Een lifter of hoe je met je eigen handen een ionenmotor maakt

In de natuurkunde is er het Biefeld-Brown-effect. Dit is het fenomeen van het creëren van een ionische wind tussen twee horizontale geleiders die zijn verbonden met een hoge spanning van tientallen kilovolt. In het proces van ionenstroom van de ene geleider naar de andere, worden ook luchtmoleculen afgevoerd en ontstaat er onder de installatie een kleine straalstuwkracht. Maar er is nog een andere verklaring voor dit effect, maar daarover hieronder meer.

Er zijn veel voorbeelden van dit soort en zelfgemaakte producten op internet.

Het ionenwindeffect werd opgemerkt in 1921. natuurkundige Townsend Brown en zijn assistent Paul Biefeld. Het bleek dat de röntgenbuis van Coolidge gewicht verloor wanneer hij werd geactiveerd. Zoals veel wetenschappers uit die tijd die graag al het nieuwe patenteerden, was Brown geen uitzondering. 1934 tot 1965 op basis van dit fenomeen werd hij gepatenteerd zeven theoretische ontwerpen (elektrostatische motoren en elektrokinetische apparaten).

Ongeveer 20 jaar geleden las ik dat Brown vliegende condensatoren ontwierp in de vorm van vliegende schotels:

Er is geen informatie tot welke resultaten deze experimenten hebben geleid. Het is onwaarschijnlijk dat de liftstuwkrachtwaarden interessant waren voor de vliegtuigindustrie.

In de jaren zestig werden de ideeën van Brown overgenomen door een Amerikaanse vliegtuigontwerper met Russische roots, Alexander Prokofiev-Seversky:

Hij testte ook prototypes en deze licht vliegende platforms leken veelbelovend. Op basis van dit principe waren er futuristische afbeeldingen van vliegende voertuigen. Onze futurologen bleven niet achter bij deze ideeën:

En in onze tijd verlaten onderzoekende geesten het idee van elektroantigravitatie niet. Daarom werden er ideeën naar voren gebracht dat een dergelijk principe zou kunnen worden gebruikt door voertuigen van de toekomst of die we gebruiken voor UFO's. Of er zijn al lange tijd geheime ontwikkelingen van gesloten projecten en sommige kringen dicht bij het leger gebruiken elektriciteit voor vluchten.

Het punt is dat het ionenvliegtuig niet in een luchtloze ruimte zal vliegen. Voor beweging heeft hij een gasomgeving nodig. Maar zelfs in de lucht is de lift extreem klein. De ionoletervaring wordt goed geïllustreerd in deze video:

Ik wist bijvoorbeeld niet dat de polariteit van de spanningsverbinding naar de ionenvlakgeleiders er niet toe doet. Op het eerste gezicht vreemd, want we zijn eraan gewend dat ionen van de ene elektrode naar de andere gaan. De sleutel is dat een corona-ontlading en een geïoniseerd medium wordt gecreëerd tussen en rond de elektroden (het teken van gasionisatie hangt af van de polariteit die op de geleiders wordt toegepast). En de ene elektrode zal altijd worden aangetrokken door de ionenwolk en de andere zal afstoten.

Die. de ionische wind zal aanwezig zijn, maar de belangrijkste hefkracht zit in de elektrostatische aantrekking en afstoting van de elektroden en het ionische medium. Misschien, als de mate van gasionisatie wordt verhoogd, zal de lift toenemen. Ondertussen weegt zo'n ionenvliegtuig 2 gram heft alleen zijn eigen gewicht op:

De ionolet is met draden aan de tafel vastgemaakt. En als er geen draad is, zou het zijn opwaartse beweging voortzetten. De enige vraag is in een autonome hoogspanningsbron van 20-40 kV.

In 2018. specialisten van het Massachusetts Institute of Technology hebben een prototype van een casco gebouwd met een autonome stroombron:

Spanwijdte zweefvliegtuig - 5 mtr. Gewicht - 2,26 kg. Glider vloog 60 m (gym lengte). De ervaring werd herhaald 10 keer.

Iedereen kan met zijn eigen handen een ionolet maken van afvalmateriaal. Je hebt dunne houten stokjes nodig. Bijvoorbeeld fineervezels van multiplex. Ze moeten in een driehoekig frame worden geniet. In de hoeken moeten de staven hoger zijn dan het frame:

We wikkelen het frame in met voedselfolie en spannen een dunne koperdraad in het bovenste gedeelte rond de omtrek. Beter als het gewicht van het ionenvliegtuig een paar gram is. Je hebt minimaal een hoogspanningsbron nodig 20 kV. Voor ervaring is zo'n hoogspanningsmodule voldoende:

U kunt hem een ​​tijdje opladen met 18650-batterijen met een hoge capaciteit.

Waar kan deze eenvoudige ionenaandrijving worden toegepast? Vanwege de lage stuwkracht - alleen in speelgoedmodellen, bijvoorbeeld op een bootmodel:

Hoge snelheden kunnen niet worden ontwikkeld. Of je kunt je vrienden of kennissen verrassen door ze het ionenvliegtuig te laten zien en ze te laten weten dat ze een prototype van een vliegende schotel hebben gebouwd. Niet iedereen is bekend met natuurkunde en het zal velen verrassen.

Tot dusverre is dit slechts een uitstekende demonstratie van natuurkunde voor de jongere generatie, de popularisering van wetenschap in experimenten. Voor sommige tieners zal het interessant zijn. Tenminste voor degenen die al sinds hun jeugd een technische instelling hebben. Als je jezelf op die leeftijd herinnert, stel je de vraag: dan zouden er al deze mogelijkheden zijn met de informatie van internet, het verwerven van alles wat nodig is op AliExpress. Hoewel er ook zonder dit iets te onthouden is.

En welke experimenten heb je in de kindertijd gedaan of wat waren je hobby's - schrijf in de comments.

***

Abonneren aan het kanaal, voeg het toe aan je browserbladwijzers (Ctrl + D). Er staat veel interessante informatie te wachten.