Uma nova versão da propulsão está decolando em um laboratório da SUNY Oswego, levando o membro do corpo docente de engenharia elétrica e de computação Adrian Ieta e a SUNY Research Foundation em busca de uma patente sobre esta tecnologia promissora.

Ano passado, A pesquisa de Ieta e seus alunos alcançou um vôo inédito impulsionado pelo vento iônico, que poderia abrir um novo campo de desenvolvimento. Por meio de refinamento adicional, publicação e apresentações, o avanço está começando a ganhar impulso, o que seria muito auxiliado pela aprovação da patente internacional depositada em maio.

O grande potencial vem da tecnologia que permite que um rotor funcione efetivamente como um motor, Disse Ieta.

"Este foi o primeiro objeto rotacional a levantar usando esta tecnologia, "Ieta disse." Pode ser o primeiro sistema iônico a decolar na atmosfera sem carregar uma fonte de alimentação.

Aplicar uma alta voltagem entre eletrodos assimétricos gera um intenso campo elétrico próximo ao eletrodo pontiagudo e sobre uma certa voltagem leva à ionização local do ar. "Os íons são acelerados pelo campo elétrico e em suas colisões com moléculas neutras criam um movimento geral do ar do eletrodo afiado para o contra eletrodo, também conhecido como vento iônico, vento corona ou fluxo eletrodinâmico (EHD), "Ieta explicou.

O vento iônico é um fenômeno conhecido há um tempo - relatado pela primeira vez em 1709 e com o primeiro dispositivo rotacional de vento iônico em 1760 - mas ninguém conseguiu fazer um dispositivo iônico ativado pelo vento girar e decolar no ar até agora. Embora alguns possam dizer que o efeito é esperado, não se sabia se era possível, Disse Ieta.

"Acho que nossa pesquisa é única em muitos aspectos, "ele observou." Eu acho que agora é fácil fazer rotores iônicos, e bastante fácil de otimizar hélices iônicas e fazê-los voar. Acontece que ninguém pensou da maneira como nós pensamos. "Outros desenvolvimentos exclusivos, inovações e descobertas foram alcançadas em colaboração com Marius Chirita do Instituto Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento em Eletroquímica e Matéria Condensada da Romênia. Mais otimizações dos sistemas rotativos iônicos são muito prováveis ​​no futuro.

"Parabéns ao Dr. Ieta e sua equipe por alcançar este avanço pioneiro, "disse Steven Wood, diretor associado de inovação e empreendedorismo da SUNY Research Foundation. "A invenção do Dr. Ieta representa o primeiro vento iônico do mundo para aerofólios de hélice e rotor e sua engenhosidade, exclusividade e implicações potenciais para a aviação comercial e as indústrias de drones não podem ser exageradas. Sua tenacidade e impulso para inovar neste campo servem como um excelente exemplo dos resultados incríveis que podem fluir da reformulação de um fenômeno previamente bem estudado para lidar com novas aplicações. "

Envolvimento do aluno

Descargas corona e vento iônico têm sido um interesse de pesquisa de longa data para Ieta, com interesse adicional despertou quando Fehmi Damkaci do corpo docente de química de Oswego lhe pediu para mostrar algo para alunos do ensino médio. Quando Ieta posteriormente forneceu esta via de pesquisa para seus alunos na faculdade em 2011, seu interesse desempenhou um papel fundamental nos desenvolvimentos em andamento.

"Eu os deixo fazer o que eles querem tentar, "Ieta disse." O que eles mais apreciaram foi o ambiente menos estruturado e a oportunidade de perseguir o que quer que sua imaginação apresentasse. "

Os alunos sugeriram, talvez, fazer um objeto girar, o que levou aos primeiros spinners iônicos e, mais tarde, à tentativa de girar e decolar da hélice. "Eles estavam envolvidos na resolução de problemas em cada etapa, "Disse Ieta." Depois da primeira decolagem da hélice iônica em particular, foi incrível estar no laboratório e fazer coisas que ninguém mais havia feito. "

Enquanto uma equipe de seis alunos de graduação da SUNY Oswego tentava projetos de hélice diferentes de acordo com algumas diretrizes gerais fornecidas, o protótipo feito por Nicholas Curinga foi o primeiro a decolar em fevereiro de 2018. Ieta creditou Curinga como uma parte fundamental da pesquisa, mas o avanço envolveu a contribuição de muitos alunos além deste grupo de pesquisa.

"Eles estavam todos emocionados, "Ieta disse." Esta é uma pesquisa que os alunos gostaram de fazer. Eles tiveram várias ideias e tentaram coisas nas quais eu talvez não tivesse pensado. "

Inovações e implicações

A falta de um motor externo torna isso significativo e abre potencial, Disse Ieta. "O motor em si é a hélice. É uma abordagem completamente diferente para a propulsão, " ele adicionou.

A inovação consistiu em usar um cilindro de metal como contra-eletrodo em torno de uma hélice para intensificar o campo elétrico e o vento iônico gerado. Os eletrodos emissores iônicos na hélice foram projetados com fita de cobre e pinos enquanto a alta tensão foi aplicada através de um eixo central. A geração de impulso utiliza essencialmente a terceira lei de ação e reação de Newton. O impulso iônico leva ao acúmulo de energia cinética rotacional até que uma velocidade rotacional terminal seja alcançada.

Um par de desenvolvimentos em junho de 2019 poderia impulsionar a pesquisa por novos caminhos. o Journal of Electrostatics publicado "Electrohydrodynamic Propeller for In-atmosphere Propulsion; Rotational Device First Flight, "por Ieta e Chirita em 11 de junho. Um dia depois, Ieta apresentou "Características dos sistemas de vento iônico rotativo na pressão atmosférica e abaixo dela" na Conferência da Electrostatics Society of America.

“Isso tem um futuro promissor pela frente em termos de refino e ampliação da tecnologia, "Ieta disse, e a prova de conceito e o aumento da conscientização podem torná-lo algo em que as empresas vão querer investir, dado seu potencial como tecnologia sustentável. "Acho que o trabalho tem muito valor."

Ieta e estudantes pesquisadores já começaram a tentar melhorias. Por exemplo, colocar duas hélices no mesmo eixo, movendo-se em direções opostas, poderia amplificar o impulso e trabalhar para levantar objetos mais pesados ​​sem adicionar um momento angular que faria girar o corpo.

Desenvolvimentos potenciais podem incluir drones iônicos, novos motores iônicos, ventiladores iônicos, sensores, motores lineares e até brinquedos científicos e ferramentas de demonstração. Ieta testou com sucesso a propulsão de um pequeno carrinho de brinquedo usando esta tecnologia, o tipo de desenvolvimento que poderia usar essa tecnologia para captar a atenção de uma geração de futuros cientistas.