Содержание
Эффект Бифельда-Брауна. Работа и применение. Особенности
Эффект Бифельда-Брауна – это электрическое явление, при котором возникает ионный ветер, способный поддерживать левитацию отдельных предметов. Он был открыт в 1921 году физиком Томасом Брауном, который работал в лаборатории профессора Бифельда, поэтому явление и получило название в честь обоих ученых.
Суть эффекта
Эффект относится к электрическим явлениям, и не имеет никакого отношения к реактивным. В нем обеспечивается движение активного типа. Со стороны эффект выглядит завораживающе. При подаче напряжения между двумя электродами создается невидимая сила, способная поднимать в воздух и постоянно удерживать неподвижно в одном месте различные предметы, которые принято называть лифтер или ионолет.
Как официально объясняется эффект Бифельда-Брауна
В сильных электрических полях с постоянным током происходит ионизация ионов, которые присутствуют в воздухе. Для этого используются два электрода, один из которых обязательно должен быть заостренным или тонким. Именно возле него происходит максимальная ионизация воздуха, что создает мощный поток. При соблюдении главного условия, а именно подачи 1 кВт на 1мм зазора между электродами, силы ионного ветра достаточно, чтобы приподнимать вверх и поддерживать левитацию легких токопроводящих предметов.
Официально утверждается, что данное явление возможно только в условиях атмосферы. При запуске оборудования в вакууме с соблюдением условия 1 кВт на 1мм зазора между электродами, эффект не наблюдается. Это является главным доказательством того, что левитация поддерживается благодаря присутствующим в воздухе ионам.
Требования к лифтеру
Чтобы эффект Бифельда-Брауна работал, необходимо использовать специализированный лифтер. Летающая модель должна состоять из легкого каркаса, который обычно изготавливается из пенопласта или современных композитов. Иногда его делают из металлического провода. Для обеспечения левитации необходимо, чтобы лифтер выполнял роль паруса, поэтому на нем создается площадка по всему периметру из алюминиевой фольги. Обычно лифтеры делают в виде треугольника или шестигранника.
Краеугольный камень теории объяснения эффекта Брауна
Существующие объяснения данного эффекта не имеют абсолютного неоспоримого научного обоснования. Утверждается, что в ряде лабораторий удалось достичь левитации предмета в условиях вакуума, что противоречит теории создания ионного ветра. В вакууме его быть не может. В связи с этим появилось альтернативное объяснение эффекта, которое подразумевает, что левитация возникает в результате асимметрии между электродами, что создает особенное поле в эфире. Это вызывает неоднородное взаимодействие между электрически заряженными телами.
Данная теория предлагалась в докладе того же самого изобретателя Брауна, но уже значительно позже в 1965 году. На данный момент, ни одно из предложений не было полностью доказано. Пока считается, что левитация действительно возникает в результате ионного ветра, но лишь частично, а также поддерживается другими силами. Вполне вероятно, что помимо ионного ветра и асимметрии между электродами, существует еще один или несколько факторов, которые современная наука пока не подмечает, но именно они берут на себя основную нагрузку для поднятия тела.
Есть также теория, что оборудование, поддерживающее эффект Бифельда-Брауна, не выдает тягу для левитации, которая превосходит по силе земное притяжение, а лишь создает изолированную зону, где общепринятые законы физики не действуют. Во многих смыслах подобные утверждения не проходят критику, поскольку летающее тело пытается двигаться вверх, а не ведет себя как объект, погруженный в вакуум.
То, что лифтер летает в вакууме, является очень спорным утверждением, поскольку факты об этом вскользь оглашались еще в шестидесятые годы прошлого века. Говорится, что при изменении величины напряжения можно добиться левитации даже в условиях без воздуха, и только при определенной форме лифтера. Нет документальных фактов подтверждающих, что кому-то удалось в вакууме поднимать ионолет.
В довольно известном телевизионном научно-развлекательном шоу «Разрушители легенд» был посвящен целый выпуск данному эффекту, в частности проверялась возможность достичь подъема лифтеров в вакууме, но после ряда экспериментов добиться этого не удалось.
Практическое применение эффекта
Чтобы эффект Бифельда-Брауна работал, необходимо применять мощный источник высокого напряжения, что не всегда безопасно. Изначально изобретатель после открытия данного явления пытался применить его для создания крупных летательных аппаратов, способных переносить человека как самолет, а также поднимать его в космос. Специально для этого в своей лаборатории он построил большой аппарат длиной 7,5 м в виде диска. Лифтеры в его поле действия могли развивать скорость 15-25 км в час. Многолетние исследования ученого, а также его коллег по всему миру, не смогли дать действительно достойного практического применения данному эффекту.
Сам Браун отталкиваясь от того, что существующая гравитация и электричество связаны между собой. В связи с этим его исследования были односторонними. Ученый практически досконально владел вопросом левитация от воздействия ионного ветра, но так и не успел создать неоспоримых доказательств той или иной теории.
Сейчас эффектом Брауна пользуются для создания развлекательных показов из раздела «интересная физика». Как только данное явление было открыто, многие фокусники делали скрытые установки с источниками высокого напряжения, для поддержания левитации различных предметов, убеждая зрителей, что все это является результатом силы мысли или волшебства.
Путем лабораторных исследований по поднятию в воздух лифтера было установлено, что при удачной его конструкции для создания подъемной силы в 25 кг достаточно направить 1 кВт энергии. Практически, это самый минимальный показатель среди всех летательных аппаратов вертикального взлета. Он значительно превосходит по экономичности существующую сейчас технику – вертолет, самолет истребитель, а тем более ракету.
Существует мнение, что эффект Бифельда-Брауна на самом деле не игнорируется учеными, и его исследуют в секретных лабораториях, принадлежащих НАСА и спецслужбам различных государств. Создание настолько эффективных тихоходных летательных аппаратов, которые смогли бы летать на электричестве, было бы серьезным прорывом в науке и обороноспособности. Подобные аппараты были бы универсальными и могли бы использоваться для полета в слоях атмосферы и вылетать в открытый космос. Однако для этого изначально необходимо подобрать инертный газ, частицы которого подойдут для отделения ионов, обеспечивающих повышение тяги. Также его нужно заключить в оболочку. Кроме того, существующие сейчас технологии по созданию элементов питания для накопления электричества недостаточно эффективные. Аккумуляторы слишком тяжелые, поэтому практически весь их заряд будет уходить только на подъем собственного веса.
Однако можно встретить мелкие беспилотные летательные модели, работающие от данного эффекта. Также существуют образцы лодок, где в качестве толкательной силы также применяется ионный ветер.
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 напряженность электрического поля максимальна и может достигать значений, вызывающих ионизацию воздуха, и более широкий с плавными гранями (в т. н. лифтерах обычно используется 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 напряженностях 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 лифтером или ионолётом, что нередко используется для эффектных научных представлений. Возникающая сила тяги
F = I d k , {\displaystyle F={\frac {Id}{k}},}
где I — ток между электродами, d — ширина диэлектрического зазора и k — подвижность ионов данного типа в данной среде (порядка 2·10 − 4 m 2 V s {\displaystyle ^{-4}{\frac {m^{2}}{Vs}}} в воздухе при нормальных условиях).
В вакууме эффект исчезает.