Теоретическая часть. Проектная работа по физике по теме

Секция: Физика

Проектная работа по физике по теме

«Воздушный плазменный двигатель»

Авторы:

Иванов Дмитрий Максимович

Артюхов Александр Николаевич

Акимов Анатолий Владимирович

Общеобразовательное учреждение:

МОУ «Лицей №1»

Класс: 10А

Руководитель проекта:

Юмашев М.М.

Город Подольск

2015 год

Заявка

Фамилия Имя Отчество Авторов: Иванов Дмитрий Максимович,

Артюхов Александр Николаевич, Акимов Анатолий Владимирович

Контактные телефоны, электронная почта авторов 57-47-66 (63-35-99) dmivm@mail.ru.

Место учёбы: МОУ “Лицей №1”.

Секция: Физика.

Тема работы: Ионный двигатель.

Место выполнения работы: МОУ “Лицей №1”.

Научный руководитель: Юмашев Михаил Михайлович.

Контактный телефон руководителя: 8(903)2127324.

Краткая аннотация работы

Аннотация

Ионные двигатели являются самыми эффективными двигателями для космических полетов-сравнительно небольшого количества топлива хватает на года работы. Но использование их в пределах атмосферы неэффективно из-за маленькой тяги. Мы решили создать новый тип ионного двигателя-воздушный плазменный двигатель.

Содержание

0. Вступление.……………………………………………………………………..4 1. Цели и задачи работы……………………………………………………….....4 2. Актуальность……………………………………………………………...........4 3. Методы исследования………………………………………………………….4 4. Теоритеческая часть…………………………………………………………..5

5. Практическая часть работы………………………………………………….8

6.Таблицы экспериментальных данных………………………………………...9

7. Выводы...……………………………………………………………………..10

8. Литература…………………………………………………………………… 10

Вступление

Винтовые двигатели мало эффективны при небольшом диаметре винта-подъемная сила пропорциональна квадратному корню из мощности и прямо пропорциональна диаметру. Мы попробуем создать альтернативу винтовым двигателям-воздушный плазменный двигатель.

Цели и задачи работы

Цель

Создание двигателя на электричестве и воздухе.

Задачи

1. Создание (или подбор из существующих) генератора плазмы.

2. Выбор способа её разгона.

3. Сборка опытного образца.

Актуальность

При растущих плотности застройки и массы перевозимых грузов человек не может позволить себе бесконечно увеличивать диаметры винтов вертолетов. Использование самолетов вертикального взлета-посадки дорого. Мы попытаемся создать достаточно эффективный для данных сфер двигатель.

Методы исследования

1. Изучение теории по данному вопросу.

2. Построение прототипа с заменой плазмы кольцом из проводника.

Теоретическая часть

На схеме представлена установка, позволяющая получать большую магнитную индукцию и большое изменение магнитной индукции в момент фронта импульса, путём создания большого импульсного тока.

При увеличении B по правилу Ленца в витке, который поднесён к катушке, наводятся токи, стремящиеся сохранить B, вследствие чего виток отталкивается от катушки. Но мы можем заменить виток из металла на виток из плазмы. В плазме будут наводиться токи Фуко, которые аналогичны токам наводящимся в металлическом витке.

Рассчитаем некоторые параметры нашей схемы. Когда тиристор открыт, наша схема аналогична колебательному контуру.

_____

q=q₀·sin(t/√ (L·C)); Дифференцируем по времени

______ _____ _____

I=q₀/√ (L·C)·cos(t/√ L·C); но I=I₀· cos(t/√ L·C)

____ ____

I_max=I₀=q₀/√ (L·C)=√ (C/L)·U;

____

Ф_max=L·I_max=√ (C·L)·U

_ ______

Ф_эф≈ Ф_max/√ 2=√ (C·L/2)·U

F=I·By·l=I·B_y·2·π ·r

B_y =B·sin α;

B≈ B_max·k; где k = B/Bmax, это отношение зависит только от катушки и сердечника.

F≈ I·Фmax·2·π · sinα ·k·r/S; r - радиус эквивалентного кольца из плазмы

k и sinα можно измерить экспериментально на различных расстояниях, построив картину магнитного поля катушки с помощью железных опилок. k не зависит от Bmax, поэтому распределение k(l) можно построить экспериментально при произвольном токе в катушке.