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离子风吹动新飞机

添加时间02月15日
没?#26032;?#26059;桨也没有?#26032;?#21494;片无需化石能源也不需要太阳能驱动经典科幻影视剧星际?#38498;?#20013;的离子风飞行器有望变成现实最近美国麻省理工学院研究人员研制出了一架颠覆传统动力系统的飞机即用正负电极产生的离子风作为驱动力这一成果发表在近期的自然杂志上旋即引发强烈关注

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离子风推进的原理可以直观地理解为动力系统中包含前后两个施以强电压的正负电极?#23433;?#30005;极附近的气体被电离成带正电的阳离子从而与后部的负电极相互吸引并?#19981;?#31354;气中的中性分子形成离子风驱动飞机前进据此原理研究人员制造出了一架小型验证机该机重2.45千克翼展5米采用弹射起飞在飞行试验中以每秒4.8米的速度实现了45米左?#19994;?#31283;定飞行实现了人类航空?#39134;?#39318;次固态动力装置飞行器验证飞行

实际上离子推进技术在人造卫星深空探测等航天领域已有广泛应用早在1964年装有离子推进技术的火箭就进行了首次太空试验19982001年首个由离子推进作为主要动力的航天器深空1号成功探测到波瑞利彗星和布雷尔行星这种离子推进装置通常重约百千克以上推力往往不到一牛大致等同于在地球上举起一个鸡蛋的力气尽管这点推力十分有限但在太空环境下?#36127;?#19981;受结构重量的限制和空气阻力的影响这一微小的推力即可满足姿态控制和轨道变动等需求而且由于其工质消耗远远小于基于化学燃烧的火箭发动机使它往往更能够胜任航天器对推进力细水长流的需求

也正是由于重量太大推力太小离子推进装置长久以来并没有被大气层内运行的飞机所接受举例?#27492;?#19968;架载客160人起飞重量在80吨级的喷气客机其单台发动机重约2.4吨能够产生最大120千牛的推力如果换成推力相同的离子推进器则单台发动机重量可能将增至1.2万吨?#26085;?#26550;飞机的重量?#21363;?#19978;好几个数量级

通过采用锂聚合物电池并引入更加轻便高效的电气系统上述研究人员为验证机配备的离子风驱动装置单位质量输出功率高出传统转换装置5至10倍使其最终能够作为大气层内飞机的动力装置?#27426;?#35813;套装置的推进效率目前仍然无法满足载人飞机的推进需求且机身表面存在大面积的外露电极

如同最早的轨道机车跑不过马车新技术的起始往往并不完善尽管今天的离子驱动飞行器还未超过航模的重量和速度但该机的试验成功无疑为航空飞行器的动力发展开辟了一条新的道路为今后开发出更安静更环保机?#21040;?#26500;更简单的飞机提供了可能性这项成果堪称人类航空?#39134;?#30340;又一座里程碑

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