پرواز اولین هواپیمای یونی

چکیده: نشریه نیچر امسال خبر از پرواز یک هواپیمای یونی را داد که می‌تواند آینده‌ای روشن از پروازی پاک و بی سروصدا را برای ما به تصویر بکشد. به طوری که دیگر هواپیماها به عنوان عامل انتشار گازهای گلخانه‌ای در نظر گرفته نخواهند شد.
تعداد کلمات: 1017 زمان تخمینی مطالعه: 5 دقیقه

هواپیمایی که توسط نیروی حاصل از جریان یونی حرکت می‌کند می‌تواند نمایانگر آینده‌ هواپیماهای پاک‌تر باشد که دیگر گازهای گلخانه‌ای را متصاعد نمی‌کنند و صدای پرواز آنها آزار دهنده نخواهد بود.
در فوریه 1904، خبری کوتاه در نشریه نیچر منتشر شد که یک رویداد برجسته را اعلام می‌کرد. این خبر، دستاورد دو برادر آمریکایی به نام اورویل و ویلبر رایت را ثبت کرد که اختراع خود را چند ماه پیش از یک تپه در کارولینای شمالی به پرواز در آورده بودند. ژورنال نیچر در ان خبر اظهار داشت، "اکنون به نظر می‌رسد که آنها توانسته‌اند خود را از روی زمین به وسیله یک ماشین پرنده موتوری حرکت دهند". این اولین پرواز مصنوعی موفق بود و با استفاده از آن ماشین پرنده حداکثر مدتی که می‌شد پرواز کرد، تنها 12 ثانیه بود.
تقریبا 115 سال بعد، نیچر گزارش دیگری در مورد یک پرواز کوتاه تاریخی دیگر، که این بار 8-9 ثانیه ادامه داشت، گزارش می‌دهد. این خبر موجی از هیجان و توجه را به خود معطوف کرد. محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در کمبریج، در رابطه با این پرواز می‌گویند که این هواپیما نیز مانند اولین هواپیماها با شکست های زیادی مواجه شده است تا به نتیجه و انجام برسد. این هواپیما به کمک یک باتری به یک نوع موتور یونی متصل است که هیچ قطعه متحرکی ندارد.

نسخه اولیه این هواپیما هیچ سرنشینی ندارد و در کل 5 سانتیمتر طول و فقط 2.5 کیلوگرم وزن دارد، که تقریبا به اندازه یک دهم وزن باری است که هر مسافری می‌تواند در پروازهای هوایی به همراه داشته باشد. این هواپیما به سختی از زمین بر می‌خیزد و در این آزمایش تنها در ارتفاع 1.5 فوتی (0.47 متر) زمین قادر به پرواز شد. اما هر کسی که آن را تماشا می‌کند، مطمئنا می‌تواند چشم اندازی از آینده‌ای با هواپیماهای پاک‌تر و کم سروصداتر را ببیند.در مجموع، نیروی محرکه این هواپیما تنها توسط باد تولید شده از حرکت مولکول‌های یونیزه هوا که بین دو الکترود جریان می‌یابند، تولید شده است.
در مقاله‌ای که بر اساس طراحی این هواپیمای یونی نوشته شده است، به صورت خبری و تصویری به ذکر جزئیات فنی و چالش‌هایی که برای ساخت هواپیمای یونی در مقیاس واقعی وجود دارد، می‌پردازد. آیا چنین هدفی قابل دستیابی است؟ به عقیده عموم، احتمالا امکان پذیر نخواهد بود. اما پیش از آن نیز گفته می‌شد که هواپیماهای یونی یا دارای موتورهای الکتروآرئودینامیک که با استفاده از نیروهای الکتریکی سبب سرعت بخشیدن یون‌ها در محیط و تولید یک جریان یونی می‌شود، هرگز پرواز نخواهند کرد. در مجموع، نیروی محرکه این هواپیما تنها توسط باد تولید شده از حرکت مولکول‌های یونیزه هوا که بین دو الکترود جریان می‌یابند، تولید شده است.

باد یونی در ابتدا در دهه 1960 شناسایی شد، اما اکثر دانشمندان و متخصصان هواپیمایی از همان ابتدا اصرار داشتند که این روند هرگز به اندازه کافی کارآمد نبوده و آزمایشات بیشتر را به علاقه مندان این عرصه واگذار کردند. با این حال، نه تنها محققان MIT اولین پرواز خود را با یک هواپیما که با استفاده از این نیرو پرواز می‌کند نشان دادند، بلکه بیان داشتند که کارایی آن با افزایش اندازه هواپیما افزایش خواهد یافت، زیرا در این مقیاس، الکترودهایی که به عنوان موتور عمل می‌کند، آیرودینامیک کمی را می‌تواند ایجاد کند. آنها با در نظر گرفتن این موارد تحقیقات وسیع‌تری را در آینده انجام خواهند داد و پیش بینی می‌شود که در آینده‌ای نه چندان دور نتایج عملی تری به دست آورند.
این موفقیت اولیه دانشمندان مطمئنا سایر تیم‌های تحقیقاتی را به خود جذب خواهد کرد تا این فناوری که برای به مدتی طولانی فراموش شده است، دوباره مورد توجه قرار گیرد و بدون شک شامل تحقیقات نظامی و برنامه‌های کاربردی نیز خواهد شد. ساخت هواپیماهای بدون سرنشین و ساکت که به دلیل داشتن موتورهایی بدون سیگنال‌های مادون قرمز غیر قابل شناسایی هستند- بسیاری را نگران می‌کند و باید به صورت شفاف مورد بحث قرار گیرد.

اثرات دوستدار طبیعت هواپیماهای یونی

اولین پرواز این هواپیمای یونی موجب افزایش هیجان بسیاری شده است، درست همانند اولین پرواز که به وسیله برادران رایت انجام شد. آیا این پرواز نیز می‌تواند همانقدر تاثیر گذار باشد؟ همانطور که شما می‌دانید، امروزه بین 6،000 تا 12،000 هواپیمای تجاری در صنعت هوایی فعالیت دارند و این هواپیماها هر روزه بیش از 100،000 پرواز یا بیشتر انجام می‌دهند و هر یک از آنها حجم زیادی از گازهای گلخانه‌ای را به جو زمین وارد می‌کند. اما سوخت پاک و طبیعی مورد استفاده در هواپیماهای یونی که حاصل از جریان یونی ایجاد شده بین دو الکترود است نه تنها آلودگی ایجاد نخواهد کرد بلکه صدای وحشتناک و کر کننده هواپیماهای فعلی را هم نخواهد داشت. با گسترش و کاربردی شدن هواپیماهای یونی دیگر با صدای پرواز یک هواپیما سرتان را بالا نخواهید گرفت و خط دودی که پشت مسیر خود به جای می‌گذارد را مشاهده نخواهید کرد.

پیش‌بینی آینده هواپیماها

پیش‌بینی در زمینه آینده پرواز و هواپیماها خطرناک است، زیرا این صنعت می‌تواند دستخوش حوادث غیرمترقبه و یا انتظارات غیر واقع بینانه قرار بگیرد. (فقط چهار سال قبل از قتل عام وسیعی که در جنگ جهانی دوم صورت گرفت، نشریه نیچر به طور جدی پیش بینی کرده بود که خطر حملات هوایی در راه است و در دهه 1970 ادعا کرد که هواپیماهای هیدروژنی تا پایان قرن بیستم کاربردی خواهند شد).
زمانی که برادران رایت در دسامبر 1903 پرواز تاریخی خود را ثبت کردند، توجه زیادی به آنها نشد. بخشی از آن به این علت بود که این ایده فقط یکی از چند ایده‌ای بود که برای دستیابی به پرواز مورد آزمایش قرار گرفته بود، سایر محققان در مورد پرواز گلایدرها، کایت و بالون‌ها موفقیت‌هایی به دست آورده بودند. درست مانند اکنون که اگرچه موتورهای یونی فقط یک گزینه مثبت و مورد نیاز برای بهبود کارایی و رفع تاثیرات نامطلوب محیطی موتورهای هواپیما در نظر گرفته می‌شوند که می‌توان با اصلاحاتی در سوخت و طراحی به آن دستیافت، اما بیایید امیدوار باشیم که روزی شاهد پرواز وسیع آنها باشیم.

برگرفته از سایت nature