Nieuwe motor drijft stil vliegtuig aan

Een modelvliegtuig op accu’s genereert zelf de wind die het voortstuwt. Het toestel heeft geen bewegende motoronderdelen en vliegt daardoor volledig geruisloos.

Een modelvliegtuig op accu’s genereert zelf de wind die het voortstuwt. Het toestel heeft geen bewegende motoronderdelen en vliegt daardoor volledig geruisloos.

Christine Y. He/MIT News

Voor het eerst is het gelukt een vliegtuig aan te drijven met een motor zonder bewegende delen.

Gewoonlijk zijn er propellers of turbines nodig voor de voortstuwing.

De nieuwe, op accu’s werkende motor is ontwikkeld door luchtvaartingenieurs van het MIT in de VS.

Ionische wind zorgt voor voortstuwing

Het concept erachter heet solid state. De motor benut een stroom elektrisch geladen ionen, die vanuit elektroden vóór op de vleugels naar elektroden verder naar achteren worden gestuurd.

De voorste elektroden zijn positief en onttrekken daardoor elektronen aan stikstofatomen in de lucht.

© Ken Ikeda

Die atomen raken dus een negatief elektron kwijt en worden daardoor positief geladen ionen, die een weg zoeken naar de achterste, negatieve elektrode.

Onderweg botsen ze op andere luchtmoleculen, die in dezelfde richting worden geduwd. Zo ontstaat een zogeheten ionische wind die het vliegtuig lift en voortstuwing geeft.

Spanningsverschil stuwt vliegtuig voort

/ 3

1.

De positieve elektrode neemt elektronen op van stikstofatomen in de lucht. De positieve stikstofionen (roze en rode stippen) stromen naar de negatieve elektrode.

1

2.

De ionen botsen onderweg op ­neutrale luchtmoleculen (gele sterretjes) en geven die een impuls.

2

3.

De neutrale luchtmoleculen (blauwe pijlen) passeren de vleugel en geven stuwkracht en lift.

3
© © Christine Y. He/MIT News

Stil vliegtuig kan op termijn satellieten vervangen

De onderzoekers experimenteerden met de balans: de accu’s moesten genoeg vermogen leveren om het vliegtuig te kunnen aandrijven, maar niet te zwaar zijn, want dan kon het toestel ze niet dragen.

Er was een spanningsverschil van 40.000 volt tussen de elektroden nodig om het vliegtuig 12 seconden in de lucht te houden en 60 meter af te leggen.

Het vliegtuigje heeft een spanwijdte van 5 meter en weegt 2,45 kilogram. Er is dus nog een lange weg te gaan voordat de technologie in vracht- of passagiersvliegtuigen toepasbaar is.

Wel is ze te benutten in drones die bijvoorbeeld dierenbestanden in de gaten houden, waarbij geruisloos vliegen van belang is.

Op langere termijn kan de techniek ook worden gebruikt in hoogvliegende zonnevliegtuigen, die bepaalde taken van satellieten kunnen overnemen.