Können Ionocrafts verbessert werden, indem man sie in mehrere Stufen aufteilt?

Ionocraft oder "Lifter" sind leichte Geräte, die Schub erzeugen, indem sie die Luft um eine Elektrode herum ionisieren und die Ionen dann mit einem elektrischen Feld zu einer anderen Elektrode beschleunigen, während die Ionen gegen neutrale Luftmoleküle drücken und Schub erzeugen.

Ionocraft fliegen

Früher gab es einen Wikipedia-Artikel für "Elektrohydrodynamisches Triebwerk" , der gelöscht wurde, weil er keine Referenzen hatte. Es heißt, dass die Effizienz verbessert werden kann, indem die Ionisierung und Beschleunigung in Stufen getrennt und mehrere Beschleunigungsstufen verwendet werden:

Ionocrafts gehören zu dieser Kategorie, aber ihre Energieumwandlungseffizienz ist durch die Tatsache, dass der Ionisator und die Beschleunigungsmechanismen nicht unabhängig voneinander sind, stark auf weniger als 1 % begrenzt. Im Gegensatz zum Ionocraft ist innerhalb eines EHD-Triebwerks der Luftspalt in seiner zweiten Stufe nicht beschränkt oder steht nicht in Beziehung zu der Corona-Entladungsspannung seiner Ionisierungsstufe.

Die erste Stufe besteht aus einem leistungsstarken Luftionisator, der bei Versorgung mit Hochspannung im Kilovolt- bis Megavoltbereich die angesaugte Luft zu Ionenwolken ionisiert, die in die zweite Stufe des Gerätes strömen. Die zweite Stufe besteht aus einer oder mehreren Stufen von Ionenbeschleunigern, die mit Spannungen im Kilovolt- oder Megavoltbereich betrieben werden, in denen die ionisierte Flüssigkeit auf einem geraden Weg entlang der Länge der Beschleunigungseinheit bewegt wird.

Sind die Behauptungen in diesem Artikel realistisch/wahr? Kennen Sie Referenzen dafür? Ist das unter einem anderen Namen bekannt?

Klingt nach dem gleichen Prinzip wie elektrostatische Flüssigkeitsbeschleuniger ? Aber in diesem Artikel heißt es: „[Die Erzeugung von Schub] beruht auf denselben Elektroden und demselben elektrischen Feld wie der Korona [Ionisations-] Prozess.“

Ich weiß es nicht, aber es klingt definitiv nach einem großartigen hausgemachten Experiment!
@diffeomorphism: Wenn ich das Prinzip hinter der Behauptung verstanden habe, sicher.

Antworten (1)

Ich bin ein Ingenieurstudent, der ein Ionocraft als mein Masterprojekt macht, das sind meine 2 Cent:

Zunächst gibt es das Problem der Raumladungssättigung: Einfach ausgedrückt gibt es eine Obergrenze für die Menge an Ionen, die in einem bestimmten Raum koexistieren können. Dies wurde in Arbeiten über Hochspannungskoronas gezeigt und modelliert. Eine andere Möglichkeit, dies zu sehen, ist als Sättigungsstrom, der eine Grenze für die grundlegende elektrokinetische Gleichung F = id / k darstellt.

Realistischerweise kann ich nicht genug betonen, wie schwierig es wäre, etwas herzustellen, das Ihre Ionen in dieser Größenordnung und Gewichtsklasse über große Entfernungen effektiv beschleunigen würde.

Außerdem kann ich mir keine Möglichkeit vorstellen, wie Sie Ihre Ionen "beschleunigen" könnten, ohne ein elektrisches Feld zu verwenden (so funktionieren Ionocrafts überhaupt). Eine Erhöhung der Spannung verursacht einen Funken, der Ihren Effekt zunichte macht, es sei denn, Sie erhöhen den Luftspalt entsprechend. Dies ist jedoch der einzige Weg, um mehr Schub zu bekommen. Dies führt dazu, dass immer größere Modelle mit immer klobigeren Netzteilen zum Einsatz kommen.

In Bezug auf zweistufige Mechanismen wird derzeit mit theoretischen Modellen und EHD-Simulationen gearbeitet, um den Fluss in einem asymmetrischen Kondensator mit mehreren Spannungsquellen, einer negativen und einer positiven, zu optimieren. Dies wäre jedoch für ein Ionocraft nicht von praktischem Nutzen, da der größte Teil des Schubs von den Reaktionen der Coulomb-Kräfte in den Ionen herrührt, die mit Luftmolekülen kollidieren, nicht vom Gasstrom.

Ich hoffe das hilft!

"Es gibt eine Obergrenze für die Menge an Ionen, die in einem bestimmten Raum koexistieren können." Ah, davon hatte ich noch nichts gehört. Aber was ist die praktische Grenze für Luft?
Ich denke auch nicht, dass der Begriff "asymmetrischer Kondensator" verwendet werden sollte. Ein Kondensator ist ein Gerät, das elektrische Energie speichert, indem es ein elektrisches Feld (ohne Stromfluss) zwischen zwei Platten aufbaut. Ein Ionentriebwerk hat notwendigerweise einen Strom zwischen den Platten und soll keine Energie speichern, daher ist der Begriff "Kondensator" nicht gültig. Vakuumröhren haben Metallplatten nahe beieinander mit Ladungen darauf, aber wir nennen sie nicht Kondensatoren.
Können Ionocrafts verbessert werden, indem man sie in mehrere Stufen aufteilt?
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