星际迷航，离子驱动飞机不需要燃料飞行

麻省理工学院的一个工程师团队建造并飞行了第一架没有活动部件的飞机 – 一种固态离子驱动飞机，与涡轮动力飞机不同，它不依靠化石燃料飞行。与螺旋桨驱动的无人机不同，新设计完全无声。

到目前为止，几乎所有天空中的飞机都借助于移动部件飞行：螺旋桨，涡轮叶片和风扇，自100多年前第一架飞机起飞以来，已经帮助实现了空降状态。在化石燃料的燃烧或电池组的驱动下，它们产生持久的，呜呜的嗡嗡声，表明它的存在。具有16英尺（5米）翼展的5磅（2.3千克）原型由“离子风”提供动力 – 在飞机上产生的沉默但强大的离子流，并产生足够的推力推动飞机持续稳定飞行。

在飞行中，它能够在麻省理工学院杜邦体育中心的197英尺（60米）的室内球场上保持稳定的飞行。 其原理被称为“电动力学”，并使用离子风来产生推力。它是一种物理原理，最初在20世纪20年代被发现，并且在航空和业余爱好者圈子中获得了一席之地。

基本思想是建立一个由一系列电线或长度组成的网格，这些电线或长度像平面机翼前端下方和下方的水平围栏一样。一组用作正电极，另一组用作负电极。一旦导线通电，它们就会吸引并从周围的空气分子中剥离带负电的电子，就像吸引铁屑的巨大磁铁一样。留下的空气分子是新离子化的，并且又被吸引到平面背面的带负电的电极。

麻省理工学院航空航天学副教授史蒂文·巴雷特（Steven Barrett）的灵感来自星际跋涉虚构的穿梭机  。 从那时起，他就开始寻找为没有活动部件的飞机设计推进系统的方法。 

多年来，electroaerodynamic推力也大多是业余爱好者的项目，设计已经大部分被限制在小的桌面‘升降机’拴创造刚好够风的小工艺品在空中短暂悬停大的电压供应。   “ 人们普遍认为，在持续飞行中不可能产生足够的离子风来推动更大的飞机。”

“这是有史以来第一次在推进系统中没有活动部件的飞机持续飞行，”巴雷特说。“ 这有可能为飞机提供新的和未开发的可能性，这些飞机更安静，机械更简单，并且不会排放燃烧物。“

该团队的最终设计类似于一个大型，轻量级的滑翔机，其翼型由前缘的细线和后端较粗的线组成。飞机的机身上装有一堆锂聚合物电池和一个电子系统，由电子研究实验室的david perreault教授的电力电子研究小组设计，为电极提供40,000伏电压。

这是我们可以设计的最简单的飞机，它可以证明离子飞机可以飞行的概念，巴雷特解释道。它离一架可以执行有用任务的飞机还有一段距离。它需要更高效，飞得更久，然后飞到外面。

结果证明，与离子风无人驾驶飞机稳定飞行是可持续的，弗兰克plouraboue，在流体力学在法国图卢兹研究所高级研究员，谁指出，研究人员以前没能飞任何重量超过几克的东西。[在无人机应用之外]，很难推断出它在未来会对飞机推进产生多大影响。这是一个未来的开端，在一个现在将要爆发的领域。“

“ 这需要很长时间才能到达这里， ”巴雷特说。“ 从基本原理到实际飞行的东西是一个描述物理特征的漫长旅程，然后提出设计并使其发挥作用。现在这种推进系统的可行性是可行的。巴雷特和他在麻省理工学院的团队今天在自然杂志上发表了他们的成果  。