論文の概要: Design and Flight of an Ion-propelled Micro Hovercraft Leveraging Ground Proximity Effects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.04343v1
• Date: Wed, 05 Aug 2026 01:40:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-06 14:48:43.684992
• Title: Design and Flight of an Ion-propelled Micro Hovercraft Leveraging Ground Proximity Effects
• Title（参考訳）: 地表面近接効果を利用したイオン推進マイクロホバークラフトの設計と飛行
• Authors: C. Luke Nelson, Grant Nations, Mrinmoy Modak, Daniel S. Drew,
• Abstract要約: 小型の大気イオンスラスタは、地上機の近くで作動するときに大幅に増大させることができる。 イオン推進型マイクロホバークラフトが公開されたのはこれが初めてである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.639865209180998
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Electroaerodynamic propulsion is compelling for use in micro air vehicles due to its silent and solid-state nature, but its limited efficiency has thus far precluded a path towards power-autonomous flight. Recent work has shown that thrust density and efficiency for small-scale atmospheric ion thrusters can be vastly increased when operating close to a ground plane. Here, we explore the design space of centimeter-scale hovercraft, which can leverage this ground effect for low-altitude flight. We first perform an empirical investigation, characterizing the performance benefits and trade-offs for different geometries and configurations of passive hovercraft skirts, then use the results to fabricate a viable point design. We demonstrate a palm-sized hovercraft that, while tethered to an external power source, can fly for extended periods, withstand dozens of takeoff and landing cycles, passively stabilize to reject significant mechanical disturbances, and generate practically zero audible noise signature. The measured thrust efficiency of 16 mN/W and additional payload capacity of almost 1.5 grams above the vehicle's self mass of about 1.6 grams exceeds any similarly sized electroaerodynamically propelled robot by an order of magnitude. This is the first time an ion-propelled micro hovercraft has been shown in the open literature, and our work points the way towards an entirely new class of robot.
• Abstract（参考訳）: 電気空力推進は、静かで固体的な性質のため、マイクロエアカーでの使用には魅力的なものだが、その限られた効率性は、これまで電力自動飛行への道のりを妨げてきた。 近年の研究では、小型の大気イオンスラスタの推力密度と効率が、地上面近傍で作動するときに大幅に向上できることが示されている。 そこで我々は,この地上効果を利用して低高度飛行を行うセンチュアスケールホバークラフトの設計空間を探索する。 まず,受動ホバークラフトスカートの形状や形状の異なる測地の性能向上とトレードオフを特徴付ける実験を行い,その結果を用いて実測点設計を実現した。 我々は、外部電源に接続しながら、数十回の離陸・着陸サイクルに耐え、受動的に安定して重要な機械的障害を回避し、事実上ゼロの聴覚ノイズシグネチャを生成する、手のひらサイズのホバークラフトを実証した。 16mN/Wの推力効率と、約1.6グラムの自重より1.5グラムのペイロード容量は、同様の大きさの電気空力推進ロボットを桁違いに上回っている。 イオンを推進するマイクロホバークラフトがオープンな文献で紹介されたのはこれが初めてで、われわれの研究は、まったく新しいタイプのロボットへの道を指している。

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