Sau hàng chục năm nghiên cứu, các nhà khoa học chứng minh được rằng khí điện động lực học có thể áp dụng lên máy bay.
Thoạt nhìn, bạn sẽ tưởng đây là nguyên mẫu máy bay của hai anh em nhà Wright. Đây là một thiết bị bay hoàn toàn khác, tuy rằng ý nghĩa của cả hai chiếc máy bay đều mang tính lịch sử vậy. Hình bạn nhận thấy trên đây là vật nguy cơ đầu tiên có thể bay bằng động cơ ion.
Những kỹ sư ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) thiết kế và chế tạo thiết bị này nhằm thử nghiệm độ thành công của hệ thống tạo lực đẩy mới, dựa trên nguyên lý lực tạo ra từ các hạt mang điện biến chứng lên dung dịch. Những bạn đừng nhầm với động cơ không tưởng (mà cũng chưa chắc là không tưởng) EM Drive, công nghệ này hoàn toàn khác.
EM Drive.
Nguyên lý này có tên khí điện động lực học - electroaerodynamic (EAD), đơn giản hơn nhiều EM Drive. Việc bắt nguồn các electron và các phân tử mang điện tích – những ion đều tạo ra lực đẩy trong khí quyển của Trái đất. Còn một trường hợp nữa đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành EAD có tên phóng điện vầng quang – corona discharge, nếu phóng điện xảy ra khi ion-hóa các dòng chất lưu (như nước, không khí) nằm quanh một chất dẫn có dòng điện chạy qua.
Trong vật lý điển hình của Newton, những "dòng gió mang điện tích" sẽ có cùng hiệu ứng với gió thường làm cánh quạt máy bay quay hay lượng nhiệt tỏa ra từ một động cơ phản lực. Trên lý thuyết, khi các phân tử không khí bị ion hóa di chuyển sẽ tạo ra lực đẩy. Đã từ lâu, trong giới khoa học, người ta coi đây là khái niệm rất hay... Trên giấy.
Để biến chúng thành những động cơ hiệu quả, lực đẩy phải đủ nặng để mang một khối lượng to lớn (ví dụ như cái máy bay) lên không được. Bằng chứng chất đầy suốt một thập kỉ nghiên cứu chỉ ra rằng khí điện động lực học chỉ là chuyện cổ tích.
Suốt một thập kỉ nghiên cứu chỉ ra rằng khí điện động lực học chỉ là chuyện cổ tích.
Hồi năm 1960, đã có các thử nghiệm bạn đầu cố gắng đưa EAD vào đời thực thế nhưng không có kết quả. Mười năm trước, NASA kết luận "dùng phóng điện vầng quang để tạo lực đẩy cho thiết bị bay có vẻ không hiệu quả". Những nhà khoa học vẫn cứng đầu, họ hiểu lực đẩy dù là khá nhỏ nên suy luận rằng họ chưa tìm ra được thiết kế thành công hay bên cạnh đó là vật liệu hiệu quả để EAD có khả năng trở thành sự thực.
Các nhà khoa học MIT cũng không bỏ cuộc. Họ sử dụng một kĩ thuật có tên lập trình hình học để tìm ra thiết kế tối ưu nhất, luận ra tất cả những ẩn số cần có để EAD hoạt động, tìm ra một thiết bị bay vượt trội hơn so với các thử nghiệm trước đây, nhằm giải đáp bí ẩn EAD.
Phi công điều khiển thiết bị bay là một thiết bị phát điện tạo ra ít nhất 20.000 volt điện áp, có khả năng đưa được máy bay lên không. Phiên bản máy bay hoàn thiện trông chẳng khác gì thiết bị bay đầu tiên trong lịch sử của hai anh em nhà Wright. Một biểu hiện tốt đấy chứ?
Thử nghiệm máy bay vận hành bằng điện.
Nó chỉ nghiêm trọng 2,5kg, cả 10 chuyến bay thử đều không quá được 60 mét. Thế nhưng không nguy cơ phủ nhận được sự thật: nó đã bay, lượn êm đềm trên không chỉ với lực tĩnh điện, cho tốc độ 4,8 mét/giây, tương đương 17,28 km/h. Tuyệt hơn nữa, độ thành công của công nghệ này tỉ lệ thuận với tốc độ. Tức là nó bay càng nhanh, năng lượng tiêu tốn sẽ càng ít. Với tốc độ 300 m/s = 1080 km/h, cái máy bay sẽ tăng tỉ lệ thành công lên thêm 50%.
Động cơ hiện ở của máy bay chỉ toàn là dây điện, tăng lượng dây lên cũng không làm tăng số đông số tiền. Quy mô chiếc máy bay sẽ còn có thể tăng được hơn nữa.
Hiệu quả này đã đánh dấu mốc động cơ dùng công nghệ khí điện động lực học – EAD có "thể rắn": hoạt động không cần đến nhiên liệu đốt hay bất kì bánh răng nào. Cái máy bay chạy êm ru như một động cơ điện đích thực.
Cứ mơ đi tuy nhiên đừng vội bay xa quá, vì ta chưa thể có được một chiếc máy bay dân dụng chạy điện đâu. Rõ ràng là công nghệ hoạt động được, đúng là có thể tăng quy mô của nó lên tuy nhiên chưa thể khẳng định ta biến nó thành một cái máy bay có tải trọng khá lớn luôn được. Ta đã có bằng chứng nó hoạt động được trong tay, hãy cứ chờ xem tương lai mang lại gì cho ta. Trước mắt có thể nghĩ ngay đến một phi đội drone chạy điện êm ru.
Nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí Nature.
0 Nhận xét:
Đăng nhận xét