网站优化技巧,投资咨询公司注册要求,wordpress编辑下行,网站转出来源#xff1a;量子位这不是科幻小说#xff0c;离子引擎飞机真的被造出来了#xff01;“曲率引擎”、“离子引擎”等等激动人心的科幻名词#xff0c;正在走进现实。最近MIT又重新发明了飞机#xff0c;实验成果登上了《自然》杂志封面。这架飞机翼展5米#xff0c;总… 来源量子位这不是科幻小说离子引擎飞机真的被造出来了“曲率引擎”、“离子引擎”等等激动人心的科幻名词正在走进现实。最近MIT又重新发明了飞机实验成果登上了《自然》杂志封面。这架飞机翼展5米总重量仅2.5公斤甚至连一个行李箱的重量都不到飞行高度也只有1米左右。但它却是人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机。麻省理工学院航空航天副教授Steven Barrett说“这是有史以来第一个推进系统没有活动部件的飞机。”“这种飞机更安静机械构造更简单并且不会排放燃烧物。”这架飞机究竟有何过人之处它是一台纯固态发动机飞机没有旋转部件全靠一个叫“离子引擎”的东西驱动。没有风扇全靠电池离子引擎和涡轮风扇发动机有何不同普通飞机的发动机看起来就像是一个大号的吹风机旋转的风扇不断把空气吹向后方为机翼提供升力。离子发动机也是靠吹风不过它没有“风扇”而是靠电场造出的“离子风”。这种现象在生活中很常见我们插电时冒出的电火花就是空气被电离造成的。电压越高离子被加速得越快。 Barrett教授的团队使用了54节3.7伏锂聚合物电池大约能提供200伏特的电压。但这点电压对于离子引擎来说还是太低了。为此他们设计了一种能够将电池输出转换为高压电来推动飞机的电源。 通过这种方式电池最终将输出4万伏的高压。把200伏直流电变成4万伏高压电需要几步逆变器把直流电转换成500~700千赫兹的交流电变压器把低压交流电转化为高压交流电实验中使用的是1:15倍升压将电压升至7千伏电压倍增器把交流电转变成更高电压的直流电从7千伏交流电变成4万伏直流电。经过这三步产生的电压可以放出巨大的电火花你甚至可以用它治疗网瘾大误。也许你会问为什么要把直流变成交流然后再转换成直流呢这是一个很有趣问题100年前的特斯拉和爱迪生也为这件事争执过后来特斯拉赢了。有了4万伏高压我们就可以用它来电离空气了。一旦给导线通上电强大的电场就会让正极吸引周围的氮气分子把电子从氮气分子上剥离出来就像巨大的磁铁吸引铁屑一样。本来中性的氮气分子在失去电子后变成了带正电的离子。△ 一个分子撞击多个分子daiodaida导致雪崩式电离被电离的氮气气分子又被吸引到带负电的电极在赶去负极的路上氮离子又会撞上其他氮气分子把它们变成正离子就好像“雪崩”一样。正离子在高电压作用下飞向飞机尾部形成一种离子组成的“风”。在这个过程中每个离子与其他空气分子碰撞数百万次产生推动飞机前进的推力。现代版莱特兄弟在MIT的一座室内体育馆Barrett教授的团队开展了他的实验。飞机以大约5米/秒速度平稳飞行了60米直至撞上墙壁。研究者共进行了10次测试飞机在每次测试中都有稳定的表现。期间没有动力耗尽的迹象也没有噪音。发动机提供了3.2牛顿的力大约相当于提起6个鸡蛋的重量。经过推算离子引擎大约让飞机上升了0.47米。感觉就像是莱特兄弟第一次成功试飞的实验。但这项技术不该被嘲笑就像当初莱特兄弟的实验一样。高效无污染的离子引擎“想象一下10年或20年后无人机将无处不在这意味着我们耳边将全是无人机的噪音。而我们能让它们变安静。”Barrett教授说。在这样的飞机上你不再需要降噪耳机。现在每天在空中飞行的客机都会排放大量温室气体。一般的国内航班一次飞行需要添加数吨燃油最终这些燃油将变成二氧二碳被排放到空气中。而离子引擎不需要燃料不会排放污染物是一种清洁能源。简直可以说是“飞机中的特斯拉”。此外离子引擎的“比冲”极高。比冲就是发动机的效率可以理解为单位重量“燃料”让飞船获得的速度。燃料从发动机尾部喷出的速度越快比冲越大飞机消耗的燃料就越少。离子虽然没有燃烧但是在强大电场的作用下“燃料”却会以每秒1万米的速度喷出。在《火星救援》中马特·达蒙一帮宇航员乘坐的飞船就使用了离子引擎一开始引擎的力量很小但是在无空气阻力的太空中经过常年累月的加速飞船将达到非常惊人的速度。而且它的效率是普通火箭发动机效率的10倍以上实用化问题这项技术如此强大甚至早在上世纪20年代前就被研究过为何迟迟无法商用化主要有以下几点原因离子引擎的推力太低之前提到过它只能带起2.5kg的飞机甚至还不到一个乘客免费托运行李的重量。因此NASA只能首先把它用在微重力、无空气阻力的太空。△ 用于宇宙飞船的离子推进器“充电2小时飞行1分钟”。这台飞机引擎的输入功率是600瓦54节锂电池大约只能供电90秒。效率太低。输入功率600瓦输出功率只有15瓦。MIT这架飞机最终实测效率仅2.5%左右如果不解决效率问题将难以实用化。Barrett教授并不幻想“离子引擎”飞机很快就能用上。他预计在短期内这种离子风推进系统可用于飞行时间较短的无人机避免恼人的螺旋桨噪声问题。他还设想离子引擎可以和燃油发动机配合以创造更省油的混合动力客机和其他大型飞机。或许正如115年前的莱特兄弟这次飞行可能将颠覆未来的航空业。未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能互联网和脑科学交叉研究机构。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
