Ионный движитель вместо имплеера?
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 ? 😃
Чёто про фотонник и его кпд с антиком и нормальным дерьмом дебаты затушевались ? ☕
На самом деле в этом движителе, как я уже говорил много постов назад 😃 , нужен другой ионизатор. Тогда тяга будет гораздо выше. И КПД, в принципе, приемлемый, если исключить всякие там коронирования и прочие утечки.
Главный недостаток в том, что единица рабочей площади ионного движителя развивает тягу примерно на порядок меньше, чем развил бы тягу пропеллер, ометающий такую-же площадь (кто то из участников обсуждения уже обратил на это внимание). К тому-же, пропеллер можно раскрутить, получив больше тяги, а эффективность ионизации в ионном движителе ограничена. Повышая напряжение, вместо увеличения тяги в конечном итоге получим банальный пробой 😃
А вообще - считаем - 5 грамм на 1,5 ватта. Значит, на 50 ватт будет сколько грамм? Правильно! 166 😃 Т.е. КПД примерно сравним с электродвигателями 😎
А сравнивать массу люстры с массой установки для ЛА смысла нет - ибо в люстре за малой массой никто не гнался, а для самолетика всю установку при мощности 50-100 вт можно загнать в 100-150 г (тоже уже обсуждалось)
А какую конструкцию вы предлагаете ?
Можно ли сделать ее многослойной ± ± ± ± , для увеличения площади ?
Хочется поэксперементировать.
ps Если я померяю ток между сеткой и батареей, у меня мультиметр не сгорит ?
Поймать китайским мультиметром ток вряд ли удасться вообще - при таком напряжении он слишком слаб, да и пробивать будет ваш мультиметр всякро разно наискосяк. Прикольнее только измерять ток в розетке! 😅
Сделать конструкция многослойной тоже вряд ли удастся.
На мой взгляд, самый очевидный способ повысить КПД и мощность - сделать сетки электродов мелкозернистыми и большой площади, расположив строго параллельно друг другу (иначе там, где сетки ближе ток будет резко сильнее, а во всех другим местах упадет, в результате чего работа движителя станет неэффективной).
Можно разбить весь движитель на секции, подключеные к источнику напряжения через высоковольтные диодные сборки. Тогда ток в каждой из секций будет примерно одинаков и их площадь будет использоваться более равномерно\эффективно.
ОК, измерял я ток в розетке 😈 … в разрыве цепи, конечно 😛
Показывает 2,78 mA, т.е. потребляемая мощность получается 230*(2,78/1000)~0,64 Вт ❗
Как посчитать реальный КПД ?
Я только силу тяги нашел: 0,005*9,8=0,049 Н
Как это перевести в ватты ?
- блин, да ну выучите же вы уже наконец физику, хотя-бы школьную программу!.. 😕
Из одной силы мощность не найти. Надо знять хотя-бы еще и путь, на котрый она перемещает объект за единицу времени.
- блин, да ну выучите же вы уже наконец физику, хотя-бы школьную программу!.. 😕
Из одной силы мощность не найти. Надо знять хотя-бы еще и путь, на котрый она перемещает объект за единицу времени.
На х… то путь знать? Она же ее вверх перемещает ❗
Вот только зачем тягу в ватты переводить…
Просто если предположить что потребляемая помщность излучателя 0,64Вт, то при мощности в 100 Вт (если я правильно помюно то именно такю планировал использовать автор), получим ориентировочную тягу 7,65 Н ❗ То есть эта конструкция сможеть поднять себя за волосы при массе не более 700г ❗
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 😃