技术领域
本发明属于推进技术领域,具体为利用安培力为动力的推进方式。
背景技术:
目前飞行器大多采用喷气推进技术。喷气推进效率比较低,所以本人提出一种新的利用安培力的推进方式。
技术实现要素:
在密闭装置中,有一接电源的N匝长方形导线线圈。在长方形线圈上部有一方向向左的磁场,导线内电流如图所示。此时导线受到向上的安培力F=NBIL。安培力使导线向上运动,导线向上运动时会顶着密闭装置使密闭装置也向上运动。磁场源固定在密闭装置顶部的左右两边,密闭装置向上运动时,磁场源也向上运动,所以磁场源和导线的相对位置不变,因此磁场总是向左穿过导线,安培力恒定。这样密闭装置可以在安培力的作用下不断加速。
附图说明
1.附图1:图中的长方形环为N匝长方形线圈,在图中 以环表示,f为单匝线圈所受安培力。长方形线圈竖直固定在密闭装置内侧面上。磁场源为永磁体。R为防短路电阻。电源为直流电源。电流为I。密闭装置为磁屏蔽装置。
附图1为本发明原理图。
2.附图2:磁场只穿过长方形环的一部分,即本方案的情况。在这种情况下,长方形环只受向上的安培力F。而本方案通过固定磁场源和长方形线圈,使两者的相对位置不变,从而可以保持这种状态,所以安培力恒定,实现加速。
附图2为本发明磁场与环位置关系图。
3.附图3:附图3为UI和Fv关于时间t的关系图。
4.附图4:整个长方形环全都在匀强磁场B中。在这种情况下,环的四边所受的力互相抵消。相当于没有力,因此这种情况不可取。
具体实施方式
1.在地球上,安培力大于重力,即可实现向上飞行。
在地球上的运动方程如下:(F-mg)s=1/2mv2
(NBIL-mg)s=1/2mv2
取B=1T,I=1A,L=0.2m,m=1kg,g=10,v=1m/s,N=100可得s=1/20米。即加速到一米每秒需要1/20米的路程。
2.在太空中不受重力影响,主要为安培力。更容易实现加速。电能供应:
可以采用太阳能板供电,核裂变供电和激光供电。
能量转换
在太空中,电能转化为动能和热能:UI=Fv+Q′(t)
极限速度
由于输出功率不可能高于输入功率,可得Fv<=UI
速度最大时,FV=UI
极限速度V=U/BL
能量转换效率
不考虑防短路电阻,理想情况下,在太空中,时间从0到加速到极限速度时,能量转换效率为50%。
因为Fv为关于t的一次函数,可得功率与时间的关系图,见附图3。
所以比较两者的面积,可得能量转换效率为50%。
如果整个装置有初速度,能量转换效率大于50%。
短路问题
因为是导线,会出现短路问题,所以接了一个小电阻防止电源短路。