Les drones à propulsion ionique pourraient être l’avenir
Cela semble magique, mais c’est bien réel. Les drones à propulsion ionique pourraient offrir un vol silencieux, et une entreprise, soutenue par l’Université de Miami, en a fait un qui fonctionne.
Si vous n’avez jamais entendu parler des propulseurs ioniques auparavant, l’ensemble du concept ressemble à un terme inventé pour une série de science-fiction bon marché des années 1970. Même si vous avez lu sur Le travail de la NASA sur cette chose même, nous serions pardonnés de l’avoir écrit comme un concept limité à un projet de vol spatial à neuf chiffres par opposition à, eh bien, des drones. De manière cruciale, ce dont nous pourrions parler est des drones qui ne font pas beaucoup de bruit.
Il s’avère que l’effet Biefeld-Brown (tel qu’il est bien connu) est un phénomène bien réel qui peut être démontré en laboratoire avec quelque chose d’aussi simple qu’un générateur de Wimshurst. C’est l’équipement de physique de l’école avec la courroie rotative et la poignée d’enroulement et la grande sphère chromée sur le dessus. Beaucoup de gens se souviendront d’un professeur de physique vêtu de tweed avec un sourire sur le visage demandant à une jolie fille aux cheveux longs de s’accrocher à cette sphère chromée, puis se félicitant de ses cris alors que sa coiffure lévitait de manière impressionnante (et semi-permanente) dans un nuage presque sphérique.
Au-delà de faire hurler Jessica et de tapoter désespérément sa tête, il ressort clairement de cette expérience que les champs électriques peuvent créer des forces mécaniques, bien que ce que nous venons de décrire ne soit pas un exemple de Biefeld-Brown au travail. C’est un effet un peu plus ésotérique qui repose sur la forme des conducteurs électriques. Placez deux électrodes à une courte distance l’une de l’autre et appliquez une tension sur elles et, en fonction de la pression de l’air, de la tension et de la distance, la charge s’écoule de l’une à l’autre. Si les deux électrodes ont à peu près la même forme, l’effet sur l’air qui les entoure est plus ou moins le même, et rien ne bouge beaucoup au-delà de la charge électrique elle-même.
Cela semble magique, mais ce n’est pas le cas
Faites de l’une des électrodes un point, cependant, et les choses changent, et ici commence la leçon de physique. La charge électrique est préférentiellement émise de la pointe même du point vers l’électrode moins pointue, ne serait-ce que parce que le point est le plus proche (et il y a aussi une physique étrange sur la façon dont la charge aime émettre des objets pointus). Cela signifie que la chargedensité est beaucoup plus élevé près de l’électrode pointue que ce n’est l’électrode pas si pointue. Réglez la tension suffisamment élevée, et cette densité de charge plus élevée devient suffisante pour ioniser (c’est-à-dire éliminer les électrons des atomes) dans l’air à proximité du point.
Lorsque cela se produit, l’air ionisé résultant a maintenant une charge électrique, et comme des charges différentes s’attirent les unes les autres, cet air ionisé se déplace vers l’électrode opposée. Ce n’est peut-être pas trop excitant – il va frapper l’électrode et s’arrêter à peu près. Dans les gaz, cependant, les ions en mouvement peuvent interagir avec d’autres atomes non ionisés, et comme ils ne sont pas chargés, une fois qu’ils se déplacent, ils continuent à bouger – et créent un jeu d’enfant. YouTube regorge de vidéos de personnes soufflant des bougies avec des dispositifs de circulation d’air électrostatiques.
Souffler une bougie est assez loin de pouvoir souffler une petite machine en l’air en utilisant la même physique, mais rien, en principe, n’empêche le mouvement de l’air électrostatique d’être utilisé pour créer des moteurs à réaction, des aspirateurs ou, oui, des drones. C’est un effet avec lequel les gens jouent depuis la plus grande partie de la seconde moitié du XXe siècle et ce n’est pas une découverte nouvelle; des machines volantes similaires ont été appelées lève-personne à haute tension ou ionocraft.
Praticité
Les problèmes pratiques sont importants, et il a fallu jusqu’à présent pour que le contrôle et en particulier les technologies d’alimentation (pour lesquelles lire: batteries lithium-ion) deviennent pratiques. Mais c’est pratique, et un drone ionocraft a été présenté il y a au moins un an par une société appelée Undefined Technologies. La société se réfère à sa conception comme un drone silencieux, et comme pour toute technologie en développement, les spécifications sont décevantes: les conceptions actuelles voleront pendant un quart d’heure avec une charge utile de moins d’un kilo. Il semble également probable que les versions développées de cette technologie devront déplacer plus d’air pour augmenter la capacité de charge utile, et ce qui est actuellement silencieux pourrait inévitablement finir par créer au moins un son détectable de l’air qui se précipite.
Et oui, c’est fonctionnellement le même principe que les propulseurs ioniques de la NASA; la différence est que sur un vaisseau spatial, il n’y a pas de gaz à ioniser et nous devons prendre le nôtre dans le cadre des fournitures de consommables pour le moteur, qui seront éjectés par-dessus bord au fur et à mesure que nous volons. Pourtant, l’intérêt de la communauté des vols spatiaux pour cette technologie est que, étant alimentée électriquement, elle peut tirer son énergie d’une source de densité de puissance très (très) élevée telle qu’un réacteur nucléaire. Il semble peu probable que l’un des régulateurs mondiaux de l’aviation ou du nucléaire nous laisse construire des plates-formes de caméras autour de ce type de technologie, mais tout de même. Ce qui semble probable, c’est que cette technologie pourrait, si nous trouvions un moyen de la rendre plus efficace, avoir le potentiel de rendre les enregistreurs sonores beaucoup plus heureux que les drones actuels, qui sont suffisamment bruyants pour rendre plus ou moins tout ce qu’ils sont impliqués dans un tir MOS.