¿Se pueden mejorar los Ionocrafts dividiéndolos en varias etapas?

Los ionocraft o "elevadores" son dispositivos livianos que producen empuje ionizando el aire alrededor de un electrodo y luego acelerando los iones hacia otro electrodo con un campo eléctrico, durante el cual los iones empujan contra moléculas de aire neutrales y producen empuje.

Vuelo de ionocraft

Solía ​​​​haber un artículo de Wikipedia para "Propulsor electrohidrodinámico" , que se eliminó por no tener ninguna referencia. Dijo que la eficiencia se puede mejorar separando la ionización y la aceleración en etapas y usando múltiples etapas de aceleración:

Los ionocrafts forman parte de esta categoría, pero su eficiencia de conversión de energía está severamente limitada a menos del 1% por el hecho de que el ionizador y los mecanismos de aceleración no son independientes. A diferencia del ionocraft, dentro de un propulsor EHD, el espacio de aire en su segunda etapa no está restringido ni relacionado con el voltaje de descarga de corona de su etapa ionizante.

La primera etapa consta de un potente ionizador de aire que, cuando se alimenta con alto voltaje en el rango de kilovoltios a megavoltios, ioniza el aire de admisión en nubes de iones que fluyen hacia la segunda etapa del dispositivo. La segunda etapa consta de una o varias etapas de aceleradores de iones, alimentados por voltajes en el rango de kilovoltios o megavoltios, en los que el fluido ionizado se mueve en un camino recto a lo largo de la unidad de aceleración.

¿Son realistas/verdaderas las afirmaciones de este artículo? ¿Conoces alguna referencia para ello? ¿Es esto conocido bajo un nombre diferente?

¿ Suena como el mismo principio que los aceleradores de fluidos electrostáticos ? Pero ese artículo dice que "[Generar empuje] se basa en los mismos electrodos y campo eléctrico que el proceso de [ionización] de corona".

No lo sé, ¡pero definitivamente suena como un gran experimento casero para hacer!
@diffeomorphism: Si entendí el principio detrás del reclamo, seguro.

Respuestas (1)

Soy estudiante de ingeniería haciendo un ionocraft como proyecto de maestría, estos son mis 2 centavos:

Inicialmente, existe el problema de la saturación de la carga espacial: en pocas palabras, existe un límite superior para la cantidad de iones que pueden coexistir en un espacio determinado. Esto se ha demostrado y modelado en documentos relacionados con coronas de alto voltaje. Otra forma de ver esto es como una corriente de saturación, que es un límite en la ecuación electrocinética básica, F=id/k.

Siendo realistas, no puedo enfatizar lo suficiente lo difícil que sería fabricar algo que fuera efectivo para acelerar sus iones a grandes distancias en esta escala y clase de peso.

Además, no puedo pensar en una forma en que pueda "acelerar" sus iones sin usar un campo eléctrico (que es como funcionan las ionocrafts en primer lugar). Aumentar el voltaje provoca una chispa que mata su efecto a menos que aumente el espacio de aire en consecuencia. Sin embargo, esta es la única forma de obtener más empuje. Esto conduce a modelos cada vez más grandes con fuentes de alimentación cada vez más gruesas.

En cuanto a los mecanismos de dos etapas, actualmente se está trabajando con modelos teóricos y simulaciones EHD para optimizar el flujo en un capacitor asimétrico con múltiples fuentes de voltaje, una negativa y otra positiva. Sin embargo, esto no sería de utilidad práctica para un ionocraft, ya que la mayor parte del empuje proviene de las reacciones de las fuerzas de Coulomb en los iones que chocan con las moléculas de aire, no del flujo de gas.

¡Espero que esto ayude!

"hay un límite superior a la cantidad de iones que pueden coexistir en un espacio dado" Ah, no había oído hablar de eso. Pero, ¿cuál es el límite para el aire en términos prácticos?
Además, no creo que se deba usar el término "condensador asimétrico". Un condensador es un dispositivo que almacena energía eléctrica creando un campo eléctrico (sin flujo de corriente) entre dos placas. Un propulsor de iones necesariamente tiene una corriente entre las placas y no está destinado a almacenar energía, por lo que el término "condensador" no es válido. Los tubos de vacío también tienen placas de metal cerca unas de otras con cargas, pero no los llamamos condensadores.
¿Se pueden mejorar los Ionocrafts dividiéndolos en varias etapas?
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