Massachusetts.- Desde que el primer avión tomó vuelo hace más de 100 años, prácticamente todos los aviones han volado con la ayuda de hélices, turbinas o ventiladores, que funcionan con combustibles. Ahora, los ingenieros del MIT han construido y volado el primer avión sin todos esos componentes.
Así, en vez de hélices o turbinas es propulsado por un “viento iónico”, un flujo silencioso pero poderoso de iones que se produce a bordo del avión y que genera un empuje suficiente para impulsar el avión en un vuelo sostenido y constante.
A diferencia de los aviones propulsados por turbinas, el avión no depende de los combustibles fósiles para volar y a diferencia de los drones propulsados por hélice, el nuevo diseño es completamente silencioso.
“Este es el primer vuelo sostenido de un avión sin partes móviles en el sistema de propulsión”, dice Steven Barrett, profesor asociado de Aeronáutica y Astronáutica en el MIT. “Esto potencialmente ha abierto nuevas e inexploradas posibilidades para las aeronaves que son más silenciosas, mecánicamente más simples y no emiten emisiones de combustión”, explica el profesor.
Se espera que en el corto plazo, tales sistemas de propulsión de viento iónico se puedan usar para volar drones menos ruidosos. Además, prevé la propulsión iónica junto con sistemas de combustión más convencionales para crear aviones de pasajeros híbridos más eficientes en combustible y otras aeronaves grandes.
El diseño final del equipo se parece a un planeador grande y liviano. El avión, que pesa alrededor de 2,2 kilogramos y tiene una envergadura de cinco metros, lleva una serie de alambres delgados, que se enganchan como cercos horizontales a lo largo y debajo del extremo delantero del ala del avión. Los cables actúan como electrodos cargados positivamente, mientras que los cables más gruesos, dispuestos de manera similar, se extienden por el extremo posterior del ala del avión y sirven como electrodos negativos.
El fuselaje del avión tiene una pila de baterías de polímero de litio. Se diseñó una fuente de alimentación que convertiría la salida de las baterías a un voltaje suficientemente alto para impulsar el avión. De esta manera, las baterías suministran electricidad a 40.000 voltios para cargar positivamente los cables a través de un convertidor de potencia liviano.
Una vez que los cables están energizados, actúan para atraer y quitar los electrones cargados negativamente de las moléculas de aire circundantes, como un imán gigante que atrae limaduras de hierro. Las moléculas de aire que quedan atrás son recientemente ionizadas y, a su vez, atraídas por los electrodos cargados negativamente en la parte posterior del avión. A medida que la nube de iones se forma y fluye hacia los cables cargados negativamente, cada ión choca millones de veces con otras moléculas de aire, creando un empuje que impulsa el avión hacia adelante.
“Este es el avión más simple que hemos podido diseñar y que pudo probar el concepto de que un avión iónico podría volar”, asegura Barrett. “Todavía está lejos la posibilidad de que un avión así pueda realizar una misión útil. Debe ser más eficiente, volar por más tiempo y fuera de las instalaciones del MIT”.
El nuevo diseño es un "gran paso" hacia la demostración de que la propulsión por viento eólico es viable, según Franck Plouraboue, investigador principal del Instituto de Mecánica de Fluidos de Toulouse, Francia, quien señala que los investigadores no pudieron volar nada más pesado.
El equipo de Barrett está trabajando para aumentar la eficiencia de su diseño, para producir más viento iónico con menos voltaje. Los investigadores también esperan aumentar la densidad de empuje del diseño, la cantidad de empuje generada por unidad de área. Actualmente, volar el avión ligero del equipo requiere una gran área de electrodos, que esencialmente conforma el sistema de propulsión del avión. Idealmente, a Barrett le gustaría diseñar un avión sin sistema de propulsión visible o con superficies de control separadas, como timones y ascensores.
