Het vliegtuig wordt aangedreven door een ‘ionische wind’.
Iets meer dan een eeuw geleden koos het eerste vliegtuig het luchtruim. En hoewel vliegtuigen er vandaag de dag heel anders uitzien dan toen, is één ding eigenlijk nooit echt veranderd. Nog altijd hebben vliegtuigen bewegende onderdelen – zoals propellers of turbinebladen – nodig. Deze bewegende onderdelen worden dan aangedreven door fossiele brandstoffen of elektriciteit en maken het mogelijk om daadwerkelijk in de lucht te komen en te blijven.
Primeur
Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology hebben nu echter voor het eerst een vliegtuig zonder bewegende onderdelen gebouwd. En dat vliegtuig werkt ook nog eens. Een primeur! “Dit is de eerste vlucht van een vliegtuig zonder bewegende onderdelen in het aandrijvingssysteem,” aldus onderzoeker Steven Barrett. “Het biedt nieuwe en onverkende mogelijkheden voor luchtvaartuigen die stiller en mechanisch simpeler zijn en geen verbrandingsemissie afgeven.”
Ionische wind
Het vliegtuig van Barrett en collega’s wordt aangedreven door wat zij een ‘ionische wind’ noemen. Het is in feite een stille, maar flinke stroom ionen die aan boord van het vliegtuig wordt geproduceerd en voldoende stuwkracht genereert om het vliegtuig in de lucht te houden. Deze manier van aandrijven maakt dat het vliegtuig geen fossiele brandstoffen vereist en compleet geluidloos door de lucht beweegt.
Net als in Star Trek
Barrett haalde zijn inspiratie voor het ontwerp van dit vliegtuig uit Star Trek, een scifi-serie waarin shuttles – zonder zichtbaar bewegende onderdelen – schijnbaar moeiteloos door de ruimte bewegen zonder enige uitstoot achter te laten. “Het zette me aan het denken: op de lange termijn zouden vliegtuigen geen propellers en turbineschoepen moeten hebben,” aldus Barrett. “Ze zouden meer moeten lijken op de shuttles in Star Trek die alleen een blauwe gloed achterlaten en stilletjes (door de ruimte, red.) glijden.” Zo’n negen jaar geleden begon Barrett dat idee handen en voeten te geven door de ionische wind – ook wel bekend als elektroaerodynamische voortstuwing – erbij te pakken. Hoewel deze wijze van aandrijving op papier al een tijdje bestond, suggereerde praktijkonderzoek dat het onmogelijk was om op deze manier voldoende stuwkracht te organiseren om een wat groter vliegtuig aan te drijven. Maar het idee liet Barrett niet los. En dat is maar goed ook. “Tijdens een slapeloze nacht in een hotel, waar ik met een jetlag verbleef, dacht ik er nog eens over na en begon ik te zoeken naar manieren waarop het toch zou kunnen. Ik voerde wat berekeningen uit en ontdekte: ja, het kan toch wel eens een levensvatbaar aandrijvingssysteem zijn.” En nu, jaren na die nacht in dat hotel, is het zover: Barrett en collega’s hebben een vliegtuig gebouwd dat inderdaad aangedreven wordt door een ionische wind.
Test
Het vliegtuig weegt ongeveer 2,5 kilo en heeft een spanwijdte van zo’n vijf meter (zie ook het filmpje hieronder). De testvluchten met het vliegtuigje werden uitgevoerd in een gymzaal. In die zaal kon het vliegtuig maximaal 60 meter vliegen. En tijdens de eerste testvlucht bleek dat het vliegtuig die afstand ook daadwerkelijk kon overbruggen. De onderzoekers herhaalden de testvlucht nog zo’n tien keer. En elke keer waren de prestaties van het vliegtuig vergelijkbaar.
“Dit was het simpelste vliegtuig dat we konden bedenken en waarmee we het concept konden toetsen,” stelt Barrett. “Het staat nog ver af van een vliegtuig dat daadwerkelijk nuttig is. Daarvoor moet het vliegtuig nog efficiënter worden, langer en buiten kunnen vliegen.” Barrett en collega’s blijven dan ook aan het vliegtuig knutselen. Wellicht kan hun aanpak in de nabije toekomst leiden tot de ontwikkeling van minder lawaaiige drones. En op de lange termijn zou de ionische wind misschien in combinatie met conventionele aandrijvingssystemen ingezet kunnen worden om ook grotere passagiersvliegtuigen aan te drijven. Er ontstaat dan een soort hybride systeem dat ervoor zorgt dat een vliegtuig minder brandstof verbruikt.
