Motor de aviación sin combustible, sin aspas y mínimamente ruidoso --- ¿Ciencia ficción o ciencia teórica real?

Como no experto en aeronáutica, pregunto si los vehículos sin combustible (¿eléctricos?) Que son mínimamente ruidosos, solo ciencia ficción o un concepto científico teórico real destinado a un desarrollo futuro cercano o muy lejano.

Pregunto si existe alguna ciencia teórica que trate de describir cómo sería posible tal cosa en el futuro...

Características de tal vehículo:

  • Algo de empuje sin combustible; si es eléctrico, que una batería suficientemente potente o un mecanismo de explotación de energía solar suficientemente potente
  • sin fuego
  • Sin palas: sin jet, sin hélices/rotores o turbinas
  • Sin alas
  • Silencioso o casi silencioso: no es el ruido habitual. Algo muy, muy silencioso: al menos el 75% del ruido serán moléculas de aire que giran únicamente por el movimiento de todos los objetos, pero no por el motor en sí.

Este objeto volador puede o no ser capaz de volar tanto en la atmósfera terrestre como fuera de ella.
¿Quizás los platillos voladores de Bob Lazar?

Los motores (motores) en sí mismos son extremadamente silenciosos, son todas las piezas que producen empuje que les pones las que hacen el ruido. Sin embargo, no estoy seguro de ver una pregunta allí. ¿Estás preguntando si existen? puede existir? Posible en el futuro?
Edité la pregunta y agregué un énfasis al final.
Ya construimos aviones de observación súper silenciosos, y el uso de energía eléctrica eliminaría la parte más ruidosa del avión. Me parece plausible.
Tal vez el chico de la aspiradora Dyson invente algo. Ya tiene ventiladores "sin aspas" . Sin embargo, aparentemente no son demasiado silenciosos.
@TomMcW eso es porque está lejos de no tener cuchillas, las cuchillas simplemente están ocultas
Es posible que desee preguntar esto en Worldbuilding.SE como "¿Cómo se podría eliminar el ruido de un avión de hélice futurista?"
@Federico Por eso puse "sin hoja" entre comillas. Además, ¿qué diablos es un "motor digital"? Los motores no pueden ser digitales
Tu pregunta es buena pero difícil de leer. Tal vez debería reformular el contexto de su pregunta, es decir, por qué está preguntando eso, qué elementos hacen que la pregunta aparezca en su mente y qué le hace pensar que es una pregunta interesante.
simplemente necesitas una lechuza ;-) youtube.com/watch?v=-WigEGNnuTE (BBC's Natural World)
@TomMcW: "Los motores no pueden ser digitales". Creo que es discutible que un motor paso a paso sea digital en lugar de analógico, ya que se mueve en pasos discretos: en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor
@jamesqf La entrada actual a un motor paso a paso es digital, la respuesta mecánica del paso a paso es analógica discreta. Desde un punto de vista formal, es un convertidor de digital a analógico.
Votación para reabrir. La pregunta ha atraído 2 respuestas, aparentemente no fue clara para todos.

Respuestas (4)

La propulsión eléctrica mediante propulsores iónicos ya se utiliza para aplicaciones espaciales. Los propulsores de iones actuales generan un impulso específico muy alto a baja potencia (normalmente del orden de 10 a 1000 W). Son posibles rendimientos más bajos o más altos y son objeto de investigación y desarrollo actuales. Los propulsores de iones funcionan muy bien en el entorno de vacío/caída libre donde es útil un empuje bajo durante períodos prolongados, y la energía eléctrica se puede generar en el lugar con paneles solares.

El uso de propulsores de iones en la atmósfera es posible, pero existen grandes desafíos:

  • los aviones requieren mucho empuje durante el despegue
  • el propulsor no contiene la energía para impulsar el propulsor
  • la presión atmosférica cambia todos los parámetros de trabajo. Los propulsores de iones existentes para el espacio no son útiles en la atmósfera.

Hoy en día, los propulsores de iones no están listos para la aviación y es posible que nunca suceda, pero hay algunas investigaciones que van en esta dirección. Personalmente, no creo que los propulsores de iones sean útiles para bajas altitudes, pero puedo imaginarme un motor scramjet para grandes altitudes utilizando la tecnología de propulsión de iones. En cualquier caso, incluso un propulsor de iones sin partes móviles no puede ser silencioso cuando trabaja en la atmósfera. Las partículas expulsadas a muy alta velocidad generarán mucho ruido, similar a un soplete de soldadura.

¡Muchas gracias, y mucho, por esta respuesta! Como no soy físico, me pregunto si tal tecnología no es peligrosa. Lo siento mucho si suena gracioso, pero sé que todo el concepto de las bombas atómicas se basa en manipular átomos... Hacerlos tan inestables que se romperían, de modo que se extendería una onda explosiva... ¿Es peligroso? ¿en ese sentido? ¿Y puede comentar o ampliar si alguna otra tecnología sin aspas además de los propulsores de iones se considera posible hoy en día, o si todas las demás tecnologías sin aspas se consideran ciencia ficción? ¡Gracias de nuevo!
Sin aspas && eléctrico...
¿Alguna idea de cuánto empuje se puede esperar? Como dijiste, se adaptan mucho mejor al espacio donde son prácticamente la única fuerza que actúa sobre un cuerpo. Luchar contra la gravedad y las fuerzas aerodinámicas en la Tierra sería duro. ¿Tal vez podrían trabajar en algún tipo de dirigible?
Dudo que los propulsores de iones vayan a ser silenciosos, o incluso particularmente silenciosos. Están trabajando en la atmósfera y expulsando masa por la parte de atrás. Eso va a crear turbulencia, lo que generará ruido tal como lo hace un motor a reacción (o cohete). Además, está expulsando partículas cargadas, por lo que es posible que tenga una descarga continua de chispas a lo largo de su columna de escape.
Los propulsores de @Benia Ion no son peligrosos a menos que te acerques demasiado. No son tan diferentes de un soplete de soldadura.
@foot Los propulsores de efecto Hall típicos para el mantenimiento de estaciones orbitales entregan 250 +/- 100 mN a 5 kW. Los prototipos existentes de propulsores magnetolpasmadinámicos entregan 150 N a 5 MW. Es posible escalar la geometría.
@jamesqf tienes razón. Agregué una nota sobre el ruido. Los propulsores de iones siempre requieren un neutralizador, es decir, un cátodo adicional para neutralizar el plasma expulsado. Solo los propulsores de iones más pequeños (micropropulsores) pueden depender del neutralizador de la nave espacial.
Sé que leí algo nuevo llamado propulsor de cavidad resonante de RF (especialmente el motor cannae) y también encontré esto: en.wikipedia.org/wiki/Reactionless_drive .
"...similar a un soplete de soldadura": ¿O tal vez como un soldador de arco eléctrico?
@bogl: Eso es algo que siempre me he preguntado. Parecía que si ionizabas un montón de átomos y los disparabas por la parte de atrás, terminarías con muchos electrones en exceso (y por lo tanto carga) en tu nave espacial.
@jamesqf muchos tipos de propulsores de iones usan arcos eléctricos, pero el soldador de arco no acelera el gas en una dirección. El soplete de plasma es el hermano industrial del propulsor de iones para soldadura y corte. Pero, ¿cuántas personas han visto una antorcha de plasma en acción? Yo no. Y sí, la carga de naves espaciales es un problema que siempre debe resolverse, ya sin propulsores de iones.
Los motores ION tienen un gran impulso específico pero una pésima eficiencia energética. Eso puede ser una buena compensación para las naves espaciales de larga duración, no tanto para los aviones.

El motor / motor / batería / fuente de alimentación no es su problema (como menciona Ron en los comentarios), generalmente son sus hélices las que hacen todo el ruido. Un motor de CC sin escobillas bien hecho no hace más que un gemido silencioso incluso a altas RPM. En general, cualquier ruido de motor que escuche en productos de consumo baratos es el resultado de tolerancias de producción en masa menos precisas y materiales baratos, etc. Cualquier hélice que mueva una gran cantidad de fluido (ya sea aire o agua o cualquiera que sea su medio) verá ese fluido eventualmente. entran en contacto con las cosas y la energía puede disiparse térmicamente en calor o mecánicamente en sonido/vibración (a menudo ambos). Esta es una simple cuestión de física, aunque tal vez lo resolvamos en el futuro, hay un límite práctico para esto.

Es posible que desee echar un vistazo aquí , así como el estudio aquí .

Si no quieres hacer ruido mientras vuelas, vuela un planeador .

Ahora los Jets son un juego de pelota un poco diferente (en comparación con los accesorios). En primer lugar, un ventilador con conductos totalmente eléctrico puede mostrar algunos beneficios sobre su contraparte sin conductos e incluso Airbus está trabajando en un proyecto para explorarlo. Los turborreactores tradicionales y los jets de derivación alta han disminuido mucho en ruido, pero gran parte de eso se debe a nuestra mayor comprensión del flujo de escape, cómo dar forma a la parte trasera de un motor y las capacidades y comprensión generales de fabricación . Sin embargo, al final del día, un chorro funciona moviendo aire que simplemente hará ruido basado en la física misma de cómo funciona, la única forma de mantener un chorro perfectamente silencioso es apagarlo...

Los planeadores tampoco son tan silenciosos. Son los más silenciosos que puedes conseguir, pero no silenciosos.
¿Por qué no serán "silenciosos" si no hay un motor impulsado por combustible (o incluso un motor eléctrico)? Gracias.
@JohnDoea, la corriente de aire sobre el casco hace una cantidad sorprendente de ruido. Sorprendente para mí, al menos. - Saltar Miller

Si solo necesitamos un dron de carga, ya lo tenemos: una paloma postal cumpliría con todos sus requisitos. No requiere piloto, pero la carga útil es bastante limitada.

Si necesita un piloto para su historia, ningún pájaro existente podría llevar a un humano típico. Sin embargo, podemos imaginar que esto suceda, uniendo los dos extremos: un dinosaurio volador más grande (pesado alrededor de 250 kg ) y algunos humanos más livianos (menos de 30 kg ). El águila calva puede levantar aproximadamente el mismo peso que su propia masa ( aquí ) pero es posible que el animal grande no pueda hacer lo mismo.

Ya podemos cultivar hamburguesas sintéticas que están hechas de células musculares. Tal vez en un futuro lejano sería posible agregar huesos livianos, plumas y coser todo en el avión.

El MIT ha producido un avión RC a pequeña escala que funciona con propulsores iónicos . Estos no son lo mismo que los propulsores de iones en el espacio; en cambio, los iones aquí se crean a partir del aire circundante. El beneficio es que el avión no necesita llevar su propulsor.

Como no hay partes mecánicas de movimiento rápido, es muy silencioso. Incluso pude ver que esto se usaría para silenciar aún más a los planeadores: los propulsores colocados estratégicamente en el casco podrían mantener la capa límite estable y laminar.

Hola, ¿qué es un "casco"? Hice una búsqueda en Google y obtuve fotos de antiguas ciudades europeas...
@JohnDoea: Otra palabra para fuselaje.
Motor de aviación sin combustible, sin aspas y mínimamente ruidoso --- ¿Ciencia ficción o ciencia teórica real?
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