首先是对描述飘升机原理的理论中，在下最推崇的离子漂流理论的阐述和翻译。

以下是维基百科界面相关内容截图和翻译内容（*号为鄙人注）

工作原理：

       离子态的气体推进是一种基于电能制造流动气体的技术，无需任何*（主要的）活动部件。因此，它经常被描述为一种”固体“推进设备。对它原理的解释基于电流体力学。

       在它最基本的形态中，主要由两个平行的导电电极，也就是发射极和接受极，组成。当这一设备被通上高压电（击穿电压范围内），发射极*（的强电场）电离了空气中的原子，并将它加速到接受极，产生了反应中的推力。在离子被推到接受极的过程中，离子云裹挟了中性的未电离分子继而也加速了这一部分分子。

       当离子或被阳极、或被阴极的场作用时，这种效应并不直接依赖于电场极性。颠倒电极的方向并不会改变推力的方向，因为它在与此同时也颠倒了*（与接受极）匹配的离子的极性*（或原子核或电子）。不论如何，推力会在同一方向产生。对于阳极作为发射极而言，氮原子是主要的载流子；对于阴极作为发射极而言，氧离子是主要的载流子，而也显著增加了臭氧的生成量。*（译者也深受其熏害）

        EHD（Electrohydrodynamics）引擎的效率比传统引擎低得多。

        和电推火箭引擎不同，电流体原理并不适用于真空。

电流体力学：

        EHD设备产生的推力是别费尔德-布朗效应的例子，并可以对希尔-朗缪尔方程稍作修改得到。一个笼统的一维处理可以给出下式：

        F=Id/k

注释：

F是最终推力

I是电流

d是气隙宽度

k是流体的离子迁移系数，国际单位制中以amp-sec²/kg作为单位（空气在名义上的此数值是2*10^-4m²V^-1s^-1）

       如果在应用中使用的是诸如空气的气体，那么这种原理也可以以电空气动力学（EAD）查阅到。

       当离子殷勤被启动时，冕栅*（corona wire 指发射极，如本作中的铜丝）被加以强电压，通常是20KV到50KV。当冕栅被施加到大约30KV的电压时，它使得它附近的空气分子被以剥离电子的形式电离。此时，这些离子被阳极排斥*（此处作者默认发射极是阳极），并冲向接受极。这种离子的连续平均速度被术语称为漂流速度。这一速度取决于电极间的平均自由程，外部电场强度，以及离子和中性空气*（介质）粒子的质量。

       事实上，电流被冠状排出体携带，这同时也意味着运动的粒子会弥漫为一种离子云，并且频繁的与空气分子碰撞。就是这种碰撞制造了推力。离子云的冲量被均匀的分散到了与他们碰撞的中性空气分子上，而且，因为它们是中性的，它们不会迁移到另外一个电极。正相反，它们会保持原来的运动方向，产生中性风。当这些中性分子从离子引擎种发射出去后，它们遵循了牛顿第三定律，产生了大小相等、方向相反的力，所以，离子引擎获得了方向相反的等量力。这种力的大小和温柔的呼吸相当。最终的推力取决于其它的外部因素，包括了气压、气温、气体成分、电压、湿度，以及气隙宽度。

       电极间的空气质量被处于高速漂流中的积极原子反复影响。引起了必须被克服的电抗。在这个过程中最终被逮住的中性空气非常高效的交换了冲量因此产生了推力。空气越重越粘稠，推力就越大。

飞行器搭配

       在传统的推力反应应用中，EAD推力可能会直接用于平行放置和驱动固定翼飞机或垂直的抬升动力举升飞行器，也就是“飘升机”。

这一层的重要之处在于，它是对内网中文文献，尤其是百度能查到的所谓“飘升机原理”的一次彻底的清洗，因为离子漂流理论有现成的电流体动力学理论框架作为基础，有大量的实验数据和相对完备的逻辑体系，完全可以合理解释飘升机实验中出现的非常反直觉的，调换极性推力方向不变的问题，同时也为这一类推进器的定量研究提供了基础，尽管目前人类的气体放电理论并不完善，而且在可预见的将来的很长一段时间都很难诞生解析解，不过，不积跬步，何以至千里？

要休息一会儿，这个星期反反复复在做飘升机的实验，昨天又是通宵到现在，晚上起床就继续更。

电推对爱好者来说很有前途，至少在中国

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/83429 这里有另一篇论文。

飘升机类似的原理，最有想象空间的应用，或许是甚低轨道卫星的轨道维持。即200km左右轨道高度卫星利用高层稀薄大气来飞行。轨道足够低，对于通信、光学观测等有极大的便利。

啊——起床了

今天又是元气满满的昼夜颠倒寒假人——

接下来，鄙人会对近一个星期来，对飘升机的探索的过程和诸多失败的案例作出详细分析，也希望借这一分析，表达一些我个人对飘升机设计的粗见。

耗材：

巴尔沙轻木条2mm*2mm

裸铜线0.1mm

10um铝箔

1.首先是在下在早期试验高压电制造离子风的设备

这一小型的变压器是在深水宝上买的成品套件，说来也惭愧，在下的电路设计能力几乎为0，在本作中所用到的所有变压驱动模块全都是购买的套件或成品，也算是本板块的异端了吧（尬笑）。

在这一项目启动之初，在下首先想到的是利用直流高压电先制造出定向的离子风，通过完全是针对现象的实验来积累经验。实验所使用的是tb上六块七一个的单管自激套件，店家号称高压包的次级最大可以承受15KV的电压，但是需要自己用环氧树脂密封，在3V-12V的输入电压下，我使用了四个环氧封好的高压包，才找到了一个不会被击穿的，可能是我封环氧的技术太菜了罢（大悲）。在这一早期实验中，我并没有事先估算次级线圈的电压，直接使用了20KV的快速恢复二极管进行全桥整流，并施加在这一小型的离子风验证机上，结果非常出乎意料，虽然产生了离子风，但似乎它不是定向的！，甚至没有任何迹象显示铝箔这一端的离子风强度更高，那么这就使我感到非常疑惑，我一开始的猜测是因为它的规模和功率太小了，以至于无法观测到显著的有向气流，现在想想，这种猜测真的是不能自圆其说。

2.更大功率的实验

从一开始，鄙人就认为击穿的等离子体放电绝对不是使得飘升机起飞的关键，内网上一系列的关于电弧放电来产生推力的描述都非常牵强，也许等离子体中被剥离的质子和电子在反向运动时确实可以产生巨大的动量差并产生推力，但这绝对不是飘升机能够起飞的原因，这一推论完全可以从记载中的，颠倒电极也并不改变推力方向这一性质映证。那么为了防止在后续实验中可能会产生的击穿，我自制了一个上图中的土质火花隙来测定我升压模块的输入电压与我房间的空气的击穿界限的关系，在这个过程中，有一种明显的现象可能会产生困扰，就是为何高压火花隙在反复开关或持续运行一段时间后，击穿的极限会大幅度下降，原本只能产生辉光放电的电压居然产生了明亮的电弧，对于这个问题，我的推测是由于电极温度引起的，质子撞击阴极使得阴极升温，而高温的阴极开始向外发射电子，在这一空间中的能量不断累积，最终形成了等离子体的电弧放电，更详尽和专业的描述可以查阅阴极射线管的相关资料，在此不多做赘述。在得到了击穿界限的数据后，就可以放心的为飘升机供电了，因为飘升机并非是点对点放电，而是线对面（后文中会有详细解释）放电，所以火花隙的击穿电压，一定是远远小于飘升机的击穿电压的，事实上，只要飘升机的做工紧致和精确一点，击穿的界限会非常高。需要注意的是，被烧灼的总是负责接受电子的阳极，所以我完全不赞成在飘升机实验中使用铝箔作为阳极，因为一旦产生电弧，维修铝箔这一侧会非常折磨人。

3.失败的飘升机

这个阶段使我几近崩溃，照片中盒子里展示的四个不同规格的飘升机废品是没有被我因为恼怒而直接扔掉的个体，被揉成一团的那个是我朋友干的。在这个阶段中，导致失败的不仅仅有后文着重要提及的、本质性的设计问题，还有一系列我这个高压电领域的萌新忽略的问题，首先是铜线的张力，如果铜线安装的张力不够大，在强电场作用下，铜线就会向铝箔靠拢，导致横向上严重的电场不均匀，最终极大的降低击穿电压，导致拉弧烧毁；其次，连接高压包和飘升机的铜线，我直接使用了和冕栅同规格的裸铜线，控制这些铜线和飘升机的相对位置非常重要，绝对不能让它们被异极吸引而靠近，不然也会拉弧烧毁。

接下来是重头戏，关于飘升机的本质性设计问题。必须要完整的了解它的工作机制，才能避免一些，在不了解原理的情况下，需要尝试很久才能发现的细节性设计缺陷。

       这是一个典型的、我认为没有其它缺陷的、而仅仅是在原理的认知上犯了重大错误的，失败品。（右下角已经有点损坏了，冕栅也已经剪断）

       我们可以清楚的看到，这一失败品的铝箔上缘是尖锐的，并没有任何的加工，那么根据离子漂流理论，飘升机之所以可以运作，是因为发射极周围，密度更高的强电场，将空气分子电离形成离子云，而离子云被接受极铝箔吸引，裹挟中性分子一并运动，使中性分子最终被发射出去，从而形成了推力，那么根据离子漂流理论，在这个失败品中，本质性的失败之处，在于铝箔上缘的大曲率尖端结构，使得大量电荷也在此堆积形成媲美冕栅的强电场，在空气中激发了和冕栅所激发的离子相反极性的离子，并同样将这些离子反向发射，裹挟了向上运动的中性粒子，中和了裹挟中性粒子向下运动的离子云，而铝箔这一侧在强电场中受激的离子的数量，也直接影响了飘升机的推进效率。在知乎上查到的一篇关于自制飘升机的文章，我看图推测其失败原因大概率就是因为铝箔上缘的电场过强。

       在这里需要补充的是，如果发射极和接受极之间的距离太近，一方面会带来更高的击穿风险，另一方面会导致离子云没有足够的行程被电场加速，最终导致了效率的降低，而对于小规模小功率的飘升机制作而言，它的影响，可能就是成功与失败的分水岭。

本作中使用的铜线-铝箔气隙宽度为30mm，经测试给出建议，总周长在450mm以下的制作，不推荐比30mm更小的气隙宽度。

理论上可以证明，理想状态下，离子的速度只与加速电压有关，与是否有“足够的行程”毫无关系，公式上电极距离（加速长度）直接就约掉了。

当然，在空气中电极距离短就容易击穿，的确很难得到高速。

至于空气中“裹挟中性粒子”的速度和数量（假设这个说法正确的话）是否与距离有关，值得研究。

嗯，确实如此

这篇论文之前在早期探索的时候也看到过，不得不说，MIT还是爸爸，甚至连滑翔姿态的改变都考虑到了，这太牛逼了

下面公布一下本作的实验设备的规格数据，和一些制作上的小技巧。

       首先是飘升机本身的大小，鄙人采用了三角形飘升机的结构，并没有遵循传统的设计中，双层铝箔支架的设计，而是使用了单横梁式的设计，直接用2mm*2mm 15cm的巴尔沙轻木作为铝箔上缘的支撑，同时也是结构的主梁，纵向支架采用了2.5cm+3cm+0.5cm的同规格巴尔沙轻木支柱（2.5cm安装铝箔，3cm气隙，0.5cm余量，成功后可以把余量削掉减重）。铝箔是分开制作的三片，每片15cm*3cm，铝箔厚10um，安装到横梁上后将0.5cm的部分绕横梁弯曲到另一侧，以制造一个并不尖锐的上缘，防止铝箔放电。

       横梁、支柱在安装时，可以用502+餐巾纸的土方法加固连接点，因为省略了传统设计中的三根额外的横梁，所以不需要吝啬其它方面的加固，只是尽可能保证铝箔外表面的平整和完整即可，尤其是靠近上方的部分，不要留有尖锐的突起，防止形成反向离子云。三片铝箔需要保证良好的接触，防止在实验时产生偏飞的危险情况，我采用的方法是用透明胶带粘裸铜线连接铝箔，既可以加强结构强度，也可以保持良好接触，制作完毕后应该使用带电流表的可调压电源测定接触是否良好。PS：绝对不要用502黏铜线上去，会影响导电性！

        实验中请拴住飘升机

        实验中请拴住飘升机

        实验中请拴住飘升机！！！

下面会发布本作的特写，以帮助理解本作的制作

以上就是描述本作的全部内容，转载请标明出处作者。（科创论坛 汉斯喵喵，原创）

淘宝上很多买这个的，一样的

淘宝上卖的都是双层支架的设计，增加了完全没有必要的额外质量。冕栅和铝箔之间的间距设计也没有经过深思熟虑，大概就是拉了国外的实验直接照抄的。就这还要卖到一两百块，自己做一个的直接材料成本也就几块钱，就是耗材的单位边际成本高罢了；像他们这样卖，一套所谓的“套件”最起码能赚二十倍，心太黑了。

13楼这类回复属于没看明白门道。

虽然文章浅显，但他归纳了正确的优化方向，并通过实验一定程度上进行了验证，这是本文的牛逼之处。

也是KCer的品格和做事方法的体现。

国内倒是有很多商家，每天守在国内外社区看有啥好玩的，然后变成产品，行销全世界。

国外玩家是又恨又觉得香，十分矛盾的状态。

但KCer通常有更高的追求，很多人为科技爱好界真正贡献了新的思想和设计。

看了楼主的文章，觉得蛮有意思，去百度上查了一下，发现还有人在宣传错误的以太论，并试图以此来解释飘升机原理……

无语死了，这都1202年了……还说科学教信徒拉黑…………

哈哈哈，科学和形而上学最大的差异就在于科学需要设计和实施实验来检验提出的猜想和模型。对于一个现象，聪明点的人都可以想出几十种不同的猜想和模型来推测现象产生的机制，当然也包括神神叨叨的以太甚至更神神叨叨的“神”之类的。

然而想要真正的了解现象的本质，还是得依靠大量的实验来验证，所以从某种意义上，我认为科学是现象的分析学，但在研究现象提出猜测和模型的过程中，又需要有一点艺术幻想的浪漫。

另外纠正一下，以太论并不能说是“错误”的，因为它的定义本身就决定了它是不可被检验的，历史上一系列基于以太论提出的物理模型实际上也只是借用了这个模型来解释一些当时的条件还无法进一步实验的现象，比如洛伦兹变换假定以太的某种机械变化导致了迈克尔孙-莫雷实验中发现的光速不变的现象，以求和以往的经典运动学理论自洽，但事实上以太之所以被摒弃的原因是，这个物理模型并没有存在的必要，我们完全可以通过一个更好理解，在数学上更简洁的模型来描述这些现象，并且，因为这个模型可以很方便的用数学处理，所以我们可以通过纯粹符号化的手段来进行推理，最后得到一些模型中预测到的现象，并加以实验验证，这个方法确保了我们可以方便的论证或推翻一个物理模型，在物理学领域，这种方法是常用的，例如Ω粒子就是先被群论描述的基本重子理论预测到，再通过实验发现的。

楼主你好，请问你接到飘升机上的电压是多少以及电源的功率有多大？

理论上讲，冕栅和铝箔之间的电势差应当尽可能接近环境的击穿界限。在本作中，是大约30KV（缺少精确测量设备，所以只能根据火花隙实验来大致推算高压包的升压比）。向ZVS供电的电源功率在12楼的图片中可以看到，31V，0.8A，是24.8W。

可以参考

“线-铝箔电极电晕放电激励器的推力理论与实验研究“

摘要

空气电晕放电离子风激励器无需旋转部件, 仅通过消耗电能就能直接产生驱动力, 它是一种新型的动力技术, 备受国内外航空航天界的广泛关注. 目前对空气电晕放电离子风激励器的推力产生机理虽有各种解释, 但是现有理论均不能统一各种条件下的实验结果, 仍需要开展进一步的分析与研究. 本文以线-铝箔电极电晕放电激励器为研究对象, 通过实验研究发现作用在线电极与铝箔电极上的静电力不对称, 而且改变铝箔电极纵向高度和气压均能影响激励器的推力大小; 通过理论分析, 考虑电晕层与空间电荷的影响, 建立了线-铝箔电极电晕放电激励器的推力计算模型, 其计算值与实测值比较一致. 基于上述实验现象与理论建模分析, 本文认为线-铝箔电极电晕放电激励器的推力主要来源于线电极电晕产生的空间电荷对电极系统产生了不对称静电力作用, 使激励器出现净静电力作用.

这篇文章中所阐述的关于净静电力的设想和相关证明，对我已经形成的，对于飘升机理论的认知，产生了醍醐灌顶般的冲击。这是一篇具有极高价值的论文，感谢层主为我分享！

咳咳，楼主你提到的浙江工业大学的那一篇论文我给搞来了

新型推进技术研究与无人机控制技术.caj 4.19MB CAJ 64次下载

呃 我大致读了一下，感觉有点浪费我充给知网的30块，也许是我没看的很仔细吧，文件放这里了，楼主要是有空看了可以来分享下感受嘛

挖坟，想问楼主一个问题：以前好像在哪里看到说把电源正负极方向调换后飘升机产生的推力会不一样，这是真的还是我记错了。谢谢！

线-铝箔电极电晕放电激励器的推力理论与实验研究.pdf 380.38KB PDF 118次下载 预览

事实上，我认为离子漂流理论已经可以很好的解释这个现象了，也许是离子的电性导致的；当发生离子漂流的是带正电的离子，那么和带负电的离子会产生动量差。但因为带电磁相互作用的流体系统是一个相当混沌的粒子系统，我认为目前很难通过现有的数学工具来得到一个全然符合实验结果的仿真。

除此以外的一些猜想和论证，在21楼和25楼分别提到的这一篇来自物理学报的论文中已经有所体现。很惭愧，我还没有足够的学识基础来定量探讨这个研究是否有逻辑漏洞，但斗胆猜测，论文中认为的静电力，来自于装置本身的静电感应，这一猜测也许可以通过设计一个横向布置的推力装置，或者用不同介电常数的材料来试验以论证。