MIT研發無噪音離子推進飛機 靈感源自科幻影集星際爭霸戰

1903年,萊特兄弟的飛行者1號成功起飛,確定了飛機的定義:比空氣重、可有效操作、需要引擎來做為推動力。然而,麻州理工學院(MIT)的研究人員開發出一種沒有引擎或是馬達的飛機,僅使用鋰電池摧生的離子風就可以推動空氣來飛行。

科技先鋒報(tech xplore)報導,這項研究刊登在《自然》雜誌上,是由MIT航空航天學副教授史蒂文.巴雷特(Steven Barrett)的研究小組所製作的,俗話說「沒有引擎的飛機就是滑翔機」,但是這台飛機卻仍然有自己的動力,動力來自電離子。巴雷特副教授介紹,這台飛機的機翼裡鋰電池與變壓器,將電池的供電經過變壓成為四萬伏特,其中機翼之前是正電極,而機翼是負電極。

如此一來,機翼前的空氣被解離為氮離子,它們受到機翼的負極所吸引而飛過去,然而離子與正常的空氣分子碰撞,變成一股實際的氣流,飛機就有了足夠的升力。

巴雷特說,他從小是科幻影集「星際爭霸戰」(STAR TREK)的忠實觀眾,特別著迷於來往太空與星球表面的區間梭(Shuttle),它們沒有機翼,但是能悠然航行在星球空上空,而且似乎沒有任何噪音或排氣。他說:「這讓我想到,在遙遠的未來,飛機不應該有螺旋槳和引擎,應該只有藍色的光芒,並且默默地航行。」

大約9年前,巴雷特開始思考沒有引擎的飛機該有哪種推進系統。他最終想到了「離子風」,這也符合星際爭霸戰中的內容。然而離子風的物理原理早在20世紀20年代就曾被提出,當年的論文指出,當電流在薄電極和厚電極之間,會因為離子的撞擊產生風或推力,但是沒人想到它可以應用在飛機上。

由於這種離子風很微弱,所以升力也不強,因此他們設計了一種極輕的飛機,重量僅為2.4公斤,翼展4.8公尺,它沒有任何的引擎、沒有馬達,也沒有螺旋槳,也就不會有聲音。

巴雷特的飛機拿到到MIT的體育館裡測試,果然成功的飛行,雖然距離只有60公尺,就因升力不足而掉落地面,但是飛機實實在在的前進,代表離子風是有效的。

現在巴雷特的團隊致力於提高設計效率,用更低的電壓產生更多的離子風。巴雷特還希望以這個原理,設計一種沒有方向舵和升降舵的控制面。

被問到離子飛機的用途時,他說這套系統或許可以當飛機的輔助升力,使飛機更省油更環保,或許也能夠降低飛機的噪音。

中時電子報 江飛宇

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