Ионный движитель вместо имплеера?

flysnake

Меня заинтересовала эта идея. По вопросу КПД. Тут, наверное, можно попробовать посчитать (хотя бы ОЧЕНЬ грубо). Пусть скорость иона, набранная до столкновения равна Vi. Если она существенно больше скорости струи на выходе, то далее имеем следющую картину последовательных столкновений. Ион бьет молекулу и они разлетаются под некоторыми углами к направлению поля (удар не центральный). Естественно, импульс сохранился и распределился между ионом и молекулой. Далее и то и другое бьет по очередным молекулам (опять нецентральные удары) В результате импульс иона распределился, например, по 10 молекулам, которые заодно преобрели еще и скорости во всех направлениях (нагрелся газ). Следовательно, надо оценить скорость ионов на длине пробега и обеспечить ее малую величину. Тогда получится приличный КПД, а иначе основная мощность уйдет на нагрев газа. И еще вопрос, на который я пока не нашел ответа: А нужна ли труба для работы? Мне кажется, что она ничего не изменит в тяге.
Одно маленькое замечание тем, кто говорит, что если бы это было хорошо, то давно бы летали на такой тяге. Электролетам (нормально летающим) от силы десять лет… Нужно продолжать?

BALAL

Ну опыты то делали! Здесь ссылки присутствовали. Понравилось бы - пошли бы дальше!!!

ADF

Все проще.

Уж так склалось, что направление развития моделизма задают буржуины, а не мы.
К слову говоря, электро начало развиваться именно с их подачи - типа экология и все такое. Если-б не буржуи, мы бы щас до сих пр на камодах летали-бы и радовались 😁

Но вот идея рассматриваемого ионного движителя с ними (буржуями) ну никак не совместима! И дело тут вовсе не в конструкции, КПД или там низкой освоенности. А в том, что штука эта работает с нефиговым таким напряжением, которое при имеющейся в наличии высокой мощности (100 Вт и выше) однозначно СМЕРТЕЛЬНО для человека!!! 😠 Какая уж тут нафиг экология…

Даже я, если и соберут такой ЛА, буду запускать его исключительно в сухую погоду, с земли и пинком резинового сапога, надетого на бесстрашного товарища 😁

Concord

Насколько я понял Вы предлагаете создать атмосферный двигатель, а не космический.
В таком случае тяга должна складываться из сил давления, приложенных к элементам конструкции двигателя. Например в турбореактивном двигателе тягу в основном дает компрессор, турбина и сопло создают сопротивление - отрицательную тягу.
Даже в таком схемно-простом двигателе как прямоточный - положительные (по направлению тяги) силы давления приложены в основном в во входном устройстве (диффузоре). Отсюда рискну сделать вывод, что для предлагаемого Вам двигателя простая труба или другой линейный канал не подойдет. Необходимы поверхности, которые будут воспринимать тягу (возможно решетка ионизатора) и сужающееся сопло, которое ускорит поток и увеличит тягу.

flysnake

Нашел справочник по физике и не поленился посчитать. Не гарантирую отсутсвие ошибок, но получилась скорость ионов 80м/с при напряженности поля 100в/см. Далее скорость изменяется пропорционально корню из напряженности поля. Считал, что ионизированы молекулы (молекулярный вес 30). Кажется, нашел ошибку в рассуждениях, когда сравнивалось действие лопасти и действие ионов. В первом случае имеем макро модель газа и работает вихревая теория (то есть аэродинамика). Во втором случае работает микромодель (макроаналог - тонкие струйки в широком потоке). В этом случае вся разность скоростей всего потока и струек превращается в тепло (трение в газе). По поводу кажущейся эффективности той бочки. 700вт при диаметре струи 1м и хорошем пропеллере дает скорость струи из бочки 10м/с и тягу около 10кг… А вентиляторы делаются чаще всего из любых соображений, но только не КПД (малая шумность, технологичность и так далее). Так что, скорее всего, не получится эффективность выше, чем у пропеллера… И еще два замечания: электрическая опасность здорово преувеличена, а вот из сопла при мощности под сотню ватт будет лететь жуткая отрава: окислы азота, озон и так далее.

S2S
BALAL:

Да, действительно, в дебри залезли…
Берём самолёт без двигателя, садим на него роту автоматчиков, даём команду стрелять назад - и поехали - полетели!!! 😁

В войну, мне дед рассказывал, 3 выстрела из пушек ил-2 на земле, почти его останавливали. Это когда на посадке тормоза отказывали - очень, говорят, дейсвеннный метод был.

Prokher

Здавствуйте господа. Я проработал в Институте Проблем Механики более двух лет над созданием как-раз такого двигателя… могу вас уверить, на данном уровне развития технологий, и без существующей точно просчитанной математической модели потока газов никакой эффективной реализации не получить. Мы работали из соображений, что подобный двигатель включается только в верхних слоях атмосферы, где степень ионизации достаточна высока, были произведены рассчеты и в штатах собраны первые опытные образцы, КПД колебался от %0 до %40 не более, и более того не понятно по каким законам он изменялся, естественно не о каком ламинарном течении там и речи не шло а еще и плазма со своими св-вами. Причем было получано агромное кол-во эксперементальных данных с которыми еще не один год разбираться… теоретически - есть возможность собрать такой двигатель с КПД порядка %80, но это тоже самое что собрать идеальную машину Карно. Кстати это всё стоило мегабаксы и размеры были реальные а не миниатюрные (модельные)… идея хороша, но только как идея…

ADF

Ладно, похоронили.

Коплю денюжку на литиевый двигатель с бесколлекторными аккумуляторами 😁

BALAL

А с биологическим двигателем никто поэкспериментировать не желает? Белка в колесе и привод на винт… 😛

corba
BALAL:

А с биологическим двигателем никто поэкспериментировать не желает? Белка в колесе и привод на винт… 😛

Ага! И топливо из расчета 2 ореха на пять витков. 😃

ADF

Ну если штук пяток воробушков в упряжку заковать - то летать вполне себе неплохо будет! 😁

Но куда проще леер к собаке привязать! Ни тебе метанола, ни зарядника для аккумуляторов - знай себе, корми любимого питомца …иногда 😁

corba
ADF:

Но куда проще леер к собаке привязать! Ни тебе метанола, ни зарядника для аккумуляторов - знай себе, корми любимого питомца …иногда 😁

А если еще собаку к машине привязать… 😃 Даже кормить не надо, только заливай изредка бензинчика…
Короче говоря, даешь биологические двигатели!

bodydoc

Вопрос дилетанта в вопросах физики…
Каким образом этот агрегат будет реагировать на всевозможную живность и проч песчинки с полосы, которые непременно будут пролетать через “рабочую зону” двигателя ?
Давайте рассмотрим процесс с точки зрения стандартной необразованной мухи которой приперло пролететь мимо воздухозаборника нашего “Советского Фирменного Сопла”

ADF

Песчинки - пролетать, мухи - застревать в передней сетке 😃 , а птички - с чириканьем и карканьем в ужасе разлетатся в разные стороны от аппарата.

А если вы о самолете с биологическим двигателем 😁 то, например, двигатель на основе собаки будет изменять свою траекторию в зависимости от координат живности и ее движения 😁

corba
ADF:

А если вы о самолете с биологическим двигателем 😁 то, например, двигатель на основе собаки будет изменять свою траекторию в зависимости от координат живности и ее движения 😁

Кстати, возникла идея биологического двигателя с очень высоким КПД:
Берем собаку, прикрепляем к ней продольно балку длиной порядка полуметра и на второй конец балки прикрепляем кошку. Отпускаем, любуемся мощностью полученного двигателя. 😁

Правда, есть и недостатки:

  • Не рекомендуется запускать оный двигатель вблизи деревьев. А то, с перепугу кошка и собаку на дерево затащит. 😲
  • По тем же причинам не рекомендуется запускать возле людей и узкими вентиляционными отверстиями.
  • Остро стоит вопрос с управляемостью данного двигателя, а также с возобновляемостью запасных частей, особенно переднего шасси. 😎
ADF
  • А в качестве форсированного варианта данного двигателя использовать хорька, перед мордой которого смонтированн суслик 😁
2 months later
Yogik

а что вы можете сказать о плазменных двигателях ?

я тут наткнулся на пособие для “юных конструкторов” по сбору такого движка в домашних условиях - …almanacwhf.ru/…/7903_plazmenny_dvigatel.htm

какой у него может быть КПД, мощность и минимальный вес ?

vovic

Забавная дискуссия получилась. Я в отпуске был и тему эту пропустил как то.
Ближе всех к истине подошел Concord. Действительно, только импульс разгона иона реактивно передается на ускоритель. А процесс распределения ионом этого импульса по нейтральным молекулам на тяге никак не сказывается.
И заставить каким то образом взаимодействовать эти молекулы с конструкциями движетеля нельзя в принципе.
Согласитесь, что струя реактивного двигателя тоже раздает импульс дальше на окружающие слои воздуха. Но на тяге это уже никак не сказывается, так как происходит вне сопла.
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.

Вообще, чтобы предлагать новые принципы, хорошо бы разобраться в старых. Теорию почитать воздушного винта и винта в кольце - то бишь импеллера. Тогда и не будет отсылок к причине низкого его КПД в “закручивании” воздуха.
Учите матчасть! А идеи придут позже.

ADF

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…

Yogik

собрал я сейчас ионный двигатель за 15 мин 😁

Конструкция:

Люстра чижевского Аэроион 25, напруга 25кВт, потребляет 1,5 ватт ( не точно)
Надел на нее цилиндр из листов а4, высота 30см, диаметр 30 см.

Поставил все это на весы (чуствительность 1г) и сбросил на 0.

Лист а4 обернул фольгой и подключил к батарее.

Включаю, на весах - 0.

Подношу сверху лист фольги, слышен ветерок, на весах до минус 5 г. , можно взлетать 😁

Итого - мощность 1,5 ватта, тяга 5 грамм, вес люстры 803 гр
Какой получился КПД ? 😃