“เครื่องบินลมไอออน” เหินฟ้าได้โดยไม่มีชิ้นส่วนใดต้องขยับลำแรกของโลก

  • 22 พฤศจิกายน 2018
เครื่องขับดันลมไอออนเป็นแนวคิดที่มีมานานหลายสิบปีแล้ว แต่เพิ่งได้รับการพัฒนาและปรับปรุงใหม่เมื่อไม่นานมานี้ Image copyright NASA / JPL
คำบรรยายภาพ เครื่องขับดันลมไอออนเป็นแนวคิดที่มีมานานหลายสิบปีแล้ว แต่เพิ่งได้รับการพัฒนาและปรับปรุงใหม่เมื่อไม่นานมานี้

ทีมนักวิจัยและวิศวกรของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (เอ็มไอที) ของสหรัฐฯ สามารถนำต้นแบบของเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยลมไอออน (Ionic wind) ขึ้นทดลองบินได้สำเร็จ ซึ่งจะนำไปสู่การพัฒนาเครื่องบินไร้เสียงที่ประหยัดพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมต่อไป

เอ็มไอทีรายงานถึงความสำเร็จดังกล่าว ผ่านบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature โดยระบุว่าเครื่องบินลำนี้จัดเป็นเครื่องบินสถานะของแข็ง (Solid state plane) ลำแรกของโลก ซึ่งสามารถบินไปได้ด้วยโครงร่างที่แข็งทื่อ ไม่มีชิ้นส่วนใดต้องขยับเคลื่อนไหวเหมือนกับเครื่องบินโดยทั่วไป แต่อาศัยพลังขับเคลื่อนจากเครื่องขับดันลมไอออน แทนที่จะเป็นเครื่องยนต์ไอพ่นตามปกติ

อุปกรณ์ของท่านไม่สามารถใช้งานเครื่องเล่นสื่อได้
เครื่องบินลมไอออนทำงานอย่างไร

หลักการทำงานของเครื่องขับดันลมไอออน เป็นไปตามหลักไฟฟ้า-อากาศพลศาสตร์ (Electro-aerodynamics - EAD) โดยขั้วไฟฟ้าความต่างศักย์สูง 40,000 โวลต์ที่ส่วนหัวของเครื่องบิน จะสร้างสนามไฟฟ้าที่ทำให้โมเลกุลของไนโตรเจนในบรรยากาศมีประจุบวก จากนั้นโมเลกุลมีประจุดังกล่าวจะถูกส่งผ่านสายไฟไปยังแพนอากาศ (Aerofoil) ที่ด้านหลังซึ่งกักเก็บประจุลบเอาไว้

ระหว่างที่ประจุบวกเดินทางไปยังด้านหลังของเครื่องบิน มันจะชนเข้ากับโมเลกุลของอากาศที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่งจะผลักให้โมเลกุลของอากาศเหล่านี้เคลื่อนที่ไปด้านหลังด้วยความเร็วสูง จนเกิดเป็นลมไอออนที่ช่วยส่งพลังขับเคลื่อนได้

ในกรณีเครื่องบินต้นแบบของเอ็มไอที ซึ่งมีระยะห่างระหว่างปลายปีกสองข้าง 5 เมตร และมีน้ำหนัก 2.45 กก. สามารถบินไปได้ไกลโดยเฉลี่ย 60 เมตร

Image copyright MIT
คำบรรยายภาพ ต้นแบบ "เครื่องบินสถานะของแข็ง" ของเอ็มไอที สามารถบินไปได้โดยไม่ต้องมีชิ้นส่วนใดขยับเคลื่อนไหว

ศ. สตีเวน บาร์เรตต์ ผู้นำทีมวิจัยและพัฒนาเครื่องบินดังกล่าวของเอ็มไอทีบอกว่า เครื่องขับดันลมไอออนเป็นแนวคิดที่มีมานานตั้งแต่ทศวรรษ 1920 และองค์การนาซาเคยให้ความสนใจศึกษาเพื่อใช้ในกิจการอวกาศเมื่อราวสิบปีก่อน แต่ท้ายที่สุดได้สรุปว่า ระบบนี้มีศักยภาพสูงในการนำไปใช้กับยานอวกาศ แต่ไม่มีประสิทธิภาพมากพอที่จะนำมาใช้กับเครื่องบินบนโลก

อย่างไรก็ตาม ศ.บาร์เรตต์ได้นำเอาแนวคิดนี้มาพิจารณาอีกครั้ง โดยได้พัฒนาระบบขับดันลมไอออนสำหรับเครื่องบินตลอดช่วง 5 ปีที่ผ่านมา

แม้ในปัจจุบันต้นแบบที่คิดค้นจะยังมีขนาดเล็ก มีกำลังขับดันไม่เท่ากับเครื่องยนต์ไอพ่น และยังไม่สามารถบินได้ในระยะไกลนัก แต่ทีมผู้วิจัยเชื่อว่าในระยะสั้นจะสามารถพัฒนาให้ใช้เป็นโดรนชนิดบินสูง ซึ่งบินได้อย่างเงียบเชียบติดต่อกันยาวนานเป็นปีเพื่อใช้งานแทนดาวเทียม

ส่วนในระยะยาวนั้น ทีมผู้วิจัยเชื่อว่าจะสามารถพัฒนาให้เป็นเครื่องบินขนส่งประหยัดเชื้อเพลิง ทั้งจะไม่ทำให้เกิดการปลดปล่อยคาร์บอนสู่ชั้นบรรยากาศโลก ซึ่งเป็นปัญหาหนึ่งของอุตสาหกรรมการบินในทุกวันนี้

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม