig. Het enige wat er op dit moment nodig is, zijn hele dunne draadjes en een heroplaadbare lithiumbatterij!
Deze technologie bevindt zich op dit moment nog in een eerste ontwerpfase en er zullen waarschijnlijk vele jaren nodig zijn voordat het lukt met iets te komen dat echt werkt. De mogelijkheden voor de luchtvaart die zouden kunnen ontstaan zijn hartstikke spannend. Futuristische vliegtuigen en ruimtevaartuigen zijn nog ver weg, maar dromen mag altijd. Als je tenslotte de feiten vergelijkt tussen de eerste vlucht ooit door de gebroeders Wright en de vlucht van het MIT, is er niet zo heel veel verschil, respectievelijk 11 en 12 seconden! Maar was er bij die eerstgenoemde vlucht wel iemand aan boord, dat wel.
