Эффект Бифельда — Брауна

Эффект Бифельда — Брауна — электрическое явление возникновения ионного ветра, который передаёт свой импульс окружающим нейтральным частицам. Впервые был открыт Паулем Альфредом Бифельдом (Германия) и Томасом Таусендом Брауном (США). Явление также известно под названием электрогидродинамики по аналогии с магнитогидродинамикой.

Демонстрация эффекта Бифельда — Брауна

Открытие

Физиком Таунсендом Брауном в 1921 году было сделано открытие, что система из тонкого или острого и широкого плоского электродов (он использовал рентгеновскую трубку) под действием высокого напряжения пытается сдвинуться в направлении тонкого электрода.

Описание эффекта

Явление основано на коронном разряде в сильных электрических полях, что приводит к ионизации атомов воздуха вблизи острых и резких граней. Обычно используется пара из двух электродов, один из которых тонкий или острый, вблизи которого напряжённость электрического поля максимальна и может достигать значений, вызывающих ионизацию воздуха, и более широкий с плавными гранями (в т. н. ионолётах обычно применяется тонкая проволока и металлическая фольга, соответственно). Явление происходит при напряжении между электродами в десятки киловольт, вплоть до мегавольт. Наибольшая эффективность явления достигается при напряжениях порядка 1 кВ на 1 мм воздушного зазора между электродами, то есть при напряжённостях электрического поля чуть ниже, чем начало электрического пробоя воздушного зазора. Если между электродами возникает пробой, обычно в виде шнурового разряда, эффект пропадает (так как разряд сам превращает газ в ионы и напряжение на электродах равно падению напряжения на разряде). Вблизи тонкого электрода возникает ионизация атомов воздуха (кислорода в случае отрицательного напряжения на этом контакте, азота в случае положительного). Полученные ионы начинают двигаться к широкому электроду, сталкиваясь с молекулами окружающего воздуха и отдавая им часть своей кинетической энергии, либо превращая молекулы в ионы (ударная ионизация), либо передавая им ускорение. Создаётся поток воздуха от тонкого электрода к широкому, которого оказывается достаточно, чтобы поднять в воздух лёгкую летающую модель, которую называют ионолётом, что нередко используется для эффектных научных представлений. Возникающая сила тяги

$F={\frac {Id}{k}}$ (Ньютон),

где I — ток между электродами в амперах, d — ширина диэлектрического зазора в метрах и k — подвижность ионов данного типа в данной среде (порядка 2·10$^{-4}({\frac {m^{2}}{Vsec}})$ в воздухе при нормальных условиях).

В вакууме эффект не возникает.

Применение

Эффект Бифельда—Брауна применяется в люстре Чижевского и похожих на неё конструкциях.

Также часто это явление и основанные на нём летающие модели используются различными теориями альтернативной науки (электрогравитация, фантастические технологии НЛО, тайные разработки правительств разных стран и т. п.). Получаемые в ходе экспериментов значения подъёмной силы или силы тяги ионного двигателя неплохо согласуются с теоретическими значениями, полученными для описанной выше физической модели.

Для проверки теории проводились эксперименты в условиях низких давлений и в вакууме: при отсутствии газовой среды эффект исчезает, при низких давлениях он наблюдается при напряжениях ниже начала электрического пробоя газа. В 2005 году на выставке НТТМ-2005 был представлен «летательный аппарат на эффекте Бифельда-Брауна» представляющий собой небольшую летающую модель.

Разрушители легенд также производили проверку: в вакууме ионолёт не работает.

Патенты

U.S. Patent 3 120 363 — Летающий аппарат

Патенты, выданные на имя Брауна:

• GB300311 — Способ, аппарат или машина для производства силы или движения
• U.S. Patent 1 974 483 — Электростатический мотор (1934-09-25)
• U.S. Patent 2 949 550 — Электрокинетический аппарат (1960-08-16)
• U.S. Patent 3 018 394 — Электрокинетический аппарат (1962-01-23)
• U.S. Patent 3 022 430 — Электрокинетический генератор (1962-02-20)
• U.S. Patent 3 187 206 — Электрокинетический аппарат (1965-06-01)
• U.S. Patent 3 196 296 — Электрический генератор (1965-07-20)

См. также

• Ионный двигатель

Ссылки

• Выпуск № 68, Разрушители легенд
• Tajmar, M. (2004). Biefeld-Brown Effect: Misinterpretation of Corona Wind Phenomena (недоступная ссылка), American Institute of Aeronautics and Astronautics Journal, 42: 315, doi:10.2514/1.9095.
• Ion-neutral propulsion in atmospheric media, Christenson, E. A.; Moller, P. S., AIAA Journal, 2004, vol. 5, issue 10, pp. 1768—1773. doi:10.2514/3.4302.
• Clive Thompson, The Antigravity Underground, «Wired», 11.08.2003.
• Валерий Делямуре, Эффект Брауна: экспериментальное подтверждение, электронная библиотека «Наука и техника».
• Defying Gravity: The Parallel Universe of T. Townsend Brown — authorized biography on T. Townsend Brown
• The Hunt for Zero Point — book by Jane’s Aviation editor Nick Cook
• Buehler D.R., Journal of Space Mixing, April 2004, vol. 2, pp. 1-22, Exploratory Research on the Phenomenon of the Movement of High Voltage Capacitors  (неопр.). Space-mixing-theory.com. Дата обращения: 14 сентября 2010. Архивировано из оригинала 27 марта 2010 года.
• Vassilatos G. Lost Science (неопр.). — Adventures Unlimited Press, 2000. — ISBN 0-932813-75-5.
• Thomas B. Bahder, Chris Fazi, Force on an Asymmetric Capacitor, arXiv: physics/0211001.

Эффект электрогидродинамика

• Blaze Labs Research: What is an EHD thruster? — Introduction on EHD thrusters, ionocrafts, lifters and lots of related information
• NASA: Asymmetrical Capacitors for Propulsion (PDF)
• Army Research Laboratory, Thomas B. Bahder:Force on an Asymmetric Capacitor