Es klingt wie ein Konzept aus einem Scifi Film, jedoch haben Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology (MIT) tatsächlich ein Flugobjekt entwickelt, das gänzlich ohne bewegende Teile auskommt. Das Flugzeug basiert auf einem Leichtbau, ist geräuscharm und benötigt keinerlei fossile Kraftstoffe.
Ionische Winde sorgen für Schub
Wie die US-amerikanische Universität in einer Mitteilung bereits vor einiger Zeit bekannt gab, wird das Luftfahrzeug von einem ionischen Wind angetrieben. Ionen sorgen hierbei mit einem stetigen Fluss dafür, dass das Flugzeug genug Antrieb erhält. Die Ionen werden hierfür in der Maschine selbst produziert.
Da auf herkömmliche Antriebe wie fossile Brennstoffe verzichtet wird und auch keine Elektropropeller zum Einsatz kommen, fliegt die Entwicklung leiser als alle bekannten Flugobjekte. „Dies ist der erste Flug eines Flugzeugs ohne sich bewegende Teile in einem Propulsion-System“, so Steven Barett, Professor für Aeronautics und Astronautics am MIT. „Dies eröffnet möglicherweise neue und unerforschte Möglichkeiten für Luftfahrzeuge, die leiser und mechanisch einfacher sind und keine Schadstoffe des Motors ausstoßen.“
Zunächst erwarten die Forscher, dass moderne Drohnen die Technologie aufnehmen könnten. Langfristig hoffen die Wissenschaftler allerdings, dass ein Ionen-propulsion System mit herkömmlichen Antrieben kombiniert werden kann, um effizienteres Fliegen zu ermöglichen. Selbst große Flugzeuge kämen für derartige Hybrid-Systeme infrage.
Inspiriert von den Gleitern aus Star Trek
Tatsächlich hatten sich die Ingenieure von der bekannten TV-Serie Star Trek inspirieren lassen. So erklärte Barrett, dass er die Sendung als Kind mit großer Begeisterung verfolgte. Auch hier waren Luftgefährte zu sehen, die ohne bewegende Teile auskamen. „Daher habe ich gedacht, dass langfristig Flugzeuge ohne Propeller und Turbinen auskommen sollten“, so der Professor. „Sie sollten lieber wie die Shuttles in Star Trek sein, die nur blau leuchteten und leise durch die Luft gleiteten.“
Neun Jahre lang forschte Barrett an Möglichkeiten, aus der Fiktion eine Wirklichkeit zu machen. Die Lösung der ionischen Winde, die auch als elektroaerodynamischer Antrieb bekannt sind, waren theoretisch bereits in den Zwanzigerjahren erdacht worden. Eine Strömung wird hier zwischen einer dünnen und einer dicken Elektrode entlang geführt. Wenn die Stromstärke hoch genug ist, kann die Luft zwischen den Elektronen genug Antrieb für ein kleines Luftfahrzeug generieren.
„Es war eine schlaflose Nacht in einem Hotel als ich mit Jetlag über all das nachgedacht habe und nach Wegen gesucht habe, wie man so etwas realisieren könnte“, so Barrett. „Dann habe ich auf Briefpapier einige Berechnungen aufgeschrieben und herausgefunden, dass es tatsächlich ein funktionsfähiges Propulsion-System geben könnte. […] Und es hat sich herausgestellt, dass es viele Jahre an Arbeit benötigen würde, um einen ersten Testflug zu realisieren.“
Testflug gelingt über 60 Meter
Dieser Testflug wurde auf einer Strecke von 60 m realisiert. Limitiert wurde die Distanz in erster Linie durch die Größe der Halle, in der die Versuche stattfanden. Dabei zeigte sich, dass das Fluggerät über die gesamte Strecke den Flug aufrechterhalten konnte. Zehnmal konnten die Forscher den Test mit einer ähnlichen Leistung wiederholen.
Das Konzept soll zunächst die Funktionsfähigkeit eines ironischen Antriebs beweisen. Nun wollen die Wissenschaftler die Effizienz des Designs noch weiter verbessern, um mehr Winde bei geringerem Stromverbrauch produzieren zu können. Die Ergebnisse zu ihrer Studie veröffentlichten die Physiker im Fachmagazin Nature.