iyonik uçak ile havacılık ve uzay araştırmalarında yeni dönem

0
95
iyonik uçak
iyon uçak

MIT mühendisleri hiçbir hareket eden parçası olmayan ilk iyonik uçak modelini uçurdular. Sessiz ve hafif olan uçak fosil temelli bir yakıt kullanmıyor.

İyon rüzgarı ile hareket eden iyonik uçak

100 Yılı aşkın bir süredir gökyüzünde neredeyse havalanan her uçak pervaneler ve türbin kanatları gibi fanları ile büyük gürültü çıkaran hareketli parçaların yardımıyla uçmaktadır.

Ancak MIT mühendisleri geliştirdikleri “iyonik rüzgar” sayesinde ne bir pervane ne de bir türbin olmadan, uçakta elde edilen sessiz ancak güçlü iyon akımlarını kullanarak bir ilki başardılar.

Türbin ateşlemeli uçakların aksine geliştirilen hava aracının uçması için hiçbir fosil kaynaklı yakıta ihtiyacı yok. Yeni geliştirilen tasarım tamamıyla sessiz çalışıyor.

MIT’ de havacılık ve astronotik (uzay yolculuk bilimi) profesörü Steven Barrett geliştirdikleri tasarımla ilgili şu açıklamayı yapıyor: “Bu, entegre itme sisteminde hiçbir hareketli parça bulundurmadan havada sabit bir şekilde uçabilen ilk uçaktır. Bu yeni tasarım, hiçbir zehirli gaz yaymadan, daha basit bir mekanik tasarım ve sessizlikle, havacılıkta bizlere henüz keşfedilmemiş yepyeni olasılıkların kapısını açacaktır.”

Barrett bu başarıları sayesinde kısa vadede, iyon rüzgarı itme sistemlerinin drone araçların daha az gürültü çıkarmaları için kullanılabileceğini, uzun vadede ise iyon itme sistemlerinin günümüz yanma kontrol sistemleri ile entegre edilerek daha tasarruflu hibrit yolcu uçaklarında ve diğer hava taşıtlarında kullanılabileceğine inanıyor.

Barrett ve araştırmayı yürüten takımın elde ettikleri sonuçlar journal Nature’ da bu hafta yayınlandı.

İyonik uçak fikri nereden çıktı?

Barrett, takımın iyonik uçak tasarımı için ilham kaynağının çocukken izlemekten bıkmadığı uzay yolu dizisi ve filminden aldığını anlatıyor. Çocukken, uzay araçlarının filmlerde hiçbir zorluk yaşamadan, gürültüsüz bir şekilde havadan çekilmelerinin oldukça dikkatini çektiğini açıklayan Barrett sözlerine şu şekilde devam ediyor: “Bu benim, uzun soluklu bir gelecekte uçakların tirbün ve pervanelerinin olmaması gerektiğini düşünmemi sağladı. Onlar, mavi bir parıltı olarak sessizce kaybolan uzay yolu dizisindeki uzay araçları gibi olmalıydı.”

iyonik uçak
iyonik uçak, credit: mıtedu

Bundan dokuz yıl kadar önce, Barrett uçaklar için hareketli bir parçası bulunmayan yeni bir çeşit itiş sistemi tasarlamanın yollarını aramaya başladı. Sonunda da elektroaerodinamik itme yaratan ( 1920’ li yıllarda ilk kez tanımlanan ve ince ve kalın bir elektrodun arasında akım oluştuğunda oluşturulabilecek bir rüzgar veya tepkiyi tanımlayan fizik kuralı olarak bilinir.) iyonik rüzgar fikrine ulaştı. Eğer yeteri kadar elektriksel gerilim uygulanırsa, elektrodlar arasındaki hava, küçük bir hava aracını sürecek kadar itiş gücü sağlayacaktır.

Yıllardır elektroaerodinamik itiş gücü çoğunlukla bir hobi projesi olarak görüldü. Yapılan tasarımlar da doğal olarak masa üzerinde geliştirilen, iplerle büyük voltaj kaynaklarına bağlanan ve havada çok kısa bir süre kalan denemelerin ötesine geçmemişti.

Barrett: “Uzun bir uçak yolcuğunun ardından otelde geçirdiğim uykusuz bir geceydi. Bunun hakkında düşünüyordum. Nasıl mümkün olabileceğinin yollarını aramaya başladım. Bir zarfın arka yüzünde bazı hesaplamalar karaladım ve evet, uygulanabilir bir itme sistemi olduğunu buldum. O günden bugüne ilk deneme uçuşunu yapabilmemiz için üzerinde yıllarca çalışmamız gerekti.”

İyonik Uçak nasıl uçuyor?

Takımın geliştirdiği iyon uçak geniş ve hafif bir planöre benziyor. Ağırlığı yaklaşık 2.2 kg. olan iyonik uçak 5 metelik bir kanat genişliğine sahip. Hava aracı, kanatlarının ön kısmında yatay bir şekilde dizili teller taşıyor. Bu teller, uçağın arka kanatlarına benzer şekilde bu sefer negatif yüklü elektrodlar gibi davranacak kalın teller yerleştirildiğinde pozitif yüklü elektrodlar gibi davranıyor.

İyonik uçak gövdesi lityum polimer bataryalar taşımaktadır. Barrett’ ın takımı, ekibe profesör David Perreault’un elektronik araştırma laboratuvarındaki, batarya gücünü bir uçağı sürebilecek güçte itme kuvvetine dönüştüren elektronik güç araştırma grubundan üyeleri de dahil etti. Bu şekilde bataryalarla telleri pozitif akımla yükleyebilecek 40000 voltluk bir elektrik kaynağı sağlanabildi.

iyonik uçak
iyonik uçak

Tellere bir kez enerji verildi mi, negatif yüklü elektronları etrafı çevreleyen hava moleküllerinden temizlenerek, çekilip geriye atılıyor. İyonize edilerek geride kalan hava molekülleri bunun karşılığında uçağın arkasındaki negatif yüklü elektrodlara yöneliyor.

Bu şekilde oluşan iyon akım bulutları negatif yüklü tellere doğru akıyor. Her bir iyon, hava molekülleri ile milyonlarca kez çarpışarak hava aracının ileriye doğru gitmesini sağlayan itme kuvvetini yaratmış oluyor.

İyonik uçak araştırması; MIT Lincoln Laboratuvarı, the Professor Amar G. Bose Research Grant ve SMART (Singapore-MIT teknoloji ve araştırma ortaklığı) tarafından desteklendi.

Robotikpedia, gelecekte görüşmek üzere…

Kaynak: mit.edu “MIT engineers fly first-ever plane with no moving parts” Yazar: Jennifer Chu <http://news.mit.edu/2018/first-ionic-wind-plane-no-moving-parts-1121>

Robot haberleri, robotik haberler, iyonik uçak haberleri

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu girin
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.