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。
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