電気流体力学と静電気力による推進装置
ＥＨＤ推進機のドローン化について
2021年 9月6日
2021年 10月13日
2021年 12月30日
2023年 5月18日
2024年 1月5日
2024年 8月21日
2024年 10月28日
古い情報は破棄します。重要な情報だけ残していきます。
キーワード； 金属の分極、電荷、静電容量、電界、大気イオン密度、弱電離プラズマ
Keyword; EHD, Electrostaic, Propulsion, Charges, Capacitance, Polarization effect in Asymmetrical Metal Structure, Plasma
ここでは、長く開発してきたＥＨＤ推進デバイスのドローン化実現の可能性に関して説明を行う。
装置の試作で、お皿の様な一体型オール金属体を持つＥＨＤデバイス開発を目指します。
我々が作製しているデバイスは、基本的に板を水平方向に配置した形状を取り、電荷蓄積量と浮上力を改善させることに成功している。
ここで用いられる金属は、ただ単純な金属構造でなく多層化してあり、中心の放射状電極にはただの平面でなく放射状構造に意味がある。
多層化については、以前に述べた。
当たり前だが、この構造では、イオン風は中心でを通り抜けができない。もし、イオン推進であれば、推力が低下し浮上はできない。
実現可能性が高いパラメータ
ＥＨＤデバイスへの電源搭載を可能とする。
ＥＨＤ推進デバイス： 円形 放射状 直径 １ｍから0.5m 上記写真の改造型
印加電圧 100kV 過去の実験データより
浮上力 20g
高電圧電源の詳細 ： 小型テスラコイル（というよりも、無線送電用の空芯トランス）
単一ＦＥＴ駆動、発振回路
ＣW整流回路 出力電圧 100kV
総重量： 5ｇ
パルス化： 外部コンデンサを短絡放電
個々の技術がすでに確立されているため実現可能性は非常に高い。
しかし、上記が完成したとしてもドローンとしての動作のみに限定されそう。
2021. 12. 30 追記
ご報告です。 超軽量な高電圧発生装置を開発し、それをＥＨＤデバイスに搭載しました。
ＥＨＤデバイスに搭載した状態で高電圧を発生し、その高電圧で浮上させることに成功しました。
まだ長時間は浮上させることができませんが、ワイヤー１本で上空へ飛ばすことが可能となりました。
今後、ＴＣも装置に搭載します。
多層フレーム採用ＥＨＤデバイス 25cmL
テスラコイル動作ＥＨＤ推進器の実験動画
多層フレーム採用ＥＨＤデバイス 25cmL(2)
以下の動画が、このＥＨＤ推進デバイスの浮上特性を良く現している。
地球の重力に反発する様な挙動を示している動画です。
地球から出る自然の流れに乗るように、エレベータに乗った様な感じで水平方向の姿勢を変えず、そのままスーっと鉛直上方向に上昇していきます。
別の言い方をすると、空間にＥＨＤ推進装置が張り付いており、空間とともに運動している感じを受ける。いわゆるフィールド推進理論が適していると考えます。
ドローンとかヘリコプター等ではありえない話で、根本的に特性は異なります。
デバイスの基本設計は、水平方向にできる限り広い金属面を設けることです。
ＥＨＤ推進器の実験動画
2024.10.28 三角形小型 側面ストライプ電極採用 20ｃｍφ
三角形小型 実験動画
2024.11.02 円形小型 側面ストライプ電極 20ｃｍφ
円形小型 実験動画
2024.11.19 円形小型 側面ストライプ電極 20ｃｍφ
円形小型 実験動画＿高度制御
2025.1.13 円形小型 側面ストライプ電極+トップハット 20ｃｍφ
円形小型 実験動画＿高度制御2
2025.2.17 円形小型 側面ストライプ電極+トップハット+中心柱 20ｃｍφ
2025.421 更新
円形小型 実験動画＿高度制御3
2025.3.21 円形大型 30ｃｍφ
円形大型 実験動画＿高度制御4
2024. 8. 21 追記
現状の報告です。
ＥＨＤ推進デバイスの推進力の改善を進めています。
ＣＷ回路の高電圧化を進めています。高電圧を使用すると大きな推進力と高い効率を得られることがすでに明らかになっています。
この課題については検討中です。
同時にＥＨＤデバイスの大型化も進めています。
しかし、上記を一気に片付けることは不可能です。１つずつ課題をクリアしていきます。
段階的に開発を行います。
最初に実現したこと
ＣＷ高電圧回路のＥＨＤデバイスへの搭載。
ＣＷ回路を最小化 つまり、段数を減少させて、なおかつ１段の高電圧化を計りました。
この段階で、１ワイヤーでＴＣトップロードから高周波高電圧の供給が可能です。
図 ＥＨＤデバイス 高電圧発生回路搭載 実例
図 ＥＨＤデバイス （高電圧発生回路が搭載可能）
超軽量高電圧発生回路で駆動 高電圧発生回路の重量 1.5g
図 ＥＨＤ推進デバイス 高電圧発生回路 重量1.5g。 浮上力 (金属4ｇ＋余剰推力3g) 7g 静止の場合。
１ワイヤーでＴＣから高周波電圧の供給が可能。ＥＨＤデバイスの浮上高さの調整可能。
現状では、上記ＥＨＤデバイスを使用して１ワイヤーでのエネルギー供給・制御が可能です。
次の目標は、結構小さくなったＴＣコイルの搭載です。
準備中。
参考文献
Taku Saiki,
"Ehd and Electrostatic Propulsion Device Mounted with High Voltage Generator", viXra.org e-Print archive, 2022年1月10日viXra:2201.0042
発表論文
Taku Saiki,
“Analysis for Levitation of EHD and Electrostatic Propulsion Device in Direction of Gravity using Optical Flow Method”,
J. of Electrical Electronics Engineering, (2024) Vol.3(1) pp.1-12.
学会発表
佐伯 拓
コンピュータ画像でのEHDと静電気による推進デバイスの浮上特性解析
第71回応用物理学会春季学術講演会 2024年 3/25
東京都 東京都市大学 世田谷キャンパス、25p-12C-8
