MIT พัฒนาเครื่องบินพลังลมไอออน (Ionic Wind) ลำแรกของโลก

สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ หรือ MIT วิจัยพัฒนาเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยลมไอออน (Ionic Wind) สำเร็จเป็นลำแรกของโลก เครื่องบินต้นแบบที่ถูกวิจัยพัฒนาขึ้นสามารถบินได้โดยไม่จำเป็นต้องมีใบพัดหรือเครื่องยนต์ไอพ่นเป็นการเปลี่ยนภาพลักษณ์ของเครื่องบินของมนุษยชาติในรอบ 115 ปี

เครื่องบินต้นแบบ Version 2 EAD Airframe

เครื่องบินต้นแบบ Version 2 EAD Airframe หรือเครื่องบินต้นแบบ V2 ลำตัวของเครื่องบินสร้างจาก Carbon-Neutral น้ำหนักเบาวงปีกมีความกว้างประมาณ 5 เมตร น้ำหนักประมาณ 2.5 กิโลกรัม เครื่องบินมีปีกขนาดใหญ่อยู่ด้านบนสุดและมีแพนอากาศ (Aerofoil) อยู่ด้านล่างจำนวน 4 ชั้น การปล่อยตัวเครื่องบินต้นแบบใช้แท่นดีดตัวผลักเครื่องบินให้ลอยขึ้นไปในอากาศและใช้ลมไอออนสร้างแรงผลักให้เครื่องบินลอยต่อไปในอากาศได้ประมาณ 60 เมตร

เครื่องบินต้นแบบ V2 บินได้ด้วยพลังลมไอออน (Ionic Wind)

เครื่องบินต้นแบบ V2 บินได้ด้วยหลักอากาศพลศาสตร์ไฟฟ้า Electro-Aerodynamic (EAD) สร้างลมไอออน (Ionic Wind) โดยอาศัยพลังงานไฟฟ้า 20,000 โวลต์ทำให้โมเลกุลของไนโตรเจนในอากาศเป็นประจุบวก (Positive ions) และวิ่งไปหาประจุลบ (Negative ions) บริเวณแพนอากาศ (Aerofoil) ที่อยู่ด้านหลัง การเคลื่อนที่ของประจุบวกส่งผลให้อากาศที่อยู่ระหว่างเส้นทางถูกผลักเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วผ่านแพนอากาศ (Aerofoil) ทำให้เกิดแรงผลักให้เคลื่อนบินลอยตัวในอากาศ การทดสอบเครื่องบินต้นแบบเกิดขึ้นภายในอาคารเพื่อป้องกันอิทธิพลของกระแสลมจากภายนอก

แม้ว่าลักษณะของปีกเครื่องบินจะเหมือนเครื่องบินปกติทั่วไปแต่การใช้ลมไอออนนั้นถือเป็นการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีการบินของมนุษยชาตินับจากสองพี่น้องออวิลล์-วิลเบอร์ ไรต์ขึ้นบินครั้งแรกโดยใช้เครื่องบินที่อาศัยเครื่องยนต์น้ำมันเพื่อสร้างการหมุนของใบพัดเมื่อปี 1903 ในขณะที่เครื่องบินพลังลมไอออน (Ionic Wind) สามารถบินได้โดยไม่มีเสียงและไม่มีส่วนไหนของเครื่องบินขยับเคลื่อนไหว นอกจากนี้ยังใช้พลังงานไฟฟ้าที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

คลิปอธิบายการทำงานของลมไอออน

ประวัติเทคโนโลยีพลังลมไอออน (Ionic Wind)

เทคโนโลยีพลังลมไอออน (Ionic Wind) สามารถสืบย้อนได้ไปถึงปี ค.ศ. 1709 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ Francis Hauksbee ได้อธิบายถึงลมไฟฟ้า (Electric Wind) และได้สร้างเครื่องต้นแบบพลังลมไอออนสำเร็จในปี ค.ศ. 1719 ต่อมาในปี ค.ศ. 1750 นักวิทยาศาสตร์ชื่อ B.Wilson อธิบายการทดลองหมุนกังหันขนาดเล็กโดยใช้แรงผลักของไอออนซึ่งเป็นสิ่งที่เหลือเชื่อมากเมื่อเรากำลังพูดถึงเทคโนโลยีเมื่อเกือบ 300 ปีก่อน

ในปี ค.ศ. 1911 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Konstantin Tsiolkovsky ได้นำเสนอแนวคิดแรงผลักของไอออนอีกครั้งแต่อยู่ในรูปของเอกสารวิชาการไม่ได้มีการสร้างต้นแบบขึ้นมา การนำแนวคิดแรงผลักดันของไอออนมาประยุคใช้สร้างต้นแบบเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1916 โดยวิศวกรชาวอเมริกัน Robert Goddard เขาได้ทำการวิจัยพัฒนาต้นแบบเครื่องสร้างแรงผลักของไอออนที่มหาวิทยาลัย Clark University วิศวกรชาวอเมริกันเป็นผู้พัฒนาจรวดเชื้อเพลิงเหลวลำแรกของโลกอีกด้วย

ในปี ค.ศ. 1959 วิศวกรของนาซ่า Harold Kaufman ได้นำแนวคิดแรงผลักของไอออนมาใช้กับโครงการอวกาศโดยมีการทดสอบกับยานอวกาศ SERT 1 และยานอวกาศ SERT 2 ต่อมาในปี 1998 นาซ่าได้นำเทคโนโลยีแรงผลักของไอออนใช้กับยานอวกาศ Deep Space 1 เพื่อทำภารกิจเดินทางไปสำรวจดาวหาง 19P/Borrelly ในช่วงที่นาซ่าพัฒนาเทคโนโลยีแรงผลักของไอออนนั้นจะเน้นไปในด้านการใช้กับยานอวกาศมากกว่าเนื่องจากเทคโนโลยีนี้ยังสามารถสร้างแรงผลักดันน้อยอาจเหมาะสมกับยานอวกาศแต่ไม่เหมาะกับการนำมาใช้กับเครื่องบินบนโลก

คลิปการทดสอบเครื่องบินพลังลมไอออน

การเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่เริ่มต้นจากงานวิจัยเครื่องบินต้นแบบลำเล็ก ๆ โฉมหน้าของเครื่องบินในอนาคตอาจเปลี่ยนไปจากปัญหาของเครื่องบินในปัจจุบันนั้นใช้น้ำมันที่สร้างมลพิษให้กับโลกหรือเครื่องบินบางรุ่นที่ใช้พลังงานไฟฟ้าการหมุนของมอเตอร์ที่ทำให้เกิดเสียงดัง เครื่องบินในอนาคตนอกจากใช้พลังงานไฟฟ้าแล้วมันยังสามารถบินด้วยความเงียบสามารถขึ้นลงได้แนวดิ่งคล้ายยานอวกาศในหนังไซไฟ อย่างไรก็ตามการวิจัยพัฒนาเครื่องบินพลังลมไอออน (Ionic Wind) ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและมีข้อจำกัดหลายอย่าง เช่น การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าบนตัวเครื่องบินอาจต้องใช้เวลาวิจัยพัฒนาอีกหลายปี

ที่มาของข้อมูล
MIT engineers fly first-ever plane with no moving parts
With no moving parts, this plane flies on the ionic wind
The first journey of an aircraft with an ion drive
Wright brothers
Ion wind
Engineers fly first-ever plane with no moving parts
MIT researchers create plane that flies without any moving parts