今天，您乘坐飞机，它要靠螺旋桨或喷气发动机来产生推力在空中飞行。这两种方法都需要移动部件——螺旋桨会旋转，喷气发动机内部有风扇。因此，它们很吵。自莱特兄弟发明飞机以来，这一直是常态。
但现在，麻省理工学院的航空专家们已经试飞了一种截然不同的飞机，它仅依靠电力和离子的运动在空中产生推力，这是一种科幻小说中才有的、没有移动部件的静音推进方式。
研究人员在麻省理工学院的一个室内场地试飞了这架飞机，总共进行了十次飞行。它重约 5 磅，翼展约 16 英尺，最长的一次飞行了约 230 英尺——大约是波音 737 的翼展的两倍——然后撞上了体育馆的墙壁。它的速度约为 11 英里/小时。驱动这架飞机的技术被称为静电空气动力推进。
“我们实现了由静电空气动力推进的飞机首次持续飞行，而且，根据许多定义，这也是首次固态飞行，意味着没有移动部件，”麻省理工学院航空航天教授史蒂文·巴雷特（Steven Barrett）在一则关于该飞机的视频中说。
这项技术的工作原理如下——未来它可能被用来制造具有固态推进系统的无人机，甚至更大的飞行器。
关键部件是机翼下方的水平电极。有很多电极，但要理解飞机如何飞行，你只需要考虑两个电极之间的关系。一个电极很细，像电线一样，由于飞机上载有电池和电源转换器，该电极被充电到高达 20,000 伏的电压。在这个细电极的后面，更靠近飞机后部，是另一个电极——它看起来像一个微型机翼。第二个电极被充电到负 20,000 伏，产生 40,000 伏的电压差。
就像你不会想去触摸螺旋桨一样，你也不应该去接触这些电极。“这可能相当危险，”巴雷特说，他也是《自然》（Nature）杂志上关于该飞机的最新研究的资深作者。“我们说的是相当大的功率。”
这两个电极可以帮助飞机飞行，因为第一个电极以 20,000 伏的电压，促使附近的氮分子失去一个电子，带上正电。然后，带正电的氮离子被带负电的第二个电极吸引。当氮离子在电极之间移动时，会发生神奇的事情，因为它会撞击普通空气分子。“每次碰撞，它都会将能量传递给这些分子，并产生一股中性空气的风，”巴雷特说。瞧：一架由离子驱动的飞机。
如果你想知道那些失去电子撞击第一个电极的“可怜”的氮分子会怎样，别担心：一旦它们撞击第二个电极，就会重新获得电子，恢复中性。“然后它们就像从未参与过这个过程一样继续前进，”巴雷特说。
巴雷特表示，未来他们希望将这些电极嵌入下一代飞机的蒙皮中，这样就无需像这个原型机那样使用外部电极。不仅如此，他说离子推进还可以用来操纵飞机的方向，这样它就不需要传统的控制面，比如方向舵或升降舵（飞机后部控制俯仰的那个小翼片）。这样，固态发动机不仅能提供推力，还能控制飞机的方向。
然而，这项技术仍处于早期阶段。《自然》杂志的论文指出，像这样的设计“在航程、续航时间和有效载荷能力等指标上，目前还无法与同等规模的传统飞机竞争。”
尽管如此，巴雷特表示，离子推进可以为微型无人机或其他与他们已经试飞的原型机规模相似的飞行器提供动力。“我确实希望我们能将其发展到更大的飞机，也许最终能载客，”他说。
