В видеодемонстрации поток воздуха гасит свечу, а лёгкая конструкция начинает вращаться без винта. Воздух движется благодаря электрическому разряду. Если направить такой поток назад, можно ли заставить лететь самолёт?
Ответ не фантастический и не окончательный: небольшой исследовательский самолёт уже летал за счёт этого эффекта, но путь от полёта в зале до полезного воздушного транспорта остаётся длинным.
От электричества к потоку воздуха
В сильном электрическом поле возле электрода часть молекул воздуха становится заряженной. Поле ускоряет эти ионы. Они многократно сталкиваются с окружающими нейтральными молекулами и передают им импульс. Так возникает направленный поток обычного воздуха — ионный ветер, или электроаэродинамический поток.
Устройство получает тягу в сторону, противоположную суммарному потоку воздуха. Здесь нет пропеллера или сгорания топлива в двигателе, но есть электрическое питание и окружающий воздух, которому передаётся импульс. Поэтому фраза «движение без выброса чего-либо» была бы ошибочной: система перемещает воздух.
Что показывает видео
Автор ролика сначала показывает движение воздуха возле электродов, затем вращение лёгкой конструкции. В камере с пониженным давлением вращение ослабевает по мере удаления воздуха и возобновляется после его возвращения. Это хорошо согласуется с ролью нейтральных молекул в создании ионного ветра.
В ролике не показано измерение тяги с точностью, позволяющей рассчитать характеристики самолёта. И достигнутое камерой пониженное давление не нужно называть идеальным вакуумом. Опыт объясняет принцип, но не заменяет инженерных испытаний.
Самолёт, который уже поднялся в воздух
В 2018 году команда MIT опубликовала в Nature результаты испытаний лёгкого самолёта с электроаэродинамической тягой. Его размах крыла составлял около пяти метров. По сообщению MIT, аппарат десять раз пролетел около 60 метров в закрытом помещении, питаясь от бортовых батарей. Это демонстрация устойчивого полёта без движущихся частей в двигательной установке, а не готовый пассажирский самолёт.
У проекта есть важное уточнение: самолёт не летел только за счёт электрического поля. Крылья создавали подъёмную силу при движении через воздух, а электрическая система обеспечивала тягу, необходимую для полёта.
Почему технология ещё не заменила винты
Тягу нужно создавать при приемлемых массе, площади электродов, расходе энергии и электрической безопасности. Исследователи MIT прямо отмечали, что их экспериментальному аппарату предстоит стать эффективнее, летать дольше и работать вне помещения. Отсутствие горения на борту не делает полный жизненный цикл электроснабжения автоматически безвыбросным, а отсутствие винта не означает полного отсутствия шума у самолёта в полёте.
Ионный ветер интересен как способ сделать двигательные установки некоторых лёгких аппаратов тише и механически проще. Его применимость к крупной авиации пока не доказана. В следующих статьях мы разберём, откуда берутся ионы, почему движется нейтральный воздух и чем атмосферная тяга отличается от космического ионного двигателя.
