نخستین هواپیمای حالت جامد جهان که هیچ بخش متحرکی در سیستم پیشرانه خود ندارد توسط پژوهشگران “موسسه ام.آی.تی” ساخته شد. پژوهشگران ام.آی.تی در مطالعه اخیرشان موفق به ساخت نخستین هواپیما حالت جامد جهان شوند. هواپیمای مذکور در پرواز آزمایشی توانست مسافت ۶۰ متر را طی و ثابت کند که بدون نیروهای پیش‌ران یا موتور جت نیز پرواز امکانپذیر است.
در الکترونیک، “حالت جامد”(solid state) به مدار یا وسیله‌ای گفته می‌شود که کاملاً از اجزای جامد ساخته شده و حرکت الکترون‌ها یا دیگر حاملان بار در بستر مواد جامد انجام می‌گیرد. مواد بلورین، چندبلوری، “اَریخت”(solid amorphous) را می‌توان برای دستیابی به حالت جامد بکار برد، اما معمولاً از نیمه‌رسانای بلوری در این ساختارها استفاده می‌شود.
این پرواز پیشرفتی در فناوری “باد یونی”(ionic wind) به شمار می‌آید زیرا در آن یک میدان الکتریکی قدرتمند برای تولید یون‌های متشکل از نیتروژن استفاده می‌کنند که این یون‌ها نیز پس از خروج از هواپیما، نیروی رانش ایجاد می‌کنند.
رانش یا “تراست”(Thrust) نیرویی واکنشی است، که جسم را در جهت مخالف به حرکت در می‌آورد، هنگامی که یک سامانه جرمی از یک سو رها می‌شود یا به بیرون فشرده می‌شود. گاه برای این مفهوم واژه پیشرانش هم بکار می‌رود. پیشرانش، رانش رو به جلو و پس‌رانش، رانش رو به عقب است. رانش هواپیما را در هوا به جلو می‌برد. رانش برای مقابله با نیروی اصطکاک در هواپیما یا نیروی وزن در راکت استفاده می‌شود. این نیرو در هواپیما توسط موتور هواپیما و در راکت توسط سیستم‌های سوختی ایجاد می‌شود.
“استیون بارت”(Steven Barrett)، استاد رشته مکانیک پرواز موسسه ام.آی.تی و نویسنده اصلی این مطالعه گفت: داستان‌های علمی تخیلی که در کودکی می‌خواندم الهام بخش من برای توسعه این هواپیما بودند. من از طرفداران پروپا قرص مجموعه تلویزیونی “پیشتازان فضا”(Star Trek) بودم و در زمان مشاهده این مجموعه همیشه فکر می‌کردم که در آینده هواپیماهایی ساخته خواهد شد که هیچگونه بخش متحرک و توربین و پروانه ندارند و کاملا بی صدا به پرواز در می‌آید. بنابراین من شروع به بررسی ساخت یک هواپیما که بدون بخش متحرک می‌تواند پرواز کند، کردم و به یک مفهومی به نام “باد یونی” که نخستین بار در دهه ۱۹۲۰ گفته شده بود، برخورد کردم . این ایده در آن زمان پیشرفت زیادی نکرد اما در دهه ۱۹۵۰ دوباره مورد بررسی قرار گرفت و محققان نتیجه گرفتند که نمی‌تواند برای هواپیما از آن استفاده کنند. اما من شروع به بررسی دوباره این موضوع کردم و حدود پنج سال با یک سری دانشجویان دوره کارشناسی ارشد مشغول بررسی این موضوع شدیم تا عمیقا درک کنیم چگونه می‌توان انرژی باد یونی را به طور موثری کاهش داد و بهینه سازی آن را بهبود ببخشید.
سیم‌های قسمت بالایی بال این هواپیما، نیروی الکتریکی بالغ بر ۶۰۰ وات برق دارند که ۴۰ هزار ولت انرژی ازطریق آنها عبور می‌کنند و این یک نیروی مناسب و کافی برای ایجاد “آبشارهای الکترونی”(electron cascades) است که در نهایت می‌تواند مولکول‌های هوا را در نزدیکی سیم شارژ کند، سپس این مولکول‌های شارژ شده در امتداد میدان الکتریکی به سمت یک سیم دوم در عقب بال حرکت می‌کنند و در مسیر حرکت به مولکول‌های خنثی هوا برخورد می‌کنند و انرژی را به آنها انتقال می‌دهند. مولکول‌های خنثی هوا نیز از عقب هواپیما خارج شده و نیروی محرک را فراهم می‌کنند.
نتیجه این عملیات یک سیستم پیش‌ران است که به طور کاملا الکتریکی، با صدای بسیار کم و با قدرت بالا عمل می‌کند. پهنای بال هواپیما مذکور ۵ متر و وزن آن ۲.۴۵ کیلوگرم است. همچنین هواپیما مذکور مجهز به یک پکیج باتری و یک مبدل قدرت بالا است. پژوهشگران ام.آی.تی امیدوارند تا در آینده نزدیک، دامنه و سرعت هواپیما را افزایش دهند. / ایسنا