Orizzonti in espansione con il sollevatore a propulsione ionica

Come per molte persone, il percorso universitario seguito da un intenso periodo di costruzione della carriera è stato un periodo di siccità in termini di creazione di cose. Naturalmente le cose si sono calmate e finalmente ho rotto quel periodo di siccità per lavorare su quella che ho chiamato “propulsione non convenzionale”.

Volevo stare lontano dal termine “antigravità” perché ero abbastanza appassionato di scienza da sapere che una cosa del genere era dubbia. Ma sospettavo anche che potessero esserci principi scientifici ancora da scoprire. Ero disposto a provarci comunque, e lo feci per alcuni anni. È stata anche la mia introduzione al mondo dell'alta tensione... DC. Tuttavia tutto risultò nullo, il che significa che eventuali effetti potevano essere spiegati da qualche forma di ionizzazione o forza di Coulomb. In nessun momento ho avuto nulla per volare, anche se c'erano molti oggetti rotanti sui rotori o cambiamenti di peso su bilance e bilance dovuti alla propulsione ionica.

Quindi, quando nel 2001 è apparso un video di una piccola azienda chiamata Transdimensional Technologies di un oggetto a forma di triangolo, foglio di alluminio e filo chiamato sollevatore che si spingeva da solo fuori dal tavolo, ho dovuto immediatamente realizzarne uno. A quel punto avevo abbastanza conoscenze per essere sicuro che stesse volando usando la propulsione ionica. E in effetti, visto il mio background, ho potuto inserire nella mia prima versione un miglioramento che altri hanno apportato solo successivamente.

Per coloro che non hanno mai visto un sollevatore, è estremamente semplice. Consideratelo come un condensatore che perde molto. Un elettrodo è una gonna di foglio di alluminio, a forma di triangolo. Distanziato da quello a circa un pollice di distanza, di solito utilizzando bastoncini di legno di balsa da 1/6 ", c'è un filo nudo molto sottile (si pensi a 30 AWG) anch'esso a forma di triangolo. Tra il bordo della lamina e il filo viene applicata l'alta tensione. Il risultato è che un getto d'aria verso il basso viene creato attorno e attraverso il centro del triangolo e l'atleta vola via dal tavolo. Ma questa è solo la spiegazione più elementare di come funziona. Dobbiamo andare più a fondo!

Perché un atleta abbia successo deve essere estremamente leggero. Non c'è alcuna possibilità di portare con sé l'alimentatore. Un tipico sollevatore con lati da 4″ (100 mm) pesa solo 0,07 once (2 grammi).

Se ne avete mai visto uno decollare mentre la tensione viene gradualmente aumentata, avrete notato che la sua traiettoria di volo è altamente irregolare finché la tensione non è sufficientemente alta da far sembrare che si libra. La verità è che il volo è ancora irregolare, o lo sarebbe, se non fosse per tre fili legati alle gambe, che ne tengono legato ogni angolo. Tipicamente la propulsione prodotta dai tre lati del triangolo non è uniforme e quindi per renderlo stabile, tutti e tre i lati devono avere una propulsione sufficiente per sollevare i rispettivi lati. Ciò significa che la parte più forte sta spingendo più del necessario e la parte più debole sta spingendo quanto è necessario. I fili che lo tengono fermo lo fanno sembrare stabile a quel punto.

Non passò molto tempo dopo il volo del primo sollevatore che furono apportate anche delle variazioni: più triangoli collegati insieme, spirali invece di triangoli, persino tubi di alluminio al posto delle gonne laterali diritte.

Ne ricordo uno dall'Asia (mi sembra di ricordare che fosse in Giappone ma non ne sono sicuro) che aveva le dimensioni di una stanza e volava in un grande garage o magazzino. Il record documentato per il carico utile è un sollevatore di forma esagonale da 98 grammi che solleva un carico utile di 102 grammi utilizzando 40 kV da un alimentatore da 1000 watt appositamente realizzato. Questa non è la risposta a come volare come Iron Man.

Il sollevatore vola utilizzando la propulsione ionica. La chiave è che un elettrodo agisce come una punta affilata e l'altro come un bordo liscio. Il filo sottile è la punta acuminata. Il mio è solitamente positivo. Qualsiasi punto acuto a tensione sufficientemente elevata nell'aria ionizza l'aria circostante. Ciò è dovuto al forte campo elettrico lì. La gonna in lamina ha il bordo liscio ed è alla polarità opposta, negativa e collegata a terra nel mio caso. Avendo una superficie ampia, il campo elettrico è più debole e quindi c'è meno ionizzazione. Il miglioramento che ho apportato nella mia prima versione è stato quello di arrotondare il bordo della lamina più vicino al filo, risultando in un campo elettrico ancora più debole. Quando ho provato a seguire i piani degli altri senza arrotondare, è stato più difficile farlo decollare. Avere un campo elettrico asimmetrico creato da elettrodi affilati e lisci è essenziale per questa forma di propulsione ionica.