Keltuvas arba kaip pasigaminti joninį variklį savo rankomis

Fizikoje yra Biefeldo-Browno efektas. Tai yra joninio vėjo sukūrimo reiškinys tarp dviejų horizontalių laidininkų, sujungtų su dešimčių kilovoltų aukšta įtampa. Vykstant jonų srautui iš vieno laidininko į kitą, taip pat yra įtrauktos oro molekulės ir po instaliacija sukuriama maža reaktyvinė jėga. Tačiau yra dar vienas šio efekto paaiškinimas, bet apie tai - toliau.

Internete yra daugybė tokio pobūdžio ir naminių produktų pavyzdžių.

Jonų vėjo efektas pastebėtas 1921 m. fizikas Townsendas Brownas ir jo padėjėjas Paulas Biefeldas. Buvo nustatyta, kad Coolidge'o rentgeno mėgintuvėlis neteko svorio, kai buvo įjungtas maitinimas. Kaip ir daugelis to meto mokslininkų, kurie mėgo patentuoti viską naują, Brownas nebuvo išimtis. 1934–1965 m remdamasis šiuo reiškiniu, jis buvo užpatentuotas septyni teoriniai projektai (elektrostatiniai varikliai ir elektrokinetiniai įtaisai).

Maždaug prieš 20 metų skaičiau, kad Brownas suprojektavo skraidančius kondensatorius skraidančių lėkščių pavidalu:

Nėra informacijos, kokių rezultatų pasiekė šie eksperimentai. Vargu ar lifto traukos vertės buvo įdomios orlaivių pramonei.

6-ajame dešimtmetyje Browno idėjas perėmė amerikiečių orlaivių dizaineris, turintis rusų šaknis, Aleksandras Prokofjevas-Severskis:

Jis taip pat išbandė prototipus ir šios lengvo skraidymo platformos atrodė perspektyvios. Šiuo principu buvo futuristinės skraidančių transporto priemonių nuotraukos. Mūsų futurologai neatsiliko nuo šių idėjų:

Ir mūsų laikais klausiantis protas nepalieka elektroantigravitacijos idėjos. Todėl buvo pateiktos idėjos, kad tokį principą galėtų naudoti ateities transporto priemonės arba tos, kurias mes naudojame NSO. Arba ilgą laiką vyko slapti uždarytų projektų vystymai, o kai kurie kariams artimi ratai skrydžiams naudoja elektrą.

Esmė ta, kad jonų plokštuma neskris beorėje erdvėje. Judėjimui jam reikalinga dujų aplinka. Tačiau net ore keltuvas yra itin mažas. Šį vaizdo įrašą gerai iliustruoja jonoleto patirtis:

Pavyzdžiui, aš nežinojau, kad įtampos jungties su jonų plokštumos laidininkais poliškumas neturi reikšmės. Kas iš pirmo žvilgsnio yra keista, nes esame įpratę, kad jonai juda iš vieno elektrodo į kitą. Svarbiausia, kad tarp elektrodų ir aplink juos būtų sukurta vainikinė iškrova ir jonizuota terpė (dujų jonizacijos ženklas priklausys nuo laidininkams taikomo poliškumo). Ir vieną elektrodą visada traukia jonų debesis, o kitas atstumia.

Tie. joninis vėjas bus, bet pagrindinė kėlimo jėga yra elektrodų ir joninės terpės elektrostatinėje traukoje ir atstūmime. Galbūt, jei bus padidintas dujų jonizacijos laipsnis, padidės liftas. Tuo tarpu toks jonų plokštumos svėrimas 2 gramai pakelia tik savo svorį:

Jonoletas yra pririštas prie stalo siūlais. Ir jei nėra laido, jis tęstų savo judėjimą aukštyn. Vienintelis klausimas yra autonominiame aukštos įtampos 20–40 kV šaltinyje.

2018 m. Masačusetso technologijos instituto specialistai pastatė orlaivio korpuso prototipą su autonominiu energijos šaltiniu:

Sklandytuvo sparnų ilgis - 5 m. Svoris - 2,26 kg. Sklandytuvas skrido 60 m (sporto salės ilgis). Patirtis buvo pakartota 10 kartų.

Kiekvienas gali savo rankomis pagaminti jonoletą iš laužo medžiagų. Reikės plonų medinių pagaliukų. Pavyzdžiui, faneros pluoštas iš faneros. Juos reikės susegti į trikampį rėmą. Kampuose strypai turėtų būti aukštesni už rėmą:

Mes apvyniojame rėmą maisto folija ir viršutinėje dalyje aplink perimetrą ištempiame ploną varinę vielą. Geriau, jei joninio lėktuvo svoris yra pora gramų. Jums bent jau reikės aukštos įtampos šaltinio 20 kV. Kad patirtis būtų tokia, pakanka tokio aukštos įtampos modulio:

Kurį laiką galite jį maitinti iš didelės talpos 18650 baterijų.

Kur galima pritaikyti šį paprastą jonų variklį? Dėl mažos traukos - tik žaislų modeliuose, pavyzdžiui, valties modelyje:

Didelio greičio išvystyti negalima. Arba galite nustebinti savo draugus ar pažįstamus parodydami jiems jonų plokštumą ir informuodami, kad jie sukonstravo skraidančios lėkštės prototipą. Ne visi yra susipažinę su fizika ir tai nustebins daugelį.

Kol kas tai tik puikus jaunosios kartos fizikos demonstravimas, mokslo populiarinimas eksperimentuose. Kai kuriems paaugliams tai bus įdomu. Bent jau tiems, kurie nuo vaikystės turi techninę mąstyseną. Prisimindamas save šiame amžiuje, užduodate klausimą: tada atsirastų visos šios galimybės, teikiant informaciją apie internetą, įsigyjant viską, ko reikia „aliexpress“. Nors ir be to yra ką atsiminti.

O kokius eksperimentus atlikote vaikystėje ar kokie buvo jūsų pomėgiai - rašykite komentaruose.

***

Prenumeruoti prie kanalo pridėkite jį prie savo naršyklės žymių („Ctrl“ + D). Laukia daug įdomios informacijos.