Lobog az (ion)szélben a szélzsák - Ionhajtómű reloaded

A múltkori ionrotátorunk több kérdést vetett fel, mint magyarázatot, máig nem világos, miért nem sikerül reprodukálnunk a neten látott kísérleteket. Miért nem tudjuk a FlyStickkel meghajtani a fémrotort (ion wind motor), mikor a működési elv világos:

Forrás

Sőt a 400kV bikáztató egyik pólusával sem sikerül meghajtani (úgy, hogy a másik pólust izoláltuk), ami miatt azt gondoljuk, hogy inkább elektrosztatikus motorként működött (ezért kellett a másik pólust egy sörösdobozba vezetve közel tartani a rotorhoz), és nem ionhajtóműként. Azonban látva, hogy másoknak teszlatekerccsel is sikerült forgót csinálni, egyetlen kivezetett szállal meghajtva, addig-addig ügyeskedtünk, míg sikerült egy felcinezett pénzérmére pehelykönnyű forgót készíteni a teszlatekercsünk tetejére (lakkozatlan réz drótszál lett a megoldás, mert az UTP kábelből kinyert mágnesezhető drót leragadt a nagyfeszültségtől (gyanítjuk, hogy valami mágneses erőtér miatt). 

Majd még kísérletezünk, ha megjönnek az újabb nagyfeszültség-forrásaink, addig meg kipróbáltunk egy másik ion hajtóművet. 

A kollégák a neten nagyon szép és sokkal jobban működő modelleket összeraktak (volt aki ugyanilyen alkatrészekből sokkal nagyobb tolóerőt is elért, amivel héliumos lufikat lehet meghajtani), ezért mi csak éppen megnyaljuk a témát. Az elv hasonló a fenti ábrához, a fogazott fémfelületre pozitív magasfeszültséget kapcsolunk, ami a levegő ionjait gyorsítja a negatív feszültségre kapcsolt fémcső felé, ami a keletkezett ionszelet fókuszálja. A nagyon könnyű szerkezet eléréséért a kollégaurak, egymásról másolva, műanyag hengereket galvanizálnak kékkővel fémesre. 

Nekünk sajnos nem sikerült ugyanolyan sokkolóval olyan szép kövér, kékes ionszelet kelteni, de azért kilátszik egy kicsit a fogak fehérje itt is. Sörösdobozból hajtogattuk a befúvófogakat, meg a terelőgyűrűt is. A gyertyát nem volt képes eloltani, de azért meglobogtatta rendesen.

Itt egy magyarázat, arról, hogyan működik egy ionhajtómű az űrben, ahol ugye nincs légkör, tehát oda vinni kell gázokat, amiről le lehet tépkedni elektronokat, és ki lehet bocsátani azokat a tolóerő eléréséért. Mindenesetre az ionhajtómű ilyen formája a ráérős emberek meghajtása, ugyanis nem fogja lepergetni az űrhajót a Tejút murváján.

Ez meg kézből egy gitárslider gyűrűjét használva, a hajtómű pozitív pólusa viszont ugyanaz az alu-söröslemez. A koronakisülés ezen sokkal jobban megjelenik, mint az alu-söröslemezből hajlított hengeren, fene tudja, hogy az anyag, vagy a falvastagság okozza e a különbséget. Vagy csak a levegő hőmérséklete, páratartalma volt más a két esetben. Ki tudja. 

Persze sokkal látványosabb fotót is lehetne készíteni állványról, füst-szélcsatornával, bevilágítva ellenfénnyel, de azért a pár emberért, aki Utazásokat olvas, nem fogok bebüdösíteni a lakásba, míg odakint mínusz hidegek jönnek-mennek. 

Ezen a linken meg egy ugyanilyen elven működő ion lifter, ha valakinek van egy csomó fölösleges ideje, és nem fél, hogy a kilovoltok előbb-utóbb kikormolják a valagát.

Laser Speckle, avagy távóllátónak közellátó, közellátónak meg távollátó vagyok.

Amióta legutóbb felmerült nekünk a lézer pöttyös természete, született az interneten néhány érdekes videó a témában. Például az, ami a lézer pöttyeit használja arra, hogy megállapítsd, távol-, vagy rövidlátó e vagy. A dolgot sokkal, de sokkal könnyebb megcsinálni, mint megmutatni képen, vagy videón. Ugyanis nagyon jó felbontású kamera kell, és a videó tömörítése is beakaszt a dolognak.  A mi cuccainkkal nem tudtuk meghaladni a kollégaúr munkájának a minőségét, inkább azt nézzétek:

 

Ugye a falra vetített lézer-pacában (mi egy szórólencsét szigszalagoztunk a lézermutató elé, hogy szétkenje a fényt) van egy nagyobb makró-pattern, ami a difuzorunkon  alakul ki és vetül tovább egy vetítővászonra(objektív foltosodás), és van egy mikrostruktúra, ami a retinán, szenzoron kialakuló interferenciaképe a vetítővászon által felénk visszavert fénynek (szubjektív foltosodás). Az előbbi nem mozog el, hogyha a fejünket mozgatjuk a térben, az utóbbi viszont, a retinánk és a tér viszonya miatt, elmászkál. A videó állítása az, hogy ezzel a szubjektív foltosodással megállapítható, hogy a vetítővászonra, vagy eléje, esetleg mögéje fókuszálunk e egy kamerával (illetve, hogy rövid-, vagy távollátók vagyunk e). 

A képen látunk egy vetítőlapra fókuszált képet, majd egy frontfókuszost, és egy backfókuszost. A nagyobb, objektív formák, amik a lézer elé dugott szórólencséről vetítődnek a vászonra (ami egy fekete, matt kartonlap) nyilván életlennek jelennek meg a fókuszálatlan képeken. Azonban a szubjektív pöttyök ugyanolyan élesek maradnak, mert nem az objektív rajzolja őket, hanem a szenzoron jön létre az interferenciakép.

Ez más felületeken is pont ugyanígy történik, tehát a szubjektív pöttyös textúra nem életlenedik el akkor sem, ha eléje, vagy mögéje fókuszáljuk a gépet (hiszen az eléje és mögéje sem értelmezhető az esetében - mivel a szenzoron alakul ki). Viszont csinál még valamit ez a bolhaminta, amivel megállapítható, hogy a fókuszunk valójában hová is esik. Ha fókuszban van a vetítővászon, akkor a kamera mozgatásánál a pattern állni látszik. Mögéje fókuszálva a pattern elmozog, a kamera mozgásának megfelelő irányba. Ha viszont közelebbre fókuszáltunk, akkor a pattern a kamera mozgásával ellentétes irányba látszik elmozogni. 

És itt jön be a szemvizsgálat témaköre. Amennyiben távollátók vagyunk, a pöttyök a fejünkkel megegyező irányba mozognak, ha rövidlátunk, akkor pont ellenkező irányba. Nyilván ez ennél jóval bonyolultabb, viszont ez már elegendő egy kísérletezésre.  Érdemes elvégezni, mert jó móka.  Persze ez nem egy diagnózis, mert azért szemorvosok nem vagyunk. 

- Először 5 méter távolból kísérleteztünk (innen világítottunk a lézerrel és innen is néztük). A bolhaminta természetesen ugyanúgy látszik távolról is, sőt mintha még jobban is (ennek okát nem kerestük). Innen nézve, a mintázat ellenkező irányba mozgott nekünk. Egy gyűjtő-szemüveglencsével  az irány maradt, de még gyorsabban mozgott), azonban egy szórólencsével megváltozott a bolhaminta mozgásiránya. Tehát távollátónak meglehetősen rövidlátók vagyunk.

- Azonban, ha a textúrát egészen közelről szemléltük (30cm, a lézer is közel volt), akkor a fejünkkel megegyező irányba mozgott a textúra. Szórólencse hatására az irány megmaradt, csak még gyorsabban mozgott, gyűjtőlencse hatására viszont megváltozott a mozgásirány. Tehát rövidlátónak meg távollátók vagyunk. 

Bevezetjük a villanyt a borkánba

Vagyis felülünk arra a wannabe-szájensz-mémvonatra, hogy mindenki újra felfedezi a villanyizzót, és Edisont játszik a sufniban. 

NightHawkinLight videójából az derül ki, hogy nagyon nehéz olyan izzószálat találni, elszenesíteni, preparálni stb, aminek elég nagy az ellenállása ahhoz, hogy ne rúgja le a lakásban az összes biztosítékot. Ugyanis hatalmas mennyiségű áramot átengednek, amibe persze el is pattannak. Ezért ő sorba kötve egy korszerű izzzóval tesztelgetett. Emellett nem kiszívja az oxigént, és nem is gyertyával égeti el széndioxiddá, hanem propánnal helyettesíti, hogy az reagáljon az oxigénnel, ne a szénszál.

Szóval mi inkább rendeltünk pár arasz volfrám-szálat. Azt meg felspiráloztuk, amennyire tudtuk, bár világos, hogy az izzókba a gyártók sokkal tömöttebb, akár több rétegben is felspirálozott szálat szoktak használni, mert az is hozzájárul a hatékonysághoz és az élettartamhoz.

Ezeknek a szálaknak hidegen rohadt alacsony az ellenállásuk, ekkorka daraboknak olyan 10 ohm körüli lehet. 

A légtelenítésre először a kiszorításos módszert használtuk, abban reménykedve, hogy a fejlődő széndioxid megülve az üveg alján, kiszorítja az oxigént a palackból. Persze az ecetes-bikarbonátos megoldás a villanyárammal egy ilyen kis helyen, ráadásul egy ilyen könnyen felborítható cingár palackban nem éppen barátja a munkavédelemnek. De hát Jackass van. 

A 15 voltos hálózati adapter ennyit tudott kisajtolni a volfrám szálból. Ezért rövidítettük a szálat...

... és még jobban rövidítettük...

... de egész rövid szál sem volt hajlandó felfényleni rendesen. Úgyhogy kénytelenek voltunk valami erősebb áram után nézni. De nem mertük elsőre direkt rákötni a 230-ra, pedig hát bolti izzó is gyakorlatilag csak egy rövidzár. Tehát beiktattunk egy ellenállást, valami nagyobbacskát, amit egy nagyfeszültségű modulból operáltunk ki, joggal remélve, hogy elbírja azokat a wattokat, amik ott átszaladnak. Kép erről nem készült, pedig szépen világított egy nagyon rövid ideig, de nem a palackban az izzószál, hanem maga az ellenállás.

Lassan vérszemet kapva sorba kötöttük egy bolti izzóval, hátha marad annyi lepattanó, hogy a mi izzónk is kapjon belőle, de csak a bolti izzó világított. Na, ekkor bedugtuk a 230-ba. Szép is volt. Világított is rendesen. Kár, hogy csak egy másodpercig tartott.

Mivel rendes, állítható tápunk nincs, ekkor az elemek felé fordultunk. A 3,7-es akksik elég durván tudják adni a delejt. Ezeket már egy másik üvegben csináltuk, és a gyertyás módszerrel égettük el az oxigént. Amit lehetett volna jobban is csinálni, ugyanis ha a gyertya alatta van az izzószálnak, lehet, hogy hamarabb kialszik, minthogy elégetné a magasabb rétegekben levő oxigént is teljesen. Oké, turbulencia, meg minden, de nem voltak tartósak ezek a setupjaink. És másoknál is azt találtam, hogy a gyertyázós módszer a legalja. Nagyságrendekkel jobb eredményt lehet elérni vákuummal, már ha van ilyen szivattyúd. Vagy próbálkozhatsz héliummal is.

Nekünk nincs, ezért elég sűrűn kellett cserélgessük a volfrámot. 3sorba kötött elem elég szép eredményt adott, viszont ilyen fényerő mellett egy szál sem érte meg a 10 másodpercet.

Két akksi viszont nem adott használható fényt, tehát eszi az áramot rendesen. 

Nyilván kipróbáltuk a 0,35-ös ceruzabelet is, izzószálként nem vált be.

Ilyesmivel az foglalkozzon, akinek van egy állítgatható tápja, amivel a feszültséget és az ampert is tudja szabályozni, és ami képes nagyon sok amper leadására. Továbbá nem árt egy légszivattyú sem. 

Ívfény

Ebben a videóban a szakember elmagyarázza, hogy nem sima grafitceruza-belet, vagy szén-elem-belet használtak, hanem abban a szénrúdban bizony volt söh, meg cukoh, közepén sthoncium, meg csomó minden. Ennek a fickónak is kb. 1-2 másodpercre sikerült az ívfényt fenntartani (elemből kinyert szénrudakkal és valami szerszámgép-akksival, ami azért kell, mert igényli a teljesítményt). Azért szénnel csinálták az ívfényt, mert abban a korban, amikor ez nagyon ment, ez volt a leghőtűrőbb anyag, ami vezetett is. Szénrudat meg legkönnyebben elemből lehet kinyerni. Kihegyezni meg dremellel csiszolópapíron. Megpróbáltuk ceruza-hegyezőben is, de a nagy forgásból származó hő szétolvasztotta a hegyezőt. Csak mondom, ha építünk valamit az mindig jó sok rombolással jár.

Ebben a videóban 6-12 voltos 3-6 Amperes elemtöltővel gyújtja fel az ívfényt a kolléga. Sorba köt egy NiCrome drótot ellenállásnak, ami elvileg védi a töltőt, illetve a hosszával szabályozza az ívfényt is. Vajon itt használható lenne a negyedwattos ellenállás, illetve a 3,7V lítiumos akksi, esetleg több sorba kötve?

Próbálkoztunk először tehát 15V váltóárammal, egyenesen a 230V AC-ból transzformálva (nyilván nem mertük direkt a 230-ra dugni a két szénrudacskát, akármennyire is Jackass van). Semmi. Azt feltranszformáltuk egy, majd két transzformátorral is, elvileg több, mint 1000V-ra, de annyi amper nem maradt a rendszerben, hogy legalább egy vékony szikrát szórjon, egy glimmlámpával kellett megnézzük, egyáltalán nincs e megszakadva valahol. De nem volt, csak az áramerősség volt igen-igen szerény.

Gyanítjuk, hogy itt számolnunk kellene a tekercsek ellenállásával, impedanciájával és akkor nagyjából megtudhatnánk mennyi Amper bír átbújni egy ilyen transzformátoron. Ebben a videóban képlettel és példával levezetik, hogyan kellene számolnunk a transzformátorokkal, de nem állítom, hogy végig bírtam követni.

Aztán megpróbáltuk egyenirányítani is a dolgot, 15V egyenáram se sokat segített, de legalább életünkben először összeraktunk egy full bridge rectifiert.

Akkor végül elővettük az összes Lithiumos akksinkat (7-8 darabot) és azok sorbakötve már meghajtották az ívlámpánkat. Kézből csak másodpercekre sikerült fenntartani az ívfényt. Szóval végülis nem tudjuk, hogy a kísérletsorozat sikeresnek mondható e egyáltalán.

Kézből videó is készült, de az internet annyira tele van ilyesmivel, mi is nem terheljük vele a tárhelyeket. Képzelj el egy nagy fénygömböt, amit csak pillanatokra tudtunk létrehozni, stabilizálni nem sikerült, így fotózni sem. Tényleg durván kisüti a szemet, és azt mondják, sok benne az UV is, csak hát hegesztőszemüvegben nehéz tudományt csinálni.

A mi szénrudacskáink nagyon hamar amortizálódtak, nyilván egy stabil ívfénnyel és nem folyamatos cseszegtetéssel valamivel tovább bírták volna.