"Ионы салхи" хөдөлгүүртэй онгоц: Хөдөлгөөнт хэсэггүй онгоц

Онгоц нь ямар ч хөдөлгөөнт хэсэггүй тул чулуужсан түлш, батарейгаас хамаарахгүй зохион бүтээгдсэн.

-ийг нээсэн цагаас хойш онгоц 100 гаруй жилийн өмнө, бүр нисдэг Тэнгэрт нисдэг машин эсвэл нисэх онгоц нь сэнс, тийрэлтэт хөдөлгүүр, турбины ир, сэнс гэх мэт хөдөлж буй хэсгүүдийг ашигладаг бөгөөд эдгээр нь чулуужсан түлшний шаталтаас эсвэл батерейгаар ижил төстэй нөлөө үзүүлдэг.

Массачусетсийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн эрдэмтэд бараг 10 жилийн турш үргэлжилсэн судалгааны үр дүнд анх удаа хөдөлгөөнт хэсэггүй онгоц бүтээж, нисгэжээ. Энэ онгоцонд ашигладаг хөдөлгүүрийн арга нь цахилгаан аэродинамик түлхэлтийн зарчимд суурилдаг бөгөөд үүнийг "ионы салхи" буюу ионы хөдөлгөгч хүч гэж нэрлэдэг. Тиймээс ердийн онгоцонд ашигладаг сэнс, турбин эсвэл тийрэлтэт хөдөлгүүрийн оронд энэхүү өвөрмөц бөгөөд хөнгөн машин нь "ионы салхи" -аар ажилладаг. Нимгэн ба зузаан электродын (литийн ион батерейгаар тэжээгддэг) хооронд хүчтэй цахилгаан гүйдэл дамжуулснаар "салхи" үүсдэг бөгөөд энэ нь хийн ионжуулж, улмаар ион гэж нэрлэгддэг хурдан хөдөлдөг цэнэгтэй хэсгүүдийг үүсгэдэг. Ионы салхи буюу ионуудын урсгал нь агаарын молекулуудыг бут цохиж, арагшаа түлхэж, онгоцыг урагшлуулах хүчийг өгдөг. Салхины чиглэл нь электродын зохион байгуулалтаас хамаарна.

Ион хөдөлгүүрийн технологийг аль хэдийн ашиглаж байна НАСА-гийн хиймэл дагуул болон сансрын хөлөгт зориулсан сансар огторгуйд . Энэ тохиолдолд сансар огторгуй вакуум учраас ямар ч үрэлт байхгүй тул хөлгийг хөдөлгөх нь маш энгийн бөгөөд хурд нь аажмаар нэмэгддэг. Харин дэлхий дээрх агаарын хөлгүүдийн хувьд бидний гаригийнх Агаар мандал нь агаарын хөлгийг газраас дээш жолоодоход ион авахын тулд маш нягт байдаг. Энэ бол анх удаа ион технологийг манай дээр онгоцоор нисгэхээр оролдсон явдал юм гариг. Энэ нь сорилттой байсан. нэгдүгээрт, машиныг ажиллуулахад хангалттай хүч шаардлагатай, хоёрдугаарт, онгоц агаарын эсэргүүцэлээс үүсэх таталцлыг даван туулах шаардлагатай болно. Агаарыг хойш нь илгээж, дараа нь онгоцыг урагшлуулна. Сансарт ижил ионы технологийг ашиглахын хамгийн чухал ялгаа нь сансар огторгуй нь вакуум учраас ионжуулсан хийг сансрын хөлгөөр тээвэрлэх шаардлагатай байдаг бол дэлхийн агаар мандалд байгаа онгоц нь агаар мандлын агаараас азотыг ионжуулдаг.

Багийнхан олон загварчлал хийж, дараа нь таван метр далавчтай, 2.45 кг жинтэй нисэх онгоцыг амжилттай зохион бүтээжээ. Цахилгаан талбар үүсгэхийн тулд онгоцны далавчны доор электродуудыг суурилуулсан. Эдгээр нь хөнгөн цагаанаар бүрхэгдсэн сөрөг цэнэгтэй хөөсний зүсмэлийн урд талд эерэг цэнэгтэй зэвэрдэггүй ган утаснаас бүрдсэн байв. Эдгээр өндөр цэнэглэгдсэн электродуудыг аюулгүй байдлын үүднээс алсын удирдлагаар унтрааж болно.

Онгоцыг биеийн тамирын зааланд банги ашиглан хөөргөж туршсан. Олон удаа бүтэлгүйтсэн оролдлогын дараа энэ онгоц агаарт үлдэхийн тулд өөрийгөө хөдөлгөж чадсан. Туршилтын 10 нислэгийн үеэр онгоц хүний ​​нисгэгчийн жинг хасч 60 метрийн өндөрт нисч чадсан. Зохиогчид өөрсдийн дизайны үр ашгийг нэмэгдүүлэх, бага хүчдэл ашиглахын зэрэгцээ илүү их ионы салхи үүсгэхийг эрэлхийлж байна. Ийм дизайны амжилтыг технологийн цар хүрээг нэмэгдүүлэх замаар шалгах шаардлагатай бөгөөд энэ нь өгсөх ажил байж магадгүй юм. Онгоцны хэмжээ, жин нэмэгдэж, далавчнаасаа илүү том талбайг эзэлдэг бол онгоц хөвөхийн тулд илүү өндөр, илүү хүчтэй түлхэлт шаардах болно. Батерейг илүү үр ашигтай болгох, эсвэл нарны зайн хавтанг ашиглах гэх мэт өөр өөр технологиудыг судалж, ион үүсгэх шинэ арга замыг хайж болно. Энэхүү онгоц нь онгоцны ердийн загварыг ашигладаг боловч электродууд нь ионжуулагчийн чиглэлийг тодорхойлох эсвэл өөр шинэ загвар гаргах боломжтой өөр загварыг туршиж үзэх боломжтой.

Одоогийн судалгаанд тайлбарласан технологи нь чимээгүй дрон эсвэл энгийн онгоцонд төгс байж болох юм, учир нь одоо ашиглаж байгаа дрон нь дуу чимээний бохирдлын томоохон эх үүсвэр юм. Энэхүү шинэ технологийн хувьд чимээгүй урсгал нь хөдөлгүүрийн системд их хэмжээний түлхэц үүсгэдэг бөгөөд энэ нь онгоцыг тогтвортой нислэгийн үеэр хөдөлгөж чаддаг. Энэ бол өвөрмөц юм! Ийм онгоц нисэхийн тулд чулуужсан түлш шаардахгүй бөгөөд ингэснээр шууд бохирдуулагч ялгаруулалтгүй болно. Түүнчлэн, сэнс гэх мэтийг ашигладаг нисдэг машинуудтай харьцуулахад энэ нь чимээгүй байдаг. Роман нээлт хэвлэгдсэн байна Байгаль.

***

{Та иш татсан эх сурвалж(ууд)-ын жагсаалтын доор өгөгдсөн DOI холбоос дээр дарж судалгааны эх сурвалжийг уншиж болно}

Эх сурвалж

Xu H нар. 2018. Хатуу төлөвт хөдөлгүүртэй онгоцны нислэг. Байгаль. 563(7732). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0707-9

***