Immagina un motore di aeroplano che non ha parti in movimento, non produce scarichi dannosi e non fa rumore. Questo è ciò che i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti hanno creato adattando una tecnologia precedentemente utilizzata solo nei veicoli spaziali in modo che possa alimentare il volo sulla Terra.

Le unità ioniche sono state utilizzate sui veicoli spaziali dagli anni '60 e funzionano sparando un flusso di particelle cariche che spingono la nave in avanti. Oltre ad essere carbon neutral, hanno meno probabilità di sbagliare e meno costosi da mantenere rispetto ai motori convenzionali perché non hanno eliche, turbine o pompe di carburante da abbattere. L'unico problema era che, nella gravità terrestre, la spinta prodotta dall'azionamento non era sufficiente per superare il peso delle batterie necessarie per alimentarli. Fino ad ora.

La tempestiva nuova ricerca, pubblicato in Natura , apre la strada alla possibilità di droni silenziosi nel prossimo futuro. Con ulteriori progressi nei materiali e nella conversione di potenza, velivoli silenziosi con equipaggio ed eventualmente voli commerciali potrebbero anche essere all'orizzonte. Infatti, questa svolta potrebbe essere il primo passo per cambiare il modo in cui tutti voliamo in giro per il mondo in futuro.

Tutti i motori degli aerei funzionano spingendo qualcosa all'indietro in modo che l'imbarcazione si muova in avanti. Di solito questa è aria, se aria fredda azionata da eliche elettriche o aria calda emessa da motori a reazione. La propulsione ionica invece emette particelle cariche o ioni generati nello spazio tra due elettrodi con un alto voltaggio in mezzo. Gli ioni interagiscono con l'aria, creando un vento ionico che viene inviato all'indietro, spingendo l'aereo in avanti.

Come per gli aerei a propulsione solare, le imbarcazioni a trasmissione ionica sono alimentate dall'elettricità e quindi non hanno bisogno di trasportare carburante, diverse dalle batterie piene di particelle cariche. La nuova ricerca mostra che, con alcune modifiche intelligenti alla configurazione della batteria e al modo in cui viene convertita l'energia elettrica, è possibile ridurre il peso della batteria quanto basta per far volare questa tecnologia.

Design di compromesso

Un'imbarcazione con un motore ionico ha anche bisogno di un'ampia area frontale per generare il vento ionico nel modo giusto. Ma questo di solito renderebbe l'aereo più pesante, quindi i ricercatori hanno dovuto bilanciare queste limitazioni contrastanti. Hanno progettato un'apertura alare abbastanza piccola da ridurre i rischi e rendere i test più economici e facili, pur essendo abbastanza grande da utilizzare componenti di controllo remoto standard.

I ricercatori hanno effettuato dieci voli utilizzando un aereo con un'apertura alare di 5 metri, di peso inferiore a 2,5 chilogrammi. Sono stati in grado di farlo volare per un massimo di 9 secondi su una distanza di 45 metri ad una velocità di 5 metri al secondo. Il velivolo ha impiegato circa 20 secondi per aumentare la sua potenza ed è stato quindi lanciato utilizzando un sistema elastico meccanico.

Anche se questo tempo e distanza di volo potrebbero non sembrare molto, i ricercatori sottolineano che in realtà sono simili a quelli del primo volo di inventori di aeroplani, i fratelli Wright, nel 1903. Facendo ulteriori progressi nei materiali e nell'elettronica di potenza, e l'ottimizzazione della cellula, potrebbe consentire al velivolo di volare più velocemente e più a lungo. Potrebbe anche essere possibile utilizzare pannelli solari per generare l'elettricità necessaria per alimentare l'unità ionica.

Uno dei grandi vantaggi di un'imbarcazione alimentata a ioni è il livello di rumore vicino allo zero. Quindi è probabile che la tecnologia troverà la sua prima applicazione nei droni silenziosi. La sua mancanza di parti mobili dovrebbe rendere relativamente facile ridimensionare il sistema per imbarcazioni più piccole e renderlo più facile da ridimensionare. Ma le imbarcazioni più grandi avranno anche bisogno di un maggiore aumento di potenza. Per costruire un aereo di linea alimentato a ioni avresti bisogno di aumentare la quantità di potenza rispetto alle dimensioni del velivolo di 300 volte.

Ma guarda quanto lontano siamo arrivati ​​dal primo volo dei fratelli Wright. Il cielo potrebbe essere il limite con questa nuova tecnologia.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.