O Engenharia 360 tem uma pergunta para você: quando pensa em design de aeronaves, qual a forma que lhe vem à cabeça? Talvez lembre dos aviões tradicionais, com suas turbinas ou hélices. Mas existem outros veículos voadores, como bem sabemos, como os helicópteros, os eVTOLs e os drones. Mas e o Ionocraft, conhece? Trata-se de uma aeronave movida por uma tecnologia que se vale de vento iônico, desafiando as engenharias tradicionais à propulsão. 

Neste artigo, exploramos o fascinante design do Ionocraft, quais as perspectivas para o futuro dessa tecnologia e como pode impactar o mundo da Engenharia Aeronáutica. Confira!

Principais características de um Ionocraft

Você pode encontrar referências sobre o Ionocraft na Internet também como aeronave iônica ou lifter, uma estrutura composta por dois elementos principais; um fio fino ou grade no topo, que atua como o ânodo (positivo), e uma estrutura condutora maior abaixo, o cátodo (negativo). 

Entende-se que seria um tipo de veículo voador movido a impulsão eletrohidrodinâmica - considerada uma geração sustentável de propulsão. Seu funcionamento depende da criação de um campo elétrico de alta voltagem gerado entre dois eletrodos. Assim, as moléculas do ar ao redor do ânodo são ionizadas. Tais partículas são repelidas e então atraídas pelo cátado, criando um fluxo de partículas que empurram o ar neutro, gerando um “vento iônico” ou a força necessária para o voo da aeronave.

Vantagens e desvantagens deste modelo de engenharia

Vale destacar que essa operação do Ionocraft é totalmente dependente da atmosfera, por isso os especialistas afirmam que esse modelo de engenharia seria impróprio para o voo no espaço, por exemplo, onde não há ar. Isso, portanto, limita as suas aplicações. Ademais, há necessidade de fontes de energia de alta voltagem e baixo peso (difícil em sistemas compactos). E a tecnologia ainda gera um empuxo relativamente baixo, limitando sua capacidade de carga.

Agora, por outro lado, há muito potencial para a utilização dessa aeronave em outras situações, como experimentos científicos e sobrevoos de observação militar (assim como fazem os drones), por exemplo.

Relembrando que o Ionocraft, diferente das aeronaves tradicionais, não depende de motores. Por utilizar forças eletrostáticas para gerar propulsão, também não necessita de componentes móveis. Sua operação é bastante silenciosa e sua estrutura é tipicamente leve - o que é, aliás, uma característica importante para a eficiência do voo com esse tipo de tecnologia.

A busca pela conquista dos céus em voo silencioso

Os discursos de Ícaro, na Grécia Antiga, e os projetos de Leonardo Da Vinci, no Período Renascentista, inspiraram muitos engenheiros a desenharem modelos de máquinas extraordinárias, capazes de desafiar a gravidade. Pode-se dizer que depois dos irmãos Wright e do nosso saudoso Santos Dumont, a aviação nunca mais a mesma. Mas os cientistas ainda continuavam buscando por uma tecnologia aeronáutica mais silenciosa. Esse é o desafio que assombrou gerações de criativos até surgir a proposta do Ionocraft.

Tudo começou com um engenheiro elétrico e inventor chamado Ethan Krauss, de Oberlin, Ohio. Ele tem dedicado sua vida a perseguir o sonho do voo iônico. Um dia, sua curiosidade levou a assistir um vídeo dos anos 60 que falava sobre uma invenção do pioneiro da aviação Alexander de Seversky. Era uma máquina feita de varetas e fios e que levitava no ar graças à emissão de íons, sendo controlada por uma série de caixas pesadas que continham as fontes de energia.

Modelo final

Krauss ficou muito fascinado com a história do filme, inspirado a criar sua própria aeronave. Ele perguntou se seria possível desenhar um modelo sem partes móveis e com componentes de energia que pudessem ser pequenos o suficiente para serem transportados a bordo. Assim, pouco a pouco, ele foi construindo e testando protótipos de materiais, formatos e tipos de circuitos elétricos diferentes, até que chegou no modelo funcional de Ionocraft considerado por ele perfeito.

O Ionocraft de Krauss parece uma “aranha de metal”, medindo cerca de 4 metros de diâmetro. As primeiras versões eram alimentadas por baterias de carro pesadas e caixas volumosas, como as usadas por Seversky. Com o tempo, o cientista desenvolveu um esquema de circuitos mais leve e eficiente. O modelo final seria autossuficiente, capaz de voar com a fonte de energia a bordo, sem estar conectado a uma bateria no chão. Ah, é claro que ele foi patenteado, caso esteja se perguntando; isso ocorreu em 2014.

Em testes, esse Ionocraft voou quase que sem emitir qualquer som, pairando no ar por cerca de meio minuto, antes que as baterias se esgotassem. Sim, é uma máquina frágil e, por hora, pouco provável de ser aplicada em alguma atividade do nosso dia a dia, mas, de todo modo, representa um avanço significativo na engenharia!

Aprimoramento da propulsão iônica e perspectivas para a aviação

O conceito da propulsão iônica foi inicialmente proposto por Francis Hauksbee, em 1799, embora ele não tenha conseguido realizar nenhum experimento prático disso. Foi o cientista Thomas Townsend Brown, mais de um século depois, o primeiro a realizar inovações na área - ele até achava que tinha encontrado uma solução para dispositivo de antigravidade. Já Seversky registrou a patente de sua proposta de aeronave no ano de 1959.

Atualmente, os pesquisadores do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) estão tentando criar um avião movido por propulsão iônica. Segundo o engenheiro David Perreault, a chave seria a criação de íons a partir de moléculas neutras no ar, aceleradas por um campo elétrico para gerar empuxo - traduzindo, ajustar o tal “vento iônico” segundo a necessidade. Se tudo der certo, essa poderá ser uma alternativa mais silenciosa aos drones convencionais.

Krauss sonha que sua invenção possa um dia ser adaptada para a exploração do espaço. O inventor imagina uma aeronave movida a energia solar que poderia voar indefinidamente, desde que houvesse luz solar suficiente. Enquanto isso, deve continuar suas experimentações, pois, como ele mesmo afirma, ama essa busca pelo conhecimento, indiferente aos sucessos ou fracassos dos experimentos.  

A história de Ethan Krauss é uma prova do poder da engenhosidade humana e da importância de perseguir nossos sonhos, mesmo que pareçam impossíveis, e de como nossas ações podem fazer a diferença no mundo.

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Fontes: Electron Air LLC.

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Eduardo Mikail

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