Бестопливный, безлопастный, малошумный авиационный двигатель --- Научная фантастика или реальная теоретическая наука?

Электрические двигатели с ионными двигателями уже используются в космосе. Современные ионные двигатели обеспечивают очень высокий удельный импульс при малой мощности (обычно порядка 10–1000 Вт). Возможна более низкая или более высокая производительность, что является предметом текущих исследований и разработок. Ионные двигатели отлично работают в условиях вакуума/свободного падения, где полезна низкая тяга в течение длительного времени, а электрическая энергия может генерироваться на месте с помощью солнечных батарей.

Использование ионных двигателей в атмосфере возможно, но есть серьезные проблемы:

• самолеты требуют большой тяги при взлете
• топливо не содержит энергии для привода двигателя
• атмосферное давление изменяет все рабочие параметры. Существующие ионные двигатели для космоса бесполезны в атмосфере.

Сегодня ионные двигатели не готовы для авиации, и, возможно, этого никогда не произойдет, но некоторые исследования в этом направлении ведутся. Лично я не верю, что ионные двигатели полезны для малых высот, но я вполне могу представить себе ГПВРД для больших высот, использующие технологию ионной тяги. В любом случае, даже ионный двигатель без движущихся частей не может быть бесшумным при работе в атмосфере. Частицы, выбрасываемые с очень высокой скоростью, создают много шума, похожего на шум сварочной горелки.

Двигатель/двигатель/аккумулятор/блок питания — это не ваша проблема (как упоминает Рон в комментариях), а обычно ваши пропеллеры создают весь шум. Хорошо сделанный бесщеточный двигатель постоянного тока издает не более чем тихий визг даже на высоких оборотах. Как правило, любой шум двигателя, который вы слышите в дешевых потребительских товарах, является результатом менее точных допусков массового производства, дешевых материалов и т. д. Любой пропеллер перемещает много жидкости (будь то воздух, вода или какая-либо другая среда) в конце концов увидит эту жидкость. соприкасаются с вещами, и энергия может рассеиваться либо термически, превращаясь в тепло, либо механически, превращаясь в звук/вибрацию (часто и то, и другое). Это простой вопрос физики, и, возможно, мы решим его в будущем, этому есть практический предел.

Вы можете посмотреть здесь , а также изучить здесь .

Если вы не хотите шуметь во время полета, летайте на планере .

Теперь Джетс — это немного другая игра с мячом (по сравнению с реквизитом). Во-первых, полностью электрический канальный вентилятор может показать некоторые преимущества по сравнению с неканальным аналогом, и даже Airbus работает над проектом, чтобы изучить его. Традиционные турбодвигатели и форсунки с большим байпасом значительно снизили уровень шума, но во многом это связано с нашим более глубоким пониманием потока выхлопных газов, того, как формировать заднюю часть двигателя, а также с общими производственными возможностями и пониманием . Однако, в конце концов, струя работает за счет движения воздуха, который просто издает шум, основываясь на самой физике того, как она работает, единственный способ сохранить струю идеально тихой - это выключить ее...

Если нам нужен только грузовой дрон, он у нас уже есть — почтовый голубь подойдет под все ваши требования. Не требует пилота, но полезная нагрузка довольно ограничена.

Если вам нужен пилот для вашей истории, ни одна из существующих птиц не может нести типичного человека. Однако мы можем представить себе это, соединив две крайности: самого большого летающего динозавра (весом около 250 кг ) и некоторых самых легких людей (менее 30 кг ). Белоголовый орлан может поднять примерно такой же вес, как и его собственная масса ( здесь ), но крупное животное может быть не в состоянии сделать то же самое.

Мы уже можем выращивать синтетические гамбургеры, сделанные из мышечных клеток. Возможно, в далеком будущем можно будет добавить в самолет легкие кости, перья и все сшить.

Массачусетский технологический институт создал небольшой радиоуправляемый самолет с ионными двигателями . Это не то же самое, что ионные двигатели в космосе; вместо этого ионы здесь создаются из окружающего воздуха. Преимущество в том, что самолету не нужно нести топливо.

Поскольку в нем нет быстро движущихся механических частей, он очень тихий. Я даже мог видеть, как это используется для того, чтобы еще больше заглушить планеры — стратегически расположенные двигатели на корпусе могут поддерживать стабильность и ламинарность пограничного слоя.