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Avion propulsé par « Ionic Wind » : un avion qui n'a aucune pièce mobile

INGÉNIERIE ET ​​TECHNOLOGIEAvion propulsé par « Ionic Wind » : un avion qui n'a aucune pièce mobile

L'avion a été conçu pour ne pas dépendre des combustibles fossiles ou de la batterie car il n'aura aucune pièce mobile

Depuis la découverte de avion il y a plus de 100 ans, chaque vol la machine ou l'avion dans le ciel vole utilise des pièces mobiles comme des hélices, un moteur à réaction, des aubes d'une turbine, des ventilateurs, etc.

Après près d'une décennie de recherche, les scientifiques aéronautiques du MIT ont construit et piloté pour la première fois un avion sans pièces mobiles. La méthode de propulsion utilisée dans cet avion est basée sur le principe de la poussée électroaérodynamique et est appelée « vent ionique » ou propulsion ionique. Ainsi, à la place des hélices ou des turbines ou des moteurs à réaction utilisés dans les avions conventionnels, cette machine unique et légère est propulsée par « le vent ionique ». Les 'Vent' peut être produit en faisant passer un fort courant électrique entre une électrode mince et une électrode épaisse (alimentées par des batteries lithium-ion), ce qui entraîne l'ionisation du gaz, produisant ainsi des particules chargées en mouvement rapide appelées ions. Le vent ionique ou le flux d'ions se brisent dans les molécules d'air et les poussent vers l'arrière, donnant à l'avion la poussée nécessaire pour avancer. La direction du vent dépend de la disposition des électrodes.

La technologie de propulsion ionique est déjà utilisée par NASA dans l'espace pour les satellites et les engins spatiaux. Dans ce scénario, puisque l'espace est vide, il n'y a pas de friction et il est donc assez simple de faire avancer un vaisseau spatial et sa vitesse augmente également progressivement. Mais dans le cas des avions sur Terre, il est entendu que l'atmosphère de notre planète est très dense pour obtenir des ions pour conduire un avion au-dessus du sol. C'est la première fois que la technologie ionique est essayée pour piloter des avions sur notre planète. C'était difficile. premièrement parce que juste assez de poussée est nécessaire pour maintenir la machine en vol et deuxièmement, l'avion devra surmonter la traînée de la résistance à l'air. L'air est renvoyé vers l'arrière qui pousse alors l'avion vers l'avant. La différence cruciale avec l'utilisation de la même technologie ionique dans l'espace est qu'un gaz doit être transporté par le vaisseau spatial qui sera ionisé car l'espace est vide tandis qu'un avion dans l'atmosphère terrestre ionise l'azote de l'air atmosphérique.

L'équipe a effectué plusieurs simulations, puis a conçu avec succès un avion d'une envergure de cinq mètres et d'un poids de 2.45 kilogrammes. Pour générer un champ électrique, un ensemble d'électrodes a été fixé sous les ailes de l'avion. Ceux-ci se composaient de fils d'acier inoxydable chargés positivement devant une tranche de mousse chargée négativement recouverte d'aluminium. Ces électrodes hautement chargées peuvent être éteintes par télécommande pour plus de sécurité.

L'avion a été testé à l'intérieur d'un gymnase en le lançant à l'aide d'un bungee. Après de nombreuses tentatives infructueuses, cet avion pourrait se propulser pour rester en l'air. Au cours de 10 vols d'essai, l'avion a pu voler jusqu'à une hauteur de 60 mètres moins le poids d'un pilote humain. Les auteurs cherchent à augmenter l'efficacité de leur conception et à produire plus de vent ionique tout en utilisant moins de tension. Le succès d'une telle conception doit être testé en développant la technologie et cela peut être une tâche ardue. Le plus grand défi serait que si la taille et le poids de l'avion augmentent et couvrent une plus grande surface que ses ailes, l'avion aurait besoin d'une poussée plus élevée et plus forte pour rester à flot. Différentes technologies peuvent être explorées, par exemple en rendant les batteries plus efficaces ou peut-être en utilisant des panneaux solaires, c'est-à-dire en trouvant de nouvelles façons de générer les ions. Cet avion utilise la conception conventionnelle pour les avions, mais il peut être possible d'essayer une autre conception dans laquelle des électrodes pourraient façonner la direction d'ionisation ou toute autre conception nouvelle pourrait être conceptualisée.

La technologie décrite dans la présente étude pourrait être parfaite pour les drones silencieux ou les simples avions car les drones actuellement utilisés sont une grande source de pollution sonore. Dans cette nouvelle technologie, le flux silencieux génère une poussée suffisante dans le système de propulsion qui peut propulser l'avion sur un vol bien soutenu. C'est unique ! Un tel avion n'aura pas besoin de combustibles fossiles pour voler et n'aura donc pas d'émissions polluantes directes. De plus, par rapport aux machines volantes qui utilisent des hélices, etc., cela est silencieux. La nouvelle découverte est publiée dans Nature.

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{Vous pouvez lire le document de recherche original en cliquant sur le lien DOI ci-dessous dans la liste des sources citées}

Sources)

Xu H et al. 2018. Vol d'un avion à propulsion à semi-conducteurs. La nature. 563 (7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9

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Équipe SCIEU
Équipe SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
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