Повдигач или как да направите йонен двигател със собствените си ръце

Във физиката има ефект на Бифелд-Браун. Това е феноменът на създаване на йонен вятър между два хоризонтални проводника, свързани към високо напрежение от десетки киловолта. В процеса на поток на йони от един проводник към друг, молекулите на въздуха също се улавят и под инсталацията се създава малка струя. Но има и друго обяснение за този ефект, но повече за това по-долу.

В интернет има много примери за този вид и домашно приготвени продукти.

Ефектът на йонния вятър е забелязан през 1921 година. физикът Таунсенд Браун и неговият асистент Пол Бифелд. Установено е, че рентгеновата тръба на Coolidge отслабва, когато се захранва с енергия. Подобно на много учени от онова време, които обичаха да патентоват всичко ново, Браун не беше изключение. 1934 до 1965 въз основа на това явление той е патентован седем теоретични проекти (електростатични двигатели и електрокинетични устройства).

Преди около 20 години прочетох, че Браун е проектирал летящи кондензатори под формата на летящи чинии:

Няма информация до какви резултати са довели тези експерименти. Малко вероятно е стойностите на тягата да са интересни за авиационната индустрия.

През 60-те години идеите на Браун са възприети от американски дизайнер на самолети с руски корени Александър Прокофиев-Северски:

Той също така тества прототипи и тези леки летящи платформи изглеждаха обещаващи. Имаше футуристични снимки на летящи превозни средства, базирани на този принцип. Нашите футуролози не изоставаха от тези идеи:

И в наше време, питащите умове не оставят идеята за електроантигравитация. Поради това бяха изложени идеи, че такъв принцип може да се използва от превозни средства на бъдещето или тези, които приемаме за НЛО. Или отдавна има тайни разработки на затворени проекти и някои кръгове, близки до военните, използват електричество за полети.

Въпросът е, че йонният самолет няма да лети в безвъздушно пространство. За движение той се нуждае от газова среда. Но дори във въздуха асансьорът е изключително малък. Йонолетното преживяване е добре илюстрирано в това видео:

Например не знаех, че полярността на връзката на напрежението към проводниците на йонната равнина няма значение. Което е странно на пръв поглед, защото сме свикнали с факта, че йони се преместват от един електрод в друг. Ключът е, че между и около електродите се създава коронен разряд и йонизирана среда (знакът за йонизация на газа ще зависи от полярността, приложена към проводниците). И единият електрод винаги ще бъде привлечен от йонния облак, а другият ще отблъсне.

Тези. йонният вятър ще присъства, но основната сила на повдигане е в електростатичното привличане и отблъскване на електродите и йонната среда. Може би, ако степента на йонизация на газа се увеличи, асансьорът ще се увеличи. Междувременно такова претегляне на йонна равнина 2 грама повдига само собственото си тегло:

Йонолетът е завързан за масата с конци. И ако няма жица, тя ще продължи движението си нагоре. Въпросът е само в автономен източник на високо напрежение от 20-40 kV.

През 2018г. специалисти от Масачузетския технологичен институт изградиха прототип на планер с автономен източник на енергия:

Размах на крилата на планера - 5 м. Тегло - 2,26 кг. Планер лети 60 м (дължина на фитнеса). Опитът се повтори 10 пъти.

Всеки може да направи йонолет със собствените си ръце от скрап материали. Ще ви трябват тънки дървени пръчки. Например фурнирни влакна от шперплат. Те ще трябва да бъдат телбод в триъгълна рамка. В ъглите прътите трябва да са по-високи от рамката:

Завиваме рамката с хранително фолио и опъваме тънък меден проводник в горната част по периметъра. По-добре е, ако теглото на йонния самолет е няколко грама. Ще ви трябва източник на високо напрежение поне за 20 kV. За опит такъв модул с високо напрежение е достатъчен:

Можете да го включите за известно време от 18650 батерии с голям капацитет.

Къде може да се приложи това просто йонно задвижване? Поради ниската си тяга - само при модели играчки, например на модел лодка:

Не могат да се развиват високи скорости. Или можете да изненадате приятелите или познатите си, като им покажете йонния самолет и ги уведомите, че са конструирали прототип на летяща чиния. Не всеки е запознат с физиката и това ще изненада мнозина.

Засега това е просто отлична демонстрация на физика за подрастващото поколение, популяризиране на науката в експерименти. За някои от тийнейджърите ще бъде интересно. Поне за тези, които имат техническо мислене от детството. Помняйки себе си на тази възраст, вие задавате въпроса: тогава ще има всички тези възможности с информацията в Интернет, придобиването на всичко, което е необходимо на aliexpress. Въпреки че и без това има какво да запомните.

А какви експерименти сте правили в детството или какви са били вашите хобита - пишете в коментарите.

***

Абонирай се към канала, добавете го към отметките на вашия браузър (Ctrl + D). Предстои много интересна информация.