星际迷航的序曲:「离子风」无人机究竟带来了什么?
在入门级科幻《三体》中,曾描绘过这样一个场景:人们生活在一千多米深的地下,城市建筑物在树状枝干上错落排开,出行方式则是通过一个伞状的背包式装置,凭借两个同轴螺旋桨的无声转动悬浮在空中。
这项技术的神奇之处在于,它不是依靠引擎、螺旋桨等传统推进装置产生飞行动力,而是通过「离子风」(ionic wind)为飞机提供升力,妥妥的《星际迷航》既视感好吗?
「离子风」无人机是如何工作的?
麻省理工学院的研究人员,将轻型电线组成的平行电极放置在飞机前方。机翼后缘装有较厚的电线作为负极,机身装载一组锂聚合物电池。
在飞行时,该电极可以产生高达正电极 20,000 伏特的电压,用来增压飞机周边的空气,并从空气分子中剥离带负电荷的离子。
换句话说,以前的「离子风」只能小打小闹,而新技术可以用更强劲的离子流让轻型无人机摆脱地心引力,持续稳定飞行。
技术搭台,产业唱戏:「离子风」吹散的和重建的
所以到底是改变了什么面貌啊摔?!别急,到了这里必须给大家整得明明白白的。
简单来说,「离子风」无人机会带来两方面的重大改变:
一是去燃油化。
燃油成本一直是航空公司最大的成本项,航空燃油价格的持续飙升,成本最终还是以燃油附加费等形式摊销在乘客身上。
而离子风推进技术如果与传统推进系统相结合,就可以制造出高燃油效率的混合型客机。
也就是说,离子风技术的应用,不仅让航司对燃油的依赖大大降低,票价也会随之下降,而且可以大幅度减少燃油飞机的碳排放,飞行全程也安静如鸡没有一丝噪音,带来商业与环境的双重利好。
目前,只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家能够独立研制高性能航空发动机。
在技术孤立思潮的大环境下,离子风这样的新技术显然能打破垄断的僵局,为严丝合缝的航空产业撬开新的可能性。
新晋国家对离子风技术的重视和押注,就有机会在核心领域弯道超车,更重要的是将安全性和话语权掌握在了自己手中。
离子风与中国的故事
不过航空与地面的离子风应用区别是,在太空无重力环境下,离子推进器不需要给很大的推力,就可以让飞船的速度持续增加。而在地球上,「离子风」在短时间内还不能满足小型客机的飞行推力。
比如取代旋翼来驱动小型无人机,甚至是非常小的飞行器,加上静音、蓄能之类的优势,背后隐藏着很多我们无法想象的用途。
随手举几个例子,离子风无人机可以安静飞行,也没有螺旋翼等危险系数高的装置,可能会让城市无人机解禁;又或者是借助其无限期悬停在高空的优势,进行城市环境监测和辅助无人驾驶。
不过,想从实验室走到市场,中间还要经历九九八十一劫,每一步都不能出错。在这方面,中国最直观的优势是,技术的底层位面与智能物联网产业端都已经做好了准备,并充满了饥饿感。
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