DIY大佬自制离子推进器火了,近300万网友围观:星际迷航就是用的这吧

今天也要试图教会大家(doge)

丰色 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

让橡胶气球化身“热气球”,匀速飞行:

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让泡沫板变身“小快艇”,水上前进:

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家人们,DIY大佬又来整活了——

让如上两个物件产生动力的可不是什么小玩具,而是离子等离子推进器(ionic plasma thruster)。

是的没错,这个被用于航天领域的高级玩意儿,现在让葡萄牙小哥、YouTuber博主@Integza在家给搞了出来。

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视频一经发出,就引来大量网友围观,评论区一水儿的膜拜(播放量已270万+次)。

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在推特、Reddit等平台也很火。

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有人表示:

好久没见过这么有趣的东西了。

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还有人说:

这是科幻电影来到现实的感觉。
我猜测星际迷航里就是这么飞的吧。(手动狗头)

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那么——

如何在家DIY离子发动机?

原理

离子推进器(ion thruster)是航天器电推进的一种,它通过电加速离子来产生推力。

小哥所做的这个离子等离子体推进器(ionic plasma thruster)则是通过发射电子产生离子风,离子风在管内产生空气流而形成推力。

如下图所示,小哥面前有两根电线(一粗一细)组成的装置,将一根点燃的蜡烛放在前面,火苗就好像有风吹过一样。

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当他把房间的灯关掉时,画面便是这样的:

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可以看到,有一段从细线流向粗线的“风”。

这其实就是两根电线被施加高电压之后产生了电晕,电晕放电产生的离子风气流,是它吹动了蜡烛。

如果我们加上更多的细线和粗线组成“风扇”,再施加高电压,就能获得更强的“风力”。

如下图所示,一根火柴很快被熄灭:

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按照这样的逻辑我们就可以设计一个推进器,但需要注意的是,如果单纯罗列“风扇”会导致成品自重太大根本飞不起来,所以尺寸和重量需要控制。

材料清单

一共7个(都能在网上买到):

  • 高压变压器
  • 数控机床(Carvera CNC Machine)
  • 树脂3D打印机
  • 镀铜套件
  • 石墨喷涂剂
  • 氦气
  • 3D模型

详细步骤

下面开始试图教会大家。

为了集中“风力”,小哥首先将装置改为了这样(一个金属圆筒+一根简易电缆):

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施加电压之后,它产生电晕放电,果然吹灭了蜡烛。

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但小哥撇了撇嘴:

这个设计不错,但不够。

问题就在于增加电压时,管内会产生很多火花,管子边缘太光滑,也不太好聚集电流balabla。

于是装置又改成了这样:

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左边是一个圆环,右边是专门切割出来的镍带形状,可以形成更容易产生电晕放电的尖点。

前面说过,由于这类推进器本身提供不了太大的推力,所以自重一定要轻。

装置重量的大头是这个变压器,足足44g。

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一开始,小哥想要换用只有15g的电动打火机,或者用硫酸去除变压器表面的环氧树脂减轻一些重量。

但,这些“骚操作”都失败了。

最终他只好回到原点,选择“就这么的吧”

不过,变压器整不了,但那个圆环还是能整的,它是小哥从窗帘上抠下来的,也不算轻。

而且虽然它的设计可以消除火花,但同时,没有了“管道”也意味着它不太好收集电流,所以正好还得跟最开始的圆筒结合改进一下。

说干就干,小哥用较轻的树脂3D打印出来了一个类似锥体的塑料,然后利用硫酸铜电镀工艺为其镀上铜。

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需要注意的是,由于树脂不导电,需要先在其表面喷上石墨。

(这样一来,哪怕是一个西红柿也能搞定(镀铜)了)。

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改动确有奇效,最终待装置组装好上秤一称——

芜湖,53g

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下面就是更加激动人心的验证时刻了。

为其连上一块锂电池,开机:

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蜡烛被瞬间熄灭。放远一点,哪怕是40cm之外,也毫不费力。

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再下来就是开头我们看到的那两幕了:

小哥diy的这个推进器成功产生了推力,稳稳地带动充满氦气的橡胶气球和泡沫小船前进。

彼时彼刻,小哥脸上的笑容be like:

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不少网友都表示太有感染力了。

Ps. 小哥还给小船安上了3个推进器,虽然速度进步不多,但也确实快了1s左右。

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在评论区,有人提议可以给小船后部加个鳍。

但呼声最大的还是加遥控器,这样离子推进器就可以带着小船或气球向各个方向移动了。

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这样一来,“齐柏林飞船”也不是梦了。

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作者介绍

小哥真名Joel Gomes,1992年出生于葡萄牙,现居美国。

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他从2015年开始在YouTube上发布自己的作品,如今已有粉丝近90万。

其作品从机械工程科学到各种workshop实验应有尽有,涵盖火箭发动机到各种3D打印装置。

他最火的一个视频是2021年8月发布的“我将风扇变成喷气发动机”,累积429万播放量。

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有趣的是,他的YouTube主页介绍非常神秘,仅一句“Tomatoes are disgusting!”

怪不得今天这个视频里也吐槽了一把。

视频地址:
https://www.youtube.com/watch?v=mnCmvxt2jn8

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