可動部品のないこの飛行機はイオン風に乗って飛ぶ

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飛行機はそれが発明されたときから、可動部品を使って空気を押すことにより、飛行した。グライダーや気球は飛ぶというより浮かぶものだが、動力による飛行はもっぱらプロペラ、すなわち“押し進める(propel)”部品が頼りだ。しかし今日(米国時間11/21)それが変わり、世界初の“ソリッドステートな”(固体状態の)航空機が、“イオン風”を生成して可動部品まったくなしで飛ぶ。

SFみたいだ、と思ったそこのあなた、まさにそのとおり、それはSFなのだ。これを作ったMITのStephen Barrett〔航空学と宇宙航行学の准教授〕は、Star Trekからヒントを得た、と言っている。

BarrettはMITのニュースリリースで言っている: “遠い未来の飛行機は、プロペラやタービンがないだろう。それはむしろ‘Star Trek’に似ていて、青く輝きながら無音で滑空する”。

彼は説明する; “大学に職を得たとき、これを研究する良いチャンスだと思った。そして物理学の中に、それを可能にするものを探した”。

彼は、彼のチームの航空機を飛ばせるための原理を‘発見’しなかった…それは、1世紀も前から‘知られて’いた。ただし、それを飛行に応用して成功した者はいなかった。

その単純な原理では、陰電気で荷電した強力な電源があると、それらはその電荷をまわりの空気に放電し、それを“イオン化”する。そしてそのとき、それはその電源から流出し、正しくセットアップされた近くの“コレクター”の表面に向かって流れる(Nature誌にもっと詳しい説明がある)。チームのペーパーも今日(米国時間11/21)同誌に載った

それで一体何をしているのか、というと、マイナス電気を帯びた空気を人間が指定した方向へ流しているのだ。この現象は1920年代には知られていて、60年代にはそれを利用して何かを推進(押し進める)することが試みられた。でもそのときの電気エネルギーの利用効率は、わずか1%だった。それは、あえて穏やかな言い方をすれば、非効率だった。

実は、Barrettらのシステムもそれとあまり変らず、入力エネルギーのわずか2.6%が推進に使われただけだ。でも彼らは、現代の最新技術、CAD(コンピューター支援設計)と、超軽量素材を利用できた。そしてチームは、一定の重量(軽さ)と翼長のある航空機なら、大きな推進力さえ生成できれば飛行は理論的に可能である、と判定した。この結論に達するまでに、彼らは数年を費やしている。

何度も修正し(何度も墜落し)てたどり着いたのが、幅5メートル、重量2.5キログラムの複翼機だ。それは、数回離陸に失敗したあと、約10秒間飛んだ。テストに使った部屋がもっと大きければ、もっと飛べたと思われるが、ふつうに滑空した場合よりもずっと長い時間/距離飛べたということは、概念実証として十分だ。

Barrettは曰く: “推進系に可動部品のない飛行機が飛行を持続したのは、これが初めてだ。これにより、まだ誰も探求しなかった、もっと静かで、機械的に単純で、排気のない航空機の可能性が開けた”。

チームの全員も含めて誰もが、これが近い将来プロペラやジェットエンジンを置換するとは考えていない。でも、静かで機械的に単純な推力機構の用途は、たくさんある。たとえばドローンの微調整や軟着陸にも使えるだろう。

まだやるべきことは大量にある。でも目標はソリッドステートな飛行機械を発明することであり、彼らはそれには成功した。残っているのは、その実用工学だ。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa