Ni: Maureen Simbajon

SIMULA nang maibento ang unang eroplano isandaang taon na ang nakalipas, halos lahat ng mga sasakyang panghimpapawid ay lumilipad sa tulong ng mga moving parts kagaya ng propeller, turbine blades, o mga fans na lumilikha ng isang maingay na buzzing sound.

Ngayon, ang mga inhinyero ng MIT ay nakagawa at nakapagpalipad ng unang eroplano na walang mga moving parts. Sa halip na propellers o turbines, ang magaan na sasakyang panghimpapawid ay pinatakbo gamit ang ionic wind, isang tahimik ngunit malakas na daloy ng mga ions na ginawa sakay ng eroplano, at bumubuo ng sapat na tulak upang pagalawin at panatilihin ang isang matatag na takbo.

Itong unang solid state na eroplano na hindi nangangailangan ng mga moving parts ay matagumpay na pinalipad sa distansyang animnapung metro, na nagpapatunay na ang mas mabibigat na sasakyang panghimpapawid ay posibleng makalipad ng walang mga jet o propeller.

Nakamit ito ng hindi nakasalalay sa fossil fuel. At hindi tulad ng mga propeller-driven drones, ang bagong disenyong ito ay lubos na tahimik.

SUMALANG ang ionic plane sa makailang ulit na flight test sa loob ng MIT gymnasium

 

Paano natuklasan ang konseptong ito?

Isinaad ni Steven Barrett, isang propesor ng aeronautics sa MIT at ang nangungunang may-akda ng pag-aaral na inilathala sa journal na Nature, na nagmula ang inspirasyon sa proyekto sa science fiction ng kanyang pagkabata.

“Ako ay isang malaking tagahanga ng Star Trek, at sa puntong iyon, naisip ko na dapat sa hinaharap ay may mga eroplanong lumilipad nang tahimik, na walang mga nakapagpapagalaw na mga bahagi, at marahil ay may asul na kinang katulad sa palabas. Kaya sinimulan ko ang pagtingin sa kung anong pisika ang maaaring makapagpalipad ng walang mga moving parts, at nakatagpo ako ng isang konsepto na kilala bilang ionic wind, na unang sinisiyasat noong 1920s.”

Dagdag pa nito, “Hindi ito nakaranas ng malaking progreso sa panahong iyon. Ito ay tiningnan muli noong 1950s, at nagpasya ang mga mananaliksik na ang konseptong ito ay hindi maaaring gumana sa mga eroplano.”

Ang electroaerodynamic thrust ay kadalasan isang proyekto ng hobbyist lamang, at ang mga disenyo ay karamihang limitado sa maliliit na desktop lifters na nakakonekta sa mas malalaking supply ng boltahe, na lumilikha lamang ng sapat na hangin upang makalutang ang isang maliit na aircraft sa maikling panahon. Ito ang dahilan kung bakit ipinagpalagay na imposibleng makagawa ng sapat na ionic wind upang pagalawin ang isang mas malaking sasakyang panghimpapawid nang matagal at panatilihin ang paglipad nito.

 “Hindi ako makatulog isang gabi sa isang hotel nang maisip ko na simulan ang paghahanap ng paraan na maisagawa ito,” ang sabi ni Barrett.  “Sa tulong ng ilang mga kalkulasyon, napagtanto ko na maaari itong maging isang posibleng sistema ng pagpapaandar. Mahigit kumulang sa limang taon ang ginugol ko, katulong ang mga graduate students, upang patatagin ang pangunahing pang-unawa sa paggawa ng ionic wind, at kung paano ito maaaring ma-optimize.”

“Ngayon, matagumpay na naisakatuparan ang first-ever sustained flight ng isang eroplano na walang mga nakapagpapagalaw na mga bahagi. Ito ay nagbubukas ng mga bago at hindi pa nai-explore na mga posibilidad para sa mas tahimik, mas mechanically simple, at walang mga combustion emissions na mga sasakyang panghimpapawid.”

SI Steven Barrett, propesor ng Aeronautics sa MIT, ang nanguna sa pag-aaral.

 

Disenyo ng eroplano

Ang huling disenyo ng koponan sa MIT ay kahawig ng isang malaki ngunit magaan na glider, na walang ibang pangalan kung hindi ang Version Two. Ang sasakyang panghimpapawid na ito ay may timbang na humigit-kumulang five pounds lamang ngunit nakayang buhatin ang isang wingspan na may habang limang metro, stack ng lithium-polymer na baterya, at isang high-voltage power converter.

Kasama sa koponan ng ion plane ni Barrett ay ang mga miyembro ng Power Electronics Research Group ni Propesor David Perreault sa Research Laboratory of Electronics, na nagdisenyo ng power supply na nagko-convert ng output ng baterya sa isang sapat na high voltage upang patakbuhin ang eroplano. Sa ganitong paraan, ang baterya ay nagsusupply ng kuryente at 40,000 na boltahe upang positibong i-charge ang mga wires sa pamamagitan ng isang lightweight power converter na ito.

Sa sandaling ang mga wires ay ma-energized, kumikilos ito upang akitin at talupan ang mga negatively charged na mga elektrons mula sa nakapalibot na air molecules. Ang mga natirang air molecules ay naa-ionize ng bago, na umaakit naman sa negatively charged electrodes sa likod ng eroplano.

Habang dumadaloy ang bagong nabuo na ions patungo sa mga negatively charged na mga wires, ang bawat ion ay sumasalpok sa iba pang mga air molecules ng milyun-milyong beses, na lumilikha ng isang tulak na nagpapatakbo ng eroplano.

Isinalang ng koponan, na kinabibilangan din ng Lincoln Laboratory staff na si Thomas Sebastian at Mark Woolston, ang eroplano sa maraming flight test sa loob ng MIT gymnasium sa duPont Athletic Center. Matapos itong lumipad ng animnapung metrong distansya (na siyang maximum na distansya sa loob ng gym) inulit nila ito ng sampung beses. Nagkamit pa rin ito ng kaparehong resulta doon sa nauna.

“Ito ang pinakamadaling eroplano na aming idinisenyo na maaaring patunayan ang konsepto na maaaring lumipad ang isang ion plane,” sabi ni Barrett. “Ito ay malayo pa mula sa isang sasakyang panghimpapawid na maaaring makapagsagawa ng isang kapaki-pakinabang na misyon. Kailangan itong maging mas mahusay, at makalipad nang mas matagal sa labas.”

Kinakailangan din ng mas advance na teknolohiya upang ito ay maging isang praktikal na opsyon sa pagpapalipad ng isang commercial aircraft.

Gayunpaman, ang bagong disenyo ay isang malaking hakbang patungo sa pagpapatunay na posible ang pagpapaandar at pagpapatakbo gamit lamang ang ionic wind. Ito ay ayon kay Franck Plouraboue, ang nangungunang tagapagsaliksik sa Institute of Fluid Mechanics sa Toulouse, France, na nagsasaad na ang mga dating mananaliksik ay hindi kailanman nakapagpalipad ng anumang bagay na mas mabigat sa iilan lamang na gramo.