Ионный движитель вместо имплеера?
Верно.
И при КПД, какхем, 40% получаем тягу в 300г. Вполне сравнима с электролетами! 😒
Однако, задача конструирования эффективного ионизатора по прежнему актуальна. КПД и абсолютная величина тяги будет определятся именно им…
PS: …или все-таки попробовать сделать, вдруг полетит? 😋
Вот только зачем тягу в ватты переводить…
Чтобы посчитать кпд в %-ах. Ведь, кпд=выдваемая мощность/потребляемая мощность.
Можно, в принципе, посчитать в граммах на ватт, как это сделано на
www.flyingmodels.org/index_en.htm.
Самый КПД-шный движок там - Model Motors, AXI 2212/34. Максимальная эффективность которого 11,7 гр/Вт.
КПД моей конструкции 5/0,64~7,8 гр/Вт - имхо, весьма неплохо, учитывая то, что она была сделана за 15 мин и об ее оптимальности не было и речи.
В качестве преобразователя можно использовать схему из электрошокера “Кобра” или “Скат”:
Вес 200 г.(из них сам корпус, наверное, весит грамм 100, т.к. ударопрочный)
Напруга - 120 кВ
Мощность ~10 Вт (питание: до 1 А, 10,8 вольт).
(при уменьшении расстояния между электродами и увеличении их площади, мощность, вероятно, возрастет).
Vovik уже писал:
Отсюда следует, что секундный расход воздуха надо ионизировать и разогнать в движителе. Причем энергия ионизации пропадет полностью без пользы, поскольку рекомбинация по принципу действия движителя должна происходить за его пределами.
Получить сколь-нибудь практически пригодный КПД на таком принципе невозможно ТЕОРЕТИЧЕСКИ. Потому и пробовать не надо.
Но Yoqik все же предлагает свой движетель.
Далее измеряет силу взаимодействия частей движителя друг с другом и это понимает как тягу.
Дальше-больше: пытается посчитать кпд системы не производящей работы.
Все равно что силу с которой мы давим на стул принимать за тягу и пытаться посчитать кпд.
Как писал Vovik Учите матчасть!
да, точно, это оказалось всего-лишь силой взаимодействия 😵 можно забить 😃
ps Если известна сила тяги двигателя и потребляемая мощность, разве его кпд посчитать нельзя ? Перемещение воздуха не является работой ?
Электрошокер своих денег не стоит. Ни для модели, ни, тем более, для попытки применения по назначению.
Из строчника, транзистора и пары резюков можно собрать за 200 ублей преобразователь мощностью 50-100 Вт с выходным напряжением 25 кВ.
Собственно, детали я сегодня уже купил. Правда, не для ионного движителя, но раз уж пошла такая пьянка - проведу и такой эксперимент.
Если есть движение воздуха то оценить кпд можно.
Надеюсь не ошибусь – давно уже не школьник.
Имеем:
- V-скорость потока воздуха (оценить ее можно пустив сигаретный дым изо рта и я думаю что в вашем случае не более 0.5 м/с)
- D=0.3-диаметр прохода в движителе для потока воздуха
- X=1кг/м.куб-плотность воздуха
Значит мощность,приобретенную потоком воздуха-
m*v*v/2t=v*v*v*x*d*d*3.14/8 -промежуточные вычисления не привожу-несложно
если отталкиваться от массового расхода воздуха.
Получаем:
0.5*0.5*0.5*1*0.3*0.3*3.14/8=0.0044 вт.
При подводимой мощности 0.64вт кпд 0.0067 или 0.67 процента.
Кстати можно просто рассчитать и максимально достижимую тягу с единицы площади,
пользуясь только школьной физикой.
Ух как ты ловко все расчитал! От балды взял цифру в 0,5 метра в секунду и пришел к выводу, что КПД 0,67% 😁
Нет дружище, так не пойдет. Как раз скорость воздуха надо брать конкретную. И она явно больше 0,5 метра в секунду, ибо человеческое тело столь слабый сквозняк не зарегестрировало бы.
Я думаю что меньше 0.5 м/с ,ты думаешь что больше-
а может спросим Yogik-а- пусть пустит дымок.
А чтобы поставить точку в этом вопросе рассчитай максимальную
тягу достижимую с единицы площади.
Подскажу-если брать как граничные условия напряжение пробоя воздушного зазора и не принимать затрат энергии на ионизацию-то это задача школьной
физики.
Если сумеешь рассчитать - то убедишься в бесполезности затеи,
если нет -то что умничать.
Вообще то, импульс движителю как раз передается на протяжении всего движения заряженной частицы от одного электрода к другому. И это происходит посредством электрического поля. . Передний, положительный электрод отталкивается своим полем от положительно-заряженого иона, а задний, отрицательный - притягивается своим полем к положительно-заряженому иону, пролетающему в данный момент через движитель.
Физического-же контакта между молекулами и движителем тут вообще не предусмотренно, в отличие от пропеллеров и прочих вентиляторов.
А вообще… уже ясно, что по КПД ионный мотор слабоват…
Поясняю еще раз. Движитель посредством поля взаимодействует только с ионами! Т.е. в расчете тяги учитывается только секундный массовый расход по ионам, а не по всему воздуху, который захватывается потоком ионов.
Все почему-то бросились считать КПД преобразователей. Примите для простоты его равным 100% и с нулевым весом. А теперь посчитайте КПД всего движетеля, посмотрев по справочнику работу по ионизации одного моля азота, для простоты. У вас отпадет желание что-либо считать дальше.
В начале темы ее автор вскользь упомянул причину низкого КПД импеллера - высокая избыточная скорость реактивной струи при меньшем, чем у пропеллера секундном массовом расходе воздуха. Потом про это все забыли. А зря. Именно тут “собака и порылась” 😃
Ну, скажем, вначале то молекулы ионизируются, а в конце воттанавливают свой заряд, так что процесс энергетически уравновешенн 😃
Правда, справедливости ради стоит заметить, что энергия уходит на образования Озона, атомарного кислорода и азота и прочей фигни, которая сопутствует ионизации.
Что касается воздуха - то как раз взаимодействие через ионы происходит с БОЛЬШИМ объемом воздуха.
Рассмотрим такой случай:
1 ион летит от анода к катоду без столкновений - его движение равноускореное и он находится между электродами определенное время. Это время мало и за это время конструкция двигателя получает малый импульс, так как время действия силы электрического поля, притягивающего элекроды к иону мало.
2 Ион сталкивается с молекулами и его движение замедляется. При этом неважно, передает ли он свой заряд другим молекулам или оставляет себе - быстрее до сопла заряд от этого не долетит. Время пролета иона увеличивается и время воздействия связанного с ним поля возрастает.
Эти же два случая можно рассмотреть с позиции закона сохранения импульса, где как раз и будет видно, что масса взаимодействующего воздуха возрастает. Но мне лень, вы уж сами дгадайтесь 😃
Но в принципе эффективность такого движителя при сравнимой с винтом площади ниже почти на порядок. Поэтому нужно использовать БОЛЬШИЕ электроды, чтобы качать побольше воздуха. А иначе и мощность-то большую не развить…
Но мне лень, вы уж сами дгадайтесь 😃
Вот это ключевое положение.
А если было бы не лень, то могли бы убедиться сами, что сбалансирован процесс ионизации-рекомбинации только по электрическому заряду, а вовсе не по энергетике. Для этого надо посчитать работу по циклу. Будет видно, что полезная энергия, затраченная на ионизацию не возвращается в энергосистему, а уходит на разогрев рабочего тела.
То же самое и с сохранением импульса и нейтральными молекулами. Попробуйте посчитать. 😃
Преобразователь с расчетной мощностью 100 Вт. Не для модели, конечно, но для эксперимента вполне подойдет.
Вот только полевик сгоревший поменяю. За 10 секунд работы вместе с радиатором градусов до 150 нагрелся 😃
Рассмотрим такой случай:
1 ион летит от анода к катоду без столкновений - его движение равноускореное и он находится между электродами определенное время. Это время мало и за это время конструкция двигателя получает малый импульс, так как время действия силы электрического поля, притягивающего элекроды к иону мало.
Ну Вы сами подумайте :
долетел ион до катода и что? А то что он передал ему свой имульс Т е проще говоря толкнул его в обратную сторону. Общий импульс системы как был нулевым так нулевым и остался. Как же так? На самом деле все работает не так. Вот ссылка starwarrior.theforce.ru/articles/ionengine.htm обратите
внимание на фразу "скорость ионов такова, что оничто они не задерживаются… " - вот в чем все дело! Но при атмосферном давлении этого достичь очень трудно. Вся энергия уйдет в основном на разогрев и иониацию воздуха…
Ионы не уходят в проводник, они лишь отдают ему свой заряд.
Если бы они отдавали свой импульс катоду, то подставив руку под сопло движителя, ты бы не ощутил поток воздуха. А он есть. И в частности потому, что ионы в процессе движение передают свой импульс молекулам воздуха, увеличивая итоговый реактивный импульс двигателя.
Несомненно, на разогрев и всякие электрохимические реакции уходит уйма энергии. Но, по большому, счету, если подумать, КПД обычных двигателей внутреннего сгоряния редко превышает 30%, но при их мощности это не те проблемы. А КПД ракетных двигателей и вовсе ничтожен, зато у них огромнеая мощность на единицу массы!..
И наоборот - КПД электрических установок с бесколлекторными моторами и редукторами очень высок. И даже если забыть про их высокую стоимость, почему-то революционного преиммущества перед ДВС они не дают, ибо обладают сравнительно низкой абсолютной мощностью.
Так что впринципе идея ионного движителя может жить… Осталось определить область применения на моделях, если это вообще есть смысл туда ставить…
Преобразователь с расчетной мощностью 100 Вт. Не для модели, конечно, но для эксперимента вполне подойдет.
Вот только полевик сгоревший поменяю. За 10 секунд работы вместе с радиатором градусов до 150 нагрелся 😃
Я только сейчас прочел тему. Безотносительно КПД и прочего, мне кажется, что для такого преобразователя хорошо подойдет контроллер от бесколлекторника, работающий на трехфазный трансформатор - те же ключи и высокая частота преобразования.
Кстати и для плазменного двигателя подойдет, там и напряжение меньше нужно - 300 Вольт вполне хватит. Вообще с электролетами буржуины нам дали очень мощный и подконтрольный источник энергии в воздухе - мнго чего придумать можно.
Если это не так, здесь есть уважаемые люди, поправят.
Такой движитель увлечённо строят и испытывают верующие в т.н. “эффект Бифельда-Брауна” (см., напр., http://forum.membrana.ru/forum/scitech.htm…mp;mark_as_read ).
Но и у них источника питания на борту летательного аппарата не вырисовывается: соотношение веса и тяги ну о-очень далеко от приемлемого.
Так что пока ионный движитель смотрится только для перевода космических аппаратов с одной орбиты на другую: там и доля ньютона на сотню тонн массы даёт результат…
…через пару месяцев разгона. 😁
С уважением
PS. Тем не менее, в числе призёров конкурса “Полёт мысли: авиация и космонавтика”, финал которого был в программе раздела “Вузовская наука” на МАКС-2007, была работа об этом самом “эффекте Бифельда-Брауна”, до этого представлявшаяся и на НТТМ-2006, и на НТТМ-2007.
Прошедшего года авторам не хватило для проведения критического эксперимента, который я им предложил в 2006 году: проверить существование этого самого эффекта при помещении их конденсаторной конструкции в герметичный ящик.
Ведь в этом случае ионный ветер внутри ящика не изменит веса системы ящик+провода+конденсаторы+воздух, а при наличии таинственного “эффекта Бифельда-Брауна” вес этой системы должен стать меньше.
Но пока - молчок.
Пластиковая труба, с одной стороны- металлическая сетка с высоким положительным потенциалом, а сзади - такая же, но с минусом.
На первой сетке молекулы воздуха получают положительный заряд и под действием электрического пля летят к задней.
Господа, а поясните дураку - эти молекулы мимо этой второй сетки что, все время промахиваются ?
Преобразователь с расчетной мощностью 100 Вт. Не для модели, конечно, но для эксперимента вполне подойдет.
Вот только полевик сгоревший поменяю. За 10 секунд работы вместе с радиатором градусов до 150 нагрелся 😃
Вы действительно хотите снят со строчного транса 100 Вт на выходе? Полевиков нужно будет очень много, что не сгорят те отпаяются и на пол упадут.
…эти молекулы мимо этой второй сетки что, все время промахиваются ?
Но и те, что не промахиваются, по дороге ко второй сетке успевают много раз столкнуться с нейтральными, незаряженными молекулами и передать им набранный импульс.
Тема - жесть !!!
Помнится видел фотку в журнале наука и жизнь от 70…какого то года, там эту страшную металлоконструкцию ребята в воздух подняли, но при этом все высоковольтное оборудование было на полу.
Ну, раз уж тут вспомнили про эффект Бифельда Брауна, то стоит упомянуть и тов. Серла с его вращающимися магнитами - куда более веселая вещь, энергия требуется лишь на этапе разгона системы, а потом она начинает сама энергию генеирровать из вакуума, да еще в придачу левитировать начинает. - Пожалуйста, целая тема для бредогенерирования из области научной фантастики 😃
вот тут можно почитать ну, разумеется все это воспринимается как бред, т.к. реального девайса никто не предоставил публике.