Hitech logo

робототехника

Ионный двигатель для роботов поднял себя в воздух

TODO:
Георгий Голованов5 июля 2019 г., 13:24

Команда американских ученых работает над новым поколением земных роботов, у которых не будет ни моторов, ни крыльев — их оснастят твердотельными ионными двигателями, которым для работы нужно только электричество.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Обычно, когда речь заходит об ионных двигателях, на ум приходят искусственные спутники. Они бомбардируют атомы ксенона электронами, производя положительно заряженные ионы ксенона, которые устремляются к отрицательно заряженной решетке. Это и позволяет космическому аппарату летать. Тяга получается незначительной по сравнению с обычными реактивными двигателями, но для полетов в безвоздушном пространстве этого хватает, пишет Wired.

У роботов на Земле есть в распоряжении молекулы воздуха, так что им не нужен запас ксенона. В случае так называемой электродинамической тяги электричество направляется в крошечную гребенку из проводящего металла. Каждый зубчик отбрасывает ионы, которые притягиваются решеткой из углеволокна, расположенной ниже.

«На пути от пункта А в пункт Б они неоднократно сталкиваются с нейтральными молекулами воздуха — азотом, кислородом, немного СО2 и водой, — объяснил Игорь Новоселов, соавтор недавно опубликованной статьи, в которой описана созданная его командой система. — В итоге эти ионы ускоряют движение воздуха к земле, создавая тягу».

Звучит просто, но проблем на пути к реализации нового двигателя стоит немало. Главная — это энергия. Для выработки достаточной тяги ее нужно много, поэтому Новоселов и его коллеги пока подключают своего робота к источнику питания. Сейчас четыре таких двигателя создают немногим больше тяги, чтобы оторвать свой вес от земли. На батареи и сенсоры ее не хватает.

Однако благодаря простой технологии производства все элементы для экспериментального робота можно изготовить в лаборатории менее чем за полчаса. Новоселов надеется, что опыты продолжатся бодрыми темпами, и эффективность механизма удастся повысить.

Осенью прошлого года ученые из MIT запустили первый летательный аппарат без подвижных частей. Самолет на ионной тяге весом 2,45 кг успешно преодолел 60 метров. В основе его движения лежит тот же феномен ионизации воздуха.