据了解,目前所有的飞行机器的推进系统都是通过移动空气或者利用其他的推进剂来提供飞行的推力;然而对于市场上大火的绝大多数无人机来说,则是利用某种风扇或者螺旋桨旋转成角的叶片来推动空气,从而以此来产生相反方向的推力来飞行;但是除了空气推进,还有另一种推进方式,离子推进,而离子推进则完全是电磁的,离子推进的这个过程使用了,高压电场来电离空气中的氮分子和氧分子、释放电子,因此主要产生了许多带正电荷的氮分子,然后这些粒子被吸引到一个带负电荷的电极上,通常是平面屏幕网格的形式,当这些粒子加速时就会跟其他空气分子撞向同一个方向从而产生“离子风”;事实证明,离子推进在太空中非常有用,但离子推进真的能有效地替代在地球上使用飞行的螺旋桨吗?此前MIT已经发表了关于其离子驱动固定翼飞机的研究,不过对于垂直升降飞机来说,则需要更大的推力和更多的机载能量储存才能实现。
对于离子推进,一家佛罗里达州的初创公司Undefined Technologies就表示,他们在设计和开发无人机方面迈出了至关重要的一步,Undefined Technologies认为通过使用更安静、强大的离子推进系统而不是螺旋桨转子来驱动无人机,可以改变整个蓬勃发展的无人机服务行业;Undefined Technologies公司设计研发的离子推进系统无人机就是Silent Ventus,Silent Ventus无人机通过Air Tantrum技术使得Silent Ventus无人机几乎不需要任何活动部件或者螺旋桨转子,就可以像会飞的托盘一样升空飞行,并且几乎不会发出像传统螺旋桨无人机那样的螺旋桨噪音,这些特点都要归功于离子推进系统迫使带电粒子或离子通过成对的电极,产生一种电风来推动Silent Ventus飞行器飞行。
离子推进系统Silent Ventus无人机,我们从外观设计上来看,Silent Ventus看起来就好像一个大方盒子,边长为大约1.2米,厚度则为大约0.5米;关键是完全没有传统的螺旋桨转子,取而代之的则是蜂窝网格状的结构,而这整个广泛的网格状的结构创造了两个堆叠的电极网格,旨在创造高压电场,进而可以电离空气中的氧气和氮气分子、释放电子以使其带有正电荷,然后将这些电子向下推进来创造一个可以产生推力的“离子风”来推动Silent Ventus飞行器飞行;而此前这项技术主要用于太空飞船,由于周围真空的增强作用,其产生的能量比化学燃料更强大、更持久,这样一来,离子推进就如同传统的螺旋桨转子那样,能够给无人机提供动力,帮助Silent Ventus无人机升空和飞行。
事实上,Silent Ventus无人机采用的离子推进技术,同时是人类目前拥有的用于深空探索推进和其他太空应用的最佳技术之一,然而这款Silent Ventus无人机采用的离子推进技术产生的推力比目前的常用的离子推进器技术动力高出150%;就在最近的时间里Silent Ventus无人机通过了一个测试里程碑,其使用离子推进的Silent Ventus无人机飞行了4.5分钟,在这个过程中只发出了75分贝的噪音;因此这次试验标志着Undefined Technologies公司在离子推进系统的开发方面取得了进一步的进展,不仅比上一代的Silent Ventus无人机飞行时间延长了,同时还降低了Silent Ventus无人机飞行时产生的噪音分贝;据了解,Silent Ventus无人机飞行时发出的声音不到75分贝,这比呼吸声或者树叶沙沙声还要柔和。
除此之外,Silent Ventus无人机还设计配有遥控器,用户可操控遥控器控制Silent Ventus无人机的飞行方向和飞行高度,Silent Ventus无人机不仅可以原地起飞,而且在飞行中变换方向也没有问题,同时Silent Ventus无人机的下面还有一个固定的起落架,起落架上还可安装一个货箱,专门用来装运货物、快递等;最后,由于“离子风”具有低噪声、低功耗、响应速度快和无机械运动部件等优点,在过去的数十年中,“离子风”的研究和应用取得了很大发展;“离子风”的流动特点、携带带电粒子等属性,也决定了其在不同领域的广泛应用,除了离子推进系统外,主要还有食品干燥、温度控制、助燃和空气净化等;因此“离子风”所具有的独特优点使其应用前景可观;目前虽然“离子风”在很多领域还在实验阶段,并且一些关键问题还有待解决,但未来“离子风”的应用将会更加成熟。