在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

一架由麻省理工學院團隊打造的十分特別的飛機,在學校的體育館內完成了首次飛行

IEEE電氣電子工程師 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-11-26 10:50 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

翼展 5 米,重 2.45 公斤,平均高度僅 0.47 米的情況下能持續飛行 60 米,一架由麻省理工學院團隊打造的十分特別的飛機,近日在學校的體育館內完成了首次飛行。

這些數據似乎并沒有什么特殊的地方,但這架飛機本身卻是一個十足的“異類”:它卻是人類發明的第一架不配備任何活動部件、采用“離子推進”引擎的飛機。

自第一架飛機在 100 多年前飛行以來,天空中的幾乎每架飛機都借助于螺旋槳、渦輪葉片和風扇等活動部件飛行,這些部件由化石燃料的燃燒或產生的電池組供電,伴隨著它們整個飛行過程的是惱人的噪音和持續的排放。

而這架電動飛機和則完全不同,它沒有螺旋槳、沒有渦輪機,由帶電空氣分子碰撞而成的“離子風”提供了飛行所需的推力。正如飛機的發明者、麻省理工學院航空航天副教授史蒂文·巴雷特說:“這是史上第一架推進系統中沒有任何活動部件的飛機,將為飛機帶來新的可能性,未來的飛機會更安靜,機械設計更簡單,并且不會排放燃燒物。”

圖丨史蒂文·巴雷特(圖源:MIT)

他預計,在短期內,這種離子風推進系統可用于飛行較少的嘈雜無人機。但在更進一步的發展中,巴雷特設想離子推進系統將會和傳統的燃燒系統相配合,以打造更省油的混合客機和其他大型飛機。

麻省理工學院團隊的這項成果發表在 11 月 21 日的Nature上。

靈感源于星際迷航

巴雷特透露,團隊的靈感部分來自科幻作品“星際迷航”。在他小的時候,他就非常喜歡這部片子,其中,那些看起來能夠毫不費力地在星際中穿梭的未來主義飛行器更是引起了他極大的興趣。

“這讓我不禁幻想,在遙遠的未來,飛機不應該有螺旋槳和渦輪機,它們應該只有藍色光芒的軌跡,安靜地在星際中飛行”,他說。

(圖源:MIT)

大約在九年前,巴雷特開始著手設計沒有活動部件的飛機推進系統。最終,他選擇了“離子風”(ionicwind),它也被稱為電動力學推力(electroaerodynamic,EAD)。

這種技術最初在 20 世紀 20 年代被提出,簡單來說,它描述了電流在薄電極和厚電極之間通過時可產生風,或者說推力。

而當施加的電壓足夠大時,電極之間的空氣可以產生足夠的推力來推進小型飛機。理論上來說,使用非常高的電壓時,基于 EAD 的推進器會在兩個電極周圍的空氣中產生離子,電極之間產生的電場將離子從較小的電極“甩到”較大的電極上,這些離子在行進時與正常的空氣分子碰撞,產生離子風并向前推動機器。另外,由于離子可以在兩個固定電極之間移動,因此機器不需要活動部件來為其供電。

(圖源:MIT)

這種技術目前已經被 NASA 開發,并用于外太空,部署在一些衛星和航天器上。由于太空的真空環境,這樣的系統電離的是氙氣,而巴雷特的飛機電離的是環境空氣中的氮分子。

那么,為什么科學家一直沒有在我們的飛機上使用這種技術呢?要知道,在太空中運用離子推進比在大氣中容易得多。衛星在重力牽引下環繞地球飛行,離子推進器只是用作簡單的航向校正。相比之下,大氣中飛機必須要產生足夠的推力以保持其高空飛行,還要克服恒定的空氣阻力。

早在 20 世紀 60 年代時,研究人員也得出結論,這種技術無法創造維持飛行所需的推力水平。因此,多年來,EAD 主要是業余愛好者的項目,其應用大部分僅限于小型臺式“升降機”,這些升降機與大型電壓源相連,為小型飛行器在空中短暫懸停創造足夠的風。人們普遍認為,在持續飛行中不可能產生足夠的離子風來推動更大的飛機。

2009 年,當時已是麻省理工學院航空航天學教授的史蒂文·巴雷特開始仔細研究這項技術時,他相信自己看到了其未開發的潛力。“受到飛機和宇宙飛船的相關科幻想法的啟發,我聯想到了物理學可以允許的東西”,他說。

他回憶道,有一次,他因為時差問題在一家酒店度過了一個不眠之夜。“我在思考這個問題,并開始尋找可行的方法。我做了一些背后的計算,發現它可能成為一個可行的推進系統,”巴雷特說,“事實證明,我們多年的努力才實現了這個首次試飛。”

數百次失敗后的成功:比萊特兄弟的第一次飛行更遠

在進行了多次計算機模擬后,巴雷特團隊決定設計一架翼展 5 米,質量為 2.45 千克,大約只相當于一只雞重量的飛機。

為了產生足夠強的電場,研究人員在飛機的機翼下方安裝了類似百葉窗的電極組,每個電極由帶正電荷的不銹鋼絲和由鋁覆蓋的帶有大量負電荷的泡沫片構成。該飛機還帶有一個定制的電池組和一個變壓器,變壓器可以將電池的電壓從大約 200 伏升至 40 千伏。高壓充電的電極暴露在飛機外,但它們可以通過遙控器打開或關閉,因此可以避免安全風險。

巴雷特團隊在麻省理工學院的體育館內對飛機進行了飛行測試。該體育館是他們可以找到的最大的可以進行試驗的室內空間。飛機產生的離子推力維持飛機飛行了 60 米(體育館內的最長距離)。實驗人員重復了 10 次飛行,都達到了相似的表現。

巴雷特說,“我們經歷了數次史詩般的撞機事故”。最終,該團隊設計了一個類似彈弓的裝置來幫助飛機起飛。經過數百次失敗的嘗試后,飛機終于能夠用自我推進保持空中飛行。研究人員在本周的Nature報道中說,在 10 多次的試飛中,這架飛機在大約 10 秒內飛行了 60 米,平均海拔高度為半米,比萊特兄弟的第一次飛行更遠。

但是,如果要商業化應用,這種飛機還需要在重量、可靠性、成本方面多加考慮,這些都是至關重要的的因素,還有安全、續航里程也需要考慮。

“我們顯然還有很長的路要走,而且我們需要改進很多事情才能實現這個目標。我認為沒有什么能夠讓它從根本上變得不可能”,巴雷特說。比如,推力可以通過改進變壓器系統和電池,變得更加高效;測試不同方式產生離子,或將推進器集成到飛機的框架中可以減少阻力。法國國家研究機構 CNRS 和圖盧茲大學的流體力學研究員 Franck Plouraboué 表示,連接在飛機頂部的超輕型太陽能電池板可以為 EAD 飛機提供動力。

加州大學伯克利分校的電氣工程師 Daniel Drew 認為,“這是偉大的一步。”Drew 正在研究EAD 微型機器人,并沒有參與這項研究。

(圖源:MIT)

然而,Drew 警告說,“如果他們想要將飛機尺寸做得更大,就會遇到很多問題。”他說,基本問題是放大會不成比例。隨著飛機尺寸的增加,其重量將比其機翼面積增長得更快。因此,為了保持高空飛行,一架更大的飛機每單位機翼區域必須產生更多的推力,“從物理學的角度來看,這是非常難以實現的”。Drew 認為,未來我們更有可能先看到一系列較小的 EAD 飛機。

牛津熱流體研究所的研究人員 Priyanka Dhopade 說:“雖然距離現有的噴氣式航空發動機還有很長的路要走...... 電動力推進有可能成為短距離、小載荷無人機飛行的改變者。”

值得一提的是,首次試飛成功并沒有承載任何重物,但巴雷特不排除未來人類能搭乘這種飛機的可能性。

一次里程碑式的開端

目前,團隊開發出來的 EDA 系統的推進力還不足以滿足商用飛機的需求。

但巴雷特認為,它可以與噴氣發動機一起使用。他說,電動力推進系統可以嵌入飛機中,用于重新改變沿飛機行進的空氣,增加新的推進系統可以消除阻力并提高燃油效率。因此,除了優化原型工藝之外,這也是麻省理工學院團隊計劃下一步關注的內容。

巴雷特說,“這是我們可以設計的最簡單的離子推進飛機,它證明了離子推進飛機可以飛行。這離一架可以完成實用任務的飛機還有一段距離。實用飛機需要更高效,飛得更久,而且是室外飛行。”

(圖源:MIT)

法國圖盧茲流體力學研究所高級研究員 Franck Plouraboue 表示,這種新設計是展示 EDA 可行性的“重要一步”。他指出,在這之前,EDA 甚至不能實現幾克重的飛機飛行。Plouraboue 沒有參與這項研究,他說,“這個強力的試驗結果直接證明了離子推進飛機的穩定飛行是可實現的。除了在無人機上的應用之外,很難推斷它將來會對飛機推進產生多大影響。盡管如此,這不是研究的弱點,而是未來進展的開端,這一領域終將爆發。”

團隊也相信,就像 100 多年前萊特兄弟的早期實驗一樣,這樣一個小小的開端最終會改變航空的面貌。

“我們只用了幾年時間開發這項技術,”巴雷特說,“常規推進已經發展了 100 年,但我認為我們可以實現新的目標。”

目前,巴雷特的團隊正致力于提高該飛機的效率,希望以更低的電壓產生更大的離子推力。研究人員還希望提高推力密度——單位面積產生的推力。另外,這款輕型飛機需要大面積的電極,這基本上構成了飛機的“推進系統”。理想情況下,巴雷特希望設計一種沒有可見推進系統,以及沒有單獨控制單元的飛機。

(圖源:MIT)

1903 年,萊特兄弟發明的著名飛機“飛行者一號”第一次飛行成功時,引起了轟動。當時,飛行者一號使用的是原始的汽油發動機,通過傳動鏈使雙螺旋槳旋轉提供動力。

將近 115 年后的今天,我們終于看到了另一種飛機的雛形,它在飛行時像幽靈一樣安靜,而且沒有任何活動部件。未來的飛行究竟會如何演進,我們大可放飛想象。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 無人機
    +關注

    關注

    231

    文章

    10824

    瀏覽量

    186574
  • 電動飛機
    +關注

    關注

    0

    文章

    61

    瀏覽量

    13254

原文標題:麻省理工學院重新發明飛機

文章出處:【微信號:IEEE_China,微信公眾號:IEEE電氣電子工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關推薦
    熱點推薦

    Wolfspeed與紐約州立大學理工學院加強教育研究合作

    紐約州立大學理工學院(SUNY Poly)在 近日舉行的新聞發布會上宣布,任命兩名教職人員為 Wolfspeed 捐贈講席教授(Wolfspeed Endowed Chairs),標志著該校研究擴展的重要里程碑。
    的頭像 發表于 07-04 16:12 ?235次閱讀

    【萬字長文】物聯網的激蕩二十年

    (InternetofThings)”。雖然業界致認為,1999年,麻省理工學院的KevinAshton首次提出”物聯網”這術語,但僅僅只是
    的頭像 發表于 06-27 13:42 ?702次閱讀
    【萬字長文】物聯網的激蕩二十年

    偉創力與麻省理工學院 (MIT) 就其全新的“新制造倡議”(INM) 達成戰略合作

    行業巨擘+全球頂級學府? 近日,偉創力與 麻省理工學院? (MIT) 就其 全新的“新制造倡議”(INM) 達成戰略合作 。作為INM行業聯盟的 創始成員 ,偉創力將在這項目中與MIT的研究人員
    的頭像 發表于 06-10 09:30 ?585次閱讀

    麻省理工學院香港校友會代表團到訪華沿機器人

    近日,麻省理工學院香港校友會(MIT Club of Hong Kong)代表團40余人到訪華沿機器人總部,通過展廳參觀、技術交流與座談研討,深入了解國產機器人產業發展現狀,并就“機器人+人工智能”的融合發展趨勢展開深度對話。華沿機器人CEO王光能及相關人員出席。
    的頭像 發表于 05-30 09:26 ?398次閱讀

    美國加州理工學院:研究量子傳感技術可實現粒子時空高精度探測

    ? 據美國加州理工學院官網近日消息,美國、瑞士、委內瑞拉等國組成的聯合團隊研發出了基于量子傳感技術的超導微線單光子探測器(SMSPDs),可實現粒子物理實驗中的時空同步高精度追蹤。目前該成果已在
    的頭像 發表于 05-11 16:33 ?245次閱讀

    佐治亞理工學院:毛囊級傳感器!研發可運動無感佩戴的AR控制傳感器

    ? 佐治亞理工學院的研究人員開發了種幾乎難以察覺的微結構大腦傳感器,有望使腦機接口(BCI)技術真正融入日常生活。 傳統BCI系統依賴貼附在頭皮上的電極和凝膠,存在設備龐大、使用不適等問題,而侵入
    的頭像 發表于 04-24 18:28 ?319次閱讀
    佐治亞<b class='flag-5'>理工學院</b>:毛囊級傳感器!研發可運動無感佩戴的AR控制傳感器

    江蘇理工學院蒞臨漢得利BESTAR公司考察交流

    2025年2月20日下午,江蘇理工學院電氣信息工程學院副院長陶為戈、王琪,管理學院教授謝德兵以及電氣信息工程學院梁寶博士等學術代表團蒞臨漢得利BESTAR公司考察交流。校企雙方圍繞技術
    的頭像 發表于 02-21 17:24 ?677次閱讀

    魔角石墨烯,超流剛度首次測得

    美國麻省理工學院和哈佛大學的物理學家首次在“魔角”石墨烯中直接測量了超流剛度。超流剛度是衡量材料超導性的個關鍵指標。這是科學家首次在二維材料中直接測得超流剛度,意味著人們朝著理解這種
    的頭像 發表于 02-07 11:14 ?371次閱讀
    魔角石墨烯,超流剛度<b class='flag-5'>首次</b>測得

    麻省理工學院對光子集成的量子發射器的光譜特性研究

    有待解決,因此世界各地的研究者都在積極研究。例如,集成用于通信、計算、信息處理和量子增強傳感的量子測量協議需要有源單光子量子光源,其中,發射器需嵌入在固態材料中。些性能最高的單光子源候選產品,如鉆石色中心在實驗
    的頭像 發表于 11-08 06:25 ?474次閱讀
    <b class='flag-5'>麻省理工學院</b>對光子集成的量子發射器的光譜特性研究

    麻省理工學院研發全新納米級3D晶體管,突破性能極限

    11月7日,有報道稱,美國麻省理工學院的研究團隊利用超薄半導體材料,成功開發出種前所未有的納米級3D晶體管。這款晶體管被譽為迄今為止最小的3D晶體管,其性能與功能不僅與現有的硅基晶體管相當,甚至在某些方面還超越了后者。
    的頭像 發表于 11-07 13:43 ?868次閱讀

    麻省理工學院推出新型機器人訓練模型

    近日,據TechCrunch報道,麻省理工學院的研究團隊展示了種創新的機器人訓練模型,該模型突破了傳統模仿學習方法的局限,不再依賴標準數據集,而是借鑒了大型語言模型(LLM)如GPT-4等所使用的大規模信息處理方式,為機器人學
    的頭像 發表于 11-04 14:56 ?930次閱讀

    24M開發出新隔離膜可降低電動汽車電池火災風險

    Technologies,這家源自麻省理工學院拆公司,攜手日本合作伙伴,共同推出了這款創新產品,并計劃于2026年進行大規模市場推廣。
    的頭像 發表于 10-22 15:05 ?948次閱讀

    VILA與其他模型在提供邊緣AI 2.0方面的表現

    VILA 是 NVIDIA 研究部門與麻省理工學院共同開發的高性能視覺語言模型系列。最大的模型約有 400 億參數,最小的模型約有 30 億參數,并且完全開源(包括模型檢查點、訓練代碼和訓練數據)。
    的頭像 發表于 10-10 10:06 ?787次閱讀
    VILA與其他模型在提供邊緣AI 2.0方面的表現

    美國佐治亞理工學院行蒞臨達實智能調研

    近日,美國佐治亞理工學院“聚焦數據科學領域·深度探訪粵港澳大灣區”學生代表團來深交流。美國佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)行探訪了大灣區科技企業代表達實智能。
    的頭像 發表于 09-26 09:21 ?785次閱讀

    貴州理工學院采購南京大展的DZ-STA200同步熱分析儀

    理工學院采購了南京大展的DZ-STA200同步熱分析儀,就是客戶對于我們品牌產品的認可。DZ-STA200同步熱分析儀作為集熱重分析(TG)與差示掃描量熱分析(DSC)
    的頭像 發表于 09-18 16:22 ?440次閱讀
    貴州<b class='flag-5'>理工學院</b>采購南京大展的DZ-STA200同步熱分析儀
    主站蜘蛛池模板: bl高h文 | 四虎精品影院 | 你懂的福利 | 国产一区二区三区美女图片 | 色综合天天综合网看在线影院 | 日本高清高色 | 欧美一级高清片欧美国产欧美 | 奇米欧美成人综合影院 | 午夜影院免费体验 | 黄色一级a毛片 | 欧美zooz人禽交免费 | 国产精品久久久久久福利 | 欧美肥胖女人bbwbbw视频 | 国产小视频在线观看www | 一区二区三区四区在线不卡高清 | 视频在线高清完整免费观看 | aa视频免费看 | 在线精品小视频 | 青青草国产三级精品三级 | 日韩三级在线观看视频 | 国产精品久久久久久久午夜片 | 涩涩爱影院| 亚洲日韩色图 | 永久黄网站色视频免费观看99 | 欧美一区二区三区在线 | 午夜视频在线观看免费视频 | 乱好看的的激情伦小说 | 久久久这里有精品999 | 井野雏田小樱天天被调教 | 国产伦精品一区二区三区免 | 韩国三级hd中文字幕好大 | 日本三级在线播放线观看2021 | 调教双性学霸美人 | 天天好比网 | 操国产美女 | 日本黄页网 | 色色色色色网 | 狠狠色狠狠色综合日日不卡 | 99久久亚洲国产高清观看 | 免费人成网ww44kk44 | 91在线视频观看 |