Сто лет назад учёные из США Браун и Бекфильд заметили, что под высоким напряжением устройство, состоящее из широкого и тонкого электрода, приходит в движение – это явление впоследствии назвали ионным ветром. Применить этот принцип в авиации для создания двигателя в то время было невозможно из-за отсутствия лёгких аккумулирующих устройств большой мощности, да и аэропланы были тяжёлые и находились в самом начале своего развития.
Лишь совсем недавно инженеры Массачусетского технологического института разработали конструкцию необычной модели самолёта с размахом крыльев в пять метров, который пролетел беззвучно всю длину спортзала в институте (60 метров) на высоте около 50 сантиметров. Летательный аппарат, не имеющий никаких двигателей, бесшумно преодолел эту дистанцию 10 раз подряд.
Сотрудники института заметили, что в воздушном пространстве окружающем крыло, представляющее особую форму с рядами проводников начинают сталкиваться нейтральные молекулы и свободные электроны, где из первых выбиваются другие частицы – запускается своеобразная «цепная реакция» и получается смесь таких частиц и ионов.
Оказавшись внутри электрического поля, заряженные частицы устремляются к противоположному полюсу и сталкиваются с нейтральными молекулами и отталкиваясь от них, двигаются обратно, создавая ионный ветер, который увлекает за собой молекулы воздуха и генерирует тягу.
На летательном аппарате учёных Массачусетского института от литий-полимерных батарей, через трансформаторы и преобразователи подаётся на переднюю кромку крыльев, состоящих из металлических стержней (плюсовые электроды) напряжение в 40 тысяч вольт и ионы образуют движение к отрицательным электродам (металлическим планкам на задней части крыльев), втягивая в поток нейтральные молекулы воздуха и создавая тягу.
Ионные двигатели по своей эффективности в определённых условиях гораздо лучше даже реактивных. Практические эксперименты доказали, что современный реактивный движок выдаёт 2 ньютона тяги на киловатт, а ионный может создать все 110 ньютон на киловатт.
Любопытно, что более высокую тягу ионный двигатель генерирует на низкой скорости воздушного потока и такие самолёты будут увереннее всего летать на дозвуковых скоростях, на корпусе которых со всех сторон будут расположены воздухозаборники ионного ветра.
Скромные успехи создателей ионнолёта не убивают веру в будущее таких двигателей, они на первых порах найдут применение в беспилотниках и гибридных установках самолётов. На следующем этапе экологическая чистота и бесшумность этих движителей сыграет свою положительную роль в дальнейшем их продвижении.