Imaginez un moteur d'avion qui n'a pas de pièces mobiles, ne produit aucun échappement nocif et ne fait aucun bruit. C'est ce que des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux États-Unis ont créé en adaptant une technologie auparavant uniquement utilisée dans les engins spatiaux afin qu'elle puisse propulser le vol au-dessus de la Terre.

Les moteurs ioniques sont utilisés sur les vaisseaux spatiaux depuis les années 1960 et fonctionnent en projetant un flux de particules chargées qui propulsent le vaisseau vers l'avant. En plus d'être neutre en carbone, ils sont moins susceptibles de mal tourner et moins coûteux à entretenir que les moteurs conventionnels car ils n'ont pas d'hélices, les turbines ou les pompes à carburant tombent en panne. Le seul problème était que, dans la gravité terrestre, la poussée produite par l'entraînement n'était pas suffisante pour surmonter le poids des batteries nécessaires pour les alimenter. Jusqu'à maintenant.

La nouvelle recherche opportune, Publié dans La nature , ouvre la voie à la possibilité de drones silencieux dans un avenir très proche. Avec de nouvelles avancées dans les matériaux et la conversion de puissance, des avions avec équipage silencieux et éventuellement des vols commerciaux pourraient également être à l'horizon. En réalité, cette percée pourrait être la première étape pour changer la façon dont nous volons tous autour du monde à l'avenir.

Tous les moteurs d'avion fonctionnent en poussant quelque chose vers l'arrière pour que l'engin avance. Habituellement, c'est de l'air, qu'il s'agisse d'air froid propulsé par des hélices électriques ou d'air chaud propulsé par des moteurs à réaction. La propulsion ionique envoie à la place des particules chargées ou des ions générés dans l'espace entre deux électrodes avec une haute tension entre les deux. Les ions interagissent avec l'air, créant un vent ionique qui est envoyé vers l'arrière, propulser l'avion vers l'avant.

Comme pour les avions solaires à hélice, Les bateaux à propulsion ionique sont alimentés à l'électricité et n'ont donc pas besoin de transporter de carburant, autres que des batteries remplies de particules chargées. La nouvelle recherche montre que, avec quelques modifications astucieuses de la configuration de la batterie et de la façon dont l'énergie électrique est convertie, il est possible de réduire suffisamment le poids de la batterie pour faire voler cette technologie.

Conception de compromis

Un vaisseau avec un entraînement ionique a également besoin d'une grande surface avant pour générer le vent ionique de la bonne manière. Mais cela rendrait généralement l'avion plus lourd, les chercheurs ont donc dû équilibrer ces limites contradictoires. Ils ont conçu une envergure suffisamment petite pour réduire les risques et rendre les tests moins chers et plus faciles, tout en étant suffisamment grand pour utiliser des composants de télécommande standard.

Les chercheurs ont effectué dix vols à l'aide d'un avion d'une envergure de 5 mètres, pesant moins de 2,5 kilogrammes. Ils ont pu le faire voler jusqu'à 9 secondes sur une distance de 45 mètres à une vitesse de 5 mètres par seconde. L'engin a eu besoin d'environ 20 secondes pour accumuler sa puissance et a ensuite été lancé à l'aide d'un système mécanique à l'élastique.

Bien que ce temps de vol et cette distance puissent sembler peu, les chercheurs soulignent qu'ils sont en fait similaires à ceux du premier vol des inventeurs d'avions, les frères Wright en 1903. Faire de nouveaux progrès dans les matériaux et l'électronique de puissance, et l'optimisation de la cellule, pourrait permettre à l'engin de voler plus vite et plus longtemps. Il peut également être possible d'utiliser des panneaux solaires pour générer l'électricité nécessaire pour alimenter le lecteur ionique.

L'un des grands avantages d'un engin à propulsion ionique est son niveau de bruit proche de zéro. Il est donc probable que la technologie trouve sa première application dans les drones silencieux. Son manque de pièces mobiles devrait permettre de réduire relativement facilement le système pour les petites embarcations et de le rendre plus facile à mettre à l'échelle. Mais les plus gros vaisseaux auront également besoin d'une plus grande augmentation de puissance. Pour construire un avion de ligne à propulsion ionique, vous devrez augmenter la quantité de puissance par rapport à la taille de l'engin de 300 fois.

Mais regardez le chemin parcouru depuis le premier vol des frères Wright. Le ciel peut être la limite avec cette nouvelle technologie.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.