Un team di ingegneri del MIT ha creato quello che a lungo è stato ritenuto impossibile: un aereo in grado di volare senza fare uso di parti mobili. Il prototipo del peso di poco superiore ai 2 kg con un’apertura alare di circa 5 metri non fa uso di propellenti, turbine o reattori ma si avvale di un flusso d’aria ionizzata sfruttando il principio dell’elettro-idrodinamica. Il prototipo è stato testato nel MIT’s duPont Athletic Center ed è stato in grado di volare per 60 metri.
Elettro-idrodinamica: da sogno a realtà
Il principio che sta alla base dell’innovativo velivolo è l’elettro-idrodinamica che utilizza aria ionizzata per generare a spinta; non si tratta di una soluzione innovativa in quanto è stata osservata per la prima volta negli anni ’20 da Alexander de Seversky.
Generare spinta a partire da aria ionizzata è possibile attraverso un fenomeno chiamato effetto corona (anche conosciuto come scarica effetto corona): gli ioni che circondano un elettrone danno origine a un effetto a cascata per cui gli elettroni strappano via altri elettroni dalle molecole circostanti in atmosfera. La fluttuazione continua delle molecole di aria ionizzata può teoricamente creare una spinta. In parole povere tale ”vento ionizzato” potrebbe fare più o meno lo stesso lavoro compiuto dalle eliche in movimento o dal gas ad alta temperatura che fuoriesce da un motore a reazione.
Gli ostacoli
Fino ad ora il problema all’applicazione di tale principio era costituito dal fatto che l’elettro-idrodinamica aveva applicazioni pratiche molto limitate. Questo perché tale tecnologia non si scala bene; la spinta generata non è molta e per essere incrementata sovente si è ricorsi ad aumentare le dimensioni dei velivoli con la conseguenza che raddoppiando le dimensioni è necessario aumentare al quadrato la griglia e, in tal modo, il peso aumenta in misura cubica con il risultato che così gli aerei diventano troppo pensati per potersi librare in volo.
La soluzione del MIT
Secondo quanto dichiarato dal MIT il punto di svolta è stato un contributo di Steven Barrett, professore associato di aeronautica, ispirato dal funzionamento silenzioso degli Shuttle di Star Trek. Prendendo questo come punto di partenza Barrett e il suo team hanno lavorato 9 anni su un sistema di propulsione ionico che non necessitasse di parti mobili.
Hanno raggiunto tale scopo realizzando un drone simile ad un aliante con un profilo alare costituito da sottili fili che lo fa somigliare ad un’antenna radio del secolo scorso. Tale struttura permette di sfruttare l’elettro-idrodinamica per smuovere le molecole d’aria e generare la spinta necessaria. Allo stesso tempo, all’interno della fusoliera, un pacco di batterie al litio e un sistema elettrico forniscono agli elettrodi una differenza di potenziale di 40.000 volt permettendo così all’aereo di librarsi in aria.
Secondo Barrett, il nuovo concept di velivolo senza parti mobili ha molte potenziali applicazioni, dai droni silenziosi e non inquinanti alla propulsione supplementare per aeromobili più convenzionali. A tal fine, il team sta ora lavorando per migliorare l’efficienza del progetto, aumentando la superficie dell’array di elettrodi senza aggiungere troppo peso e inventando nuovi meccanismi di controllo di volo.