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科学者は、燃料なしで「イオン・スラスタ」を使用して飛行するスタートレックのような飛行機を作りました


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科学者は、燃料なしで「イオン・スラスタ」を使用して飛行するスタートレックのような飛行機を作りました

(図 SHUTTLECRAFT CC0 Pixy、雷雨 Pixaby)

(Fig.) アーティクル・イメージ

 

科学者達は、未来の飛行機を作るための大きな一歩を踏み出しました。それは、従来の航空機のように可動部品や燃料を使用するのではなく、イオン・ドライブで駆動します。 今日ネイチャー(Nature)誌に掲載された論文で、マサチューセッツ工科大学(MIT)のスティーブン・バレット(Steven Barrett)氏が率いるチームは、ソリッド・ステート推進(solid-state propulsion)を使ういわゆる電気空気力学的な動力をどのように作り出したかを説明しました。ソリッド・ステート推進は、燃料を消費するプロペラやジェットエンジンを意味しません。

「飛行の将来は、プロペラやタービンのものではないはずです」と、以下のビデオでバレット氏は言います。「それはあなたがスタートレック(Star Trek)で見るものにもっと似ているはずで、一種の青色の輝きと、静かに空中を滑空するものです。」

 

(Fig.1) 飛行試験の様子

 

このブレークスルーは、私達の技術が単に進歩していなかったため、これまで不可能でした。1921年にさかのぼると、科学者達は、反重力技術と間違えて似たようなものを開発しようとして失敗しました。しかし今では、チームは技術の進歩によってこれが実現するとしています。

2016年から2018年までの試験で、彼らは翼の長さが5メートル(16フィート)、重量が2.45キロ(5.4ポンド)の航空機を作りました。それは、その翼を横切る多数の薄い電極があり、その前部に細いワイヤー[電線]があり、後部にはエアロフォイル - 通常の飛行機の翼のようなリフトを作るための曲面 - があります。

 


Ion drive: The first flight

(5:05)  2018/11/21

 

正面の細いワイヤーはプラス20,000ボルトに充電され、バックのエアフォイルはマイナス20,000ボルトに充電され、強い電場が作り出されます。正面では、空気中の窒素分子から電子が除去されてイオンが生成されます。そしてこれらが後ろに加速するにつれて、それらは飛行機に推力を与えるイオン風を発生させます。

「基本的な考え方は、そこから電子を取り除くことができ空気をイオン化するならば、電場で空気を加速できるということです」と、バレット氏はIFLScience誌に述べました。「あなたの頭の上で風船をこすれば得られる力のように。」 チームが使用するのに借りたジムで、10回の試験飛行中に、飛行機は約12秒で約60メートル(200フィート)飛びました。推力効率は約2.6%でした。

しかし、速度が上がると、通常の飛行機と同様に、システムの効率が上がります。理論的には、1時間当たり670マイル(1,080キロ)で、旅客機よりも速く、効率は50%です。

 


Video 1

(0:12)  2018/11/19

 

この技術は、一部の宇宙船で宇宙を航行するためにイオン・エンジンを使用する方法と似ています。「いくつかの重要な類似点があります」とパレット氏は述べています。しかしながら、これらの宇宙船は、推力を発生させるために - キセノン・ガス(xenon gas)などの - 燃料を電離することに依存しています。MITチームによって開発された飛行機は、推進剤を必要とせず、代わりに細いワイヤーと棚のリチウム・ポリマー電池だけに頼っています。

現時点では技術は限られており、飛行機は極端なプロトタイプとなっています。しかし、将来の可能性はエキサイティングです。近い将来、この推力システム(thrust system)は小型ドローンに動力を供給するのに使用され、それらは通常のドローンのようなプロペラを持たないため、ほぼ無音にすることができます。

「私は大型航空機がいつでもすぐに人々を運ぶのを見るかどうかはまだ分かっていませんが、そうであれば明らかにエキサイティングしている」と、バレット氏はビデオで延べました。

飛行機の試験は依然として継続しており、チームは今や直線上を飛行するのではなく、リモート・コントロールで空中で飛行機を回転させることができます。今後、彼らは飛行機にぶら下がっているフィラメントの除去に挑戦したいと考えています。今後数年間にさらに試験を続ける必要があります。

彼らの論文の最後に、チームは飛行機の飛行時間(12秒)を、ノースカロライナ州(North Carolina)キティホーク(Kitty Hawk)のライト兄弟(Wright Brothers)、1904年(11秒)の長さを比較しています。世界で初の飛行機よりも重い飛行で、パイロットが含まれていました。

この飛行はおそらく同じ大きさではありませんが、将来の可能性のいくつかは確実にエキサイティングです。「ソリッド・ステート推進の飛行機を飛行させることができ、これを初めて示しました」と、パレット氏は述べています。

 

 

----- 出典 -----

掲載終了しております。

(本文のソース)

www.iflscience.com

(同様な記事)beyondblindfold.comwww.physics-astronomy.orgwww.sciencefocus.comwww.scientificamerican.com

 

----- この記事を読んで -----

正直、まだ始まったばかりの実験段階ですが、将来性が期待できそうです。今のところ人類が手中にしているのは内燃機関だけかもしれません。内燃機関を働かせると廃棄物が出ますが、廃棄物の処理には責任を取っていないシステムです。大気汚染をはじめとした公害になっています。

いつの日がきっと、アーティクル・イメージの画像のようになるのでしょう。

 

----- パズルのピース -----

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