今日飛行機に乗ると、空を飛ぶのに必要な推力はプロペラかジェットエンジンから得られます。どちらの方式も可動部品を必要とします。プロペラは回転し、ジェットエンジンは内部にファンを備えています。そのため、騒音が大きくなります。これはキティホーク以来の現状です。
しかし現在、MITの航空学の専門家らは、電気とイオンの動きだけを使って空中を進む、まったく異なるタイプの飛行機を飛ばしている。これは、SFから出てきた可動部品のない一種の静かな駆動装置である。
研究者たちは、MITの屋内トラックでこの飛行機を合計10回飛行させた。重量は約5ポンド強、翼幅は約16フィート（約5.8メートル）、最長飛行では約230フィート（約70メートル）飛行した。これはボーイング737の翼幅の約2倍に相当し、ジムの壁に激突した。速度は約11マイル（約18キロ）である。この飛行機を動かす技術は、電気空気力学的推進と呼ばれる。
「私たちが達成したのは、電気空気力学的推進力で動く飛行機の初の持続飛行であり、また多くの定義によれば、可動部品のない初の固体飛行でもある」と、MITの航空宇宙学教授スティーブン・バレット氏は、この飛行機に関するビデオで述べた。
この技術の仕組みは次のとおりです。この技術は将来、固体推進システムを搭載したドローンやさらに大型の航空機の製造に使用される可能性があります。
鍵となる部品は、翼の下に水平に走る電極です。電極は数多くありますが、飛行機がどのように飛ぶかを理解するには、2つの電極の関係を考えるだけで十分です。1つの電極は電線のように細く、機体に搭載されたバッテリーと電力変換器によって、なんと2万ボルトの電圧がかけられています。その細い電極の後ろ、機体のさらに奥には、もう1つの電極があります。小さな翼のように見えますが、この2つ目の電極にはマイナス2万ボルトの電圧がかけられ、4万ボルトの電圧差が生じています。
プロペラに触れたくないのと同じように、これらの電極にも手を伸ばすべきではありません。「かなり危険になる可能性があります」と、ネイチャー誌に掲載されたこの航空機に関する新たな論文の主任著者でもあるバレット氏は言います。「かなりの電力を消費することになりますから」
この二つの電極は、飛行機を飛ばすのに役立ちます。2万ボルトに帯電した最初の電極が、近くの窒素分子を刺激して電子を1つ失わせ、正に帯電させるからです。そして、この正の窒素イオンは、負に帯電した二つ目の電極に引き寄せられます。この魔法は、窒素イオンが電極間を移動する際に、通常の空気分子に衝突することで起こります。「そして、衝突するたびに、窒素イオンはこれらの分子にエネルギーを伝達し、中性空気の風を作り出します」とバレット氏は言います。さあ、イオン動力の飛行機の完成です。
最初の電極に当たった時に電子を失った哀れな窒素分子はどうなるのかと疑問に思うかもしれませんが、ご心配なく。2つ目の電極に当たると電子を取り戻し、再び中性になります。「そして、まるで最初からこのプロセスに関わっていなかったかのように、そのまま進んでいきます」とバレット氏は言います。
バレット氏によると、将来的にはこれらの電極を次世代航空機の外板に焼き付け、このプロトタイプ機に搭載されている外部電極は不要になるという。さらに、イオンドライブは機体の前進操縦にも使用できるため、ラダーやエレベーターといった従来の操縦翼面（機体の後方にある小さな翼の一部で、機体のピッチを制御する）は不要になるという。こうして固体燃料エンジンは、機体を推進させるだけでなく、方向制御も担うようになる。
しかし、この技術はまだ初期段階です。Nature誌の論文は、このような設計は「航続距離、耐久性、積載量といった指標において、同規模の従来型航空機とまだ競合できない」と指摘しています。
それでもバレット氏は、イオンドライブは小型ドローンや、既に飛行させた試作機と同規模の他の航空機に動力を与えることができると述べている。「この技術を大型機へと発展させ、最終的には乗客を乗せられるようになることを願っています」と彼は語る。
