▲麻省理工学院设计的无任何活动部件的飞机试飞成功

未来，如果我们想在城市里使用无人机运送物品（充当快递员），你一定不希望它是个爱“大声喧哗”的“快递员“，但目前的飞机飞行时会产生噪音污染，而且声响相当大。

不过，这里有好消息啦！

美国麻省理工学院（MIT）的研究人员开发了一种新型飞机，在没有任何转动部件带动下，依然能够像幽灵一样在天空安静地飞行。《自然》杂志近日发表了这项可能将颠覆未来的航空业的新成果。

从设想到雏形，花了7年时间

航空工程师们长期以来一直认为，EAD技术在理论上是可以给飞机提供动力，但麻省理工学院（MIT）的航空工程师史蒂芬?巴雷特却表示：“想以EAD为动力托起飞机自身庞大的重量，这并非易事，而且一直以来都没有人能够将这一理论付诸实施。我和我的同事们花了大约7年的时间才终于成功将EAD运用到了飞机试飞过程。”

在EAD推进系统中，强大的电场产生快速移动的带电离子风，这些带电粒子撞击中性空气分子，将其推向飞机后方，给飞机提供一个同等大小的推力。

这项技术首先被应用到外太空中。这项也被称为离子驱动、离子风或离子推进的技术，已被美国宇航局（NASA）用于开发外层空间，部署在一些卫星和航天器上。

在太空真空环境中，这类系统利用的是像氙这样的流体来产生电离作用，而巴雷特的飞行器设计利用的则是周围空气中的氮分子。

然而，在太空部署离子驱动器要比在大气中容易得多。因为卫星在地球引力引导的作用下环绕地球运动，所以只需少量的离子驱动用于路线修正。而在大气中飞行的飞机则完全不一样，必须要有足够的推力，才能让飞机在空中保持一定的高度，并克服持续的空气阻力。

在进行了多次计算机模拟之后，巴雷特的团队决定设计一架翼展5米、质量为2.45公斤的飞机，它很轻，大约只相当于一只鸡的重量。

为产生所需的电场，在飞机机翼下带负电荷的铝制泡沫片前几厘米处，安装几组带正电荷的不锈钢丝电极。飞机还携带有一个定制电池组和一个转换器，可将电池电压从200伏特提高到4万伏。虽然高电荷的电极被暴露在飞机框架上，但可以通过遥控操作开启或关闭，以避免可能的安全风险。

飞机的试飞测试是在麻省理工学院的一个体育馆里进行的，经历多次重大失败之后，研究小组最终设计了一种类似弹弓的机械弹力系统发射装置来帮助飞机起飞。

终于，这架飞机能够依靠自身产生的推力在空中逗留。在10多次的试飞测试中，这架飞机在大约10秒钟内飞行了60米，平均高度为0.5米，飞行距离比莱特兄弟的第一次飞行更远一些。

▲试飞场景

从雏形到实践，还有很长的路

麻省理工学院的这个团队使用的设计原型重约5磅，机翼宽5米，上面覆盖着一排细而粗的电线，充当正极和负极。与此同时，飞机的机身上还装有大量锂聚合物电池。这些电池供电给电线充电。然后它们吸引、吸引并从周围的空气分子中剥离带负电荷的电子，留下离子云与带负电荷的导线相互作用。其结果是推动飞机前进的推力。

加州大学伯克利分校电气工程师丹尼尔?德鲁表示：“这是了不起的第一步。”德鲁研究的是EAD动力微型机器人，但没有参与EAD动力飞机的研究。

德鲁告诫称：“如果要增大飞机的尺寸，他们还会遇到很多问题。”关键问题在于，随着飞机体积的增大，其重量增加将超过机翼面积的增大。关键问题在于，随着飞机体积的增大，其重量增加将超过机翼面积的增大。

他解释说道：“更大的飞机要求机翼每单位面积产生更大推力，才能浮在空中，而要做到这一点，从物理学的观点来看是极为困难的。”

巴雷特说：“不排除有朝一日EAD飞机可以用来运载人类的可能性，我们还有很长的路要走，还有很多东西需要改进，但我不认为有什么克服不了的困难。”

编辑：沈湫莎

责任编辑：任荃

来源：综合自世界科学、腾讯新闻等