Praėjus daugiau kaip šimtmečiui po brolių Wrightų (Raitų) pirmojo skrydžio variklį turinčiu sunkesniu už orą aeroplanu, mokslininkai gyrė „istorinį“ naujosios technologijos bandymą, kada nors galbūt galintį sumažinti aviacijos indėlį į atmosferos taršą šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis.

Nuo pat Orville'o (Orvilio) ir Wilburo (Vilburo) Wrightų įsimintino skrydžio 1903 metų žiemą lėktuvus varo propelerius sukantys motorai arba reaktyviniai varikliai, kuriuose turi būti deginamas kuras, kad būtų sukuriama traukos jėga.

Tuo metu Masačusetso technologijų instituto ekspertai (MIT) sugebėjo pritaikyti vadinamąjį elektroaerodinamikos procesą, nors anksčiau manyta, kad galimybių šią technologiją praktiškai panaudoti orlaiviams varyti nėra.

Pagal naująją technologiją sukonstruoto lėktuvo modelis, kurio sparnų mojis – penki metrai, per bandymą nuskrido 55 metrus 4,8 metro per sekundę (13,7 km per valandą) greičiu.

Toks greitis toli gražu neprilygsta viršgarsiniam, bet naujojo bandymo rezultatai gali būti toli siekiantys.

„Skraidymo ateitis neprivalo būti tokie dalykai kaip propeleriai ir turbinos“, – sakė šį prototipą sukonstravęs Stevenas Barrettas (Stivenas Baretas).

„Ji turėtų būti panašesnė į tai, ką matome (filmuose) „Žvaigždžių kelias“ (Star Trek) – su savotišku mėlynu švytėjimu, tyliai sklendžiant oru“, – pridūrė jis.

Iš pirmo žvilgsnio naujojo orlaivio modelis atrodo ištisais šviesmečiais aplenkęs kitus atsinaujinančiųjų šaltinių energijos technologijomis pagrįstus lėktuvus, tokius kaip „Solar Impact II“, 2015–2016 metais apskridęs aplink Žemės rutulį, varomas vien saulės energijos.

Tačiau kitaip negu „Solar Impact“, S. Barretto lėktuve nėra jokių propelerių, fotoelementų ar kokių nors judančių dalių.

Jo variklis yra į groteles panaši sistema, sudaryta iš dviejų pagrindinių dalių.

Priekyje lygiagrečiai išdėstyta keletas elektrodų iš lengvos vielos. Jiems suteikiamas didžiulis, 20 tūkst. voltų teigiamas elektros krūvis, įelektrinantis orą ir paverčiantis azoto molekules teigiamą krūvį turinčiais jonais.

Už šių elektrodų išdėstytiems aerodinaminio profilio elektrodams suteikiamas neigiamas 20 tūkst. voltų krūvis. Dėl to jonai, susidarę prie priekyje esančių elektrodų, yra stumiami prie galinių, pakeliui užgriebdami daugiau oro molekulių ir sukurdami „joninį vėją“, suteikiantį orlaivį stumiančią ir keliančią jėgą.

„Manėme, kad tai neįmanoma“

Joninio vėjo technologija yra žinoma dar nuo praeito amžiaus 7-o dešimtmečio, bet anksčiau manyta, kad ji nepakankamai veiksminga, todėl jos nebus įmanoma sėkmingai pritaikyti aviacijoje.

Vis dėlto MIT komanda ne tik įrodė, kad joninio vėjo varomas aparatas gali skraidyti, bet ir prognozuoja, jog šios technologijos veiksmingumą ir orlaivių greitį galima smarkiai padidinti, nes elektrodų sistemų sukuriama oro trintis gana menka. Taigi, joninio vėjo varikliai ateityje potencialiai gali atverti galimybę statyti didesnius ir greitesnius lėktuvus.

„Aišku, kad tai labai ankstyvos (šios technologijos) dienos, bet MIT komanda atliko kažką, kas, kaip manėme anksčiau, nėra įmanoma: panaudojo pagreitintas jonizuotas dujas orlaiviui varyti“, – sakė prie šios studijos neprisidėjęs aerokosminių technologijų inžinierius Guy Grattonas (Gajus Gratonas), dirbantis vizituojančiu profesoriumi Didžiojoje Britanijoje veikiančiame Kranfildo universitete.

S. Barrettas sakė esąs įsitikinęs, kad dabartinį prototipą būtų galima „reikšmingai“ padidinti, bet perspėjo, kad naujosios technologijos varomosios galios galimybės gali būti ribotos.

„Dar nežinome, ar yra tokia riba, ir tikrai mėginsime tai pritaikyti kiek įmanoma didesniu masteliu, – pabrėžė tyrėjas. – Dar nežinau, ar kada nors greitai pamatysite mūsų aparatą skraidinant žmones, bet, aišku, labai džiaugčiausi, jeigu taip nutiktų.“

Komercinis pritaikymas

S. Barretas sakė naujienų agentūrai AFP, kad ši technologija galėtų būti panaudota sumažinti komercinių lainerių oro pasipriešinimo koeficientui sumažinti, todėl sumažėtų skrydžių energijos sąnaudos.

„Tai būtų daug veiksmingiau negu esant dabartinei padėčiai, kai stumiamoji jėga sukoncentruota varikliuose, turinčiuose kovoti su daugiausiai pasyviomis aerodinaminėmis plokštumomis, kuriančiomis keliamąją jėgą“, – aiškino jis.

Naujosios technologijos tyrimų rezultatus pristatantį straipsnį paskelbusio žurnalo „Nature“ vedamajame sakoma, kad jos sėkmė gali paskatinti kitus sektorius iš naujo įvertinti jonų vėjo technologiją.

Jame minimos galimybės pritaikyti šią technologiją įvairiose karybos srityse, pavyzdžiui, kuriant tylius dronus ir kitokius orlaivius, taip pat infraraudonųjų spindulių pėdsako nepaliekančius, todėl itin sunkiai susekamus variklius.

Prototipo skrydis „paskatins tiek baimingą pagarbą, tiek nerimą“, rašoma „Nature“ vedamajame.

Prieš 115 metų „Nature“ paskelbė trumpą žinutę apie brolių Wrightų pasiekimą, kad buvo „pirmąkart sėkmingai atliktas dirbtinis skrydis“.

S. Barrettas ir jo komanda atkreipė dėmesį į malonų sutapimą tarp jų revoliucingo bandymo ir aviacijos istoriją pradėjusio skrydžio: abu aparatai ore išsilaikė po 12 sekundžių.