Платформа на эффекте Бифельда-Брауна для мониторинга окружающей обстановки

Опубликован

Идея проекта

Лауреат
Полное название проекта
Платформа на эффекте Бифельда-Брауна для мониторинга окружающей обстановки
Руководитель
Александр Кистенёв
Заявлен
6 марта 2017, 10:27
Категории проекта
  • СОЗДАВАЙ!
  • III ступень
  • На конкурс «Реактор» 2017
Ключевые слова проекта
  • Электростатическое взаимодействие
  • эффект Бифельда Брауна
  • лифтер
  • ионолет
  • ионокрафт
Площадка конкурса
Авиация и Космос

Замысел продукта

Целями проекта являются:
• Создание летательного аппарата на эффекте «Бифельда – Брауна» для мониторинга окружающей обстановки и снятия параметрических данных среды;
• Исследование энергоэффективности ионного движителя.
Возможно, использование принципа непосредственного преобразования электрической энергии в энергию движения летательного аппарата вызовет новый, качественный скачок в развитии авиации. Поскольку ЭСД имеют существенные преимущества по сравнению с современными несущими системами.
Конструкция машины предельно упрощается. В электростатическом движителе нет движущихся элементов. Срок службы такого «летающего трансформатора» практически неограничен.
Бесшумность работы, отсутствие вибраций – это и гарантия идеально комфорта в пассажирской кабине в возможность устроить посадочные площадки в непосредственной близости от жилых задний [6]. Остаточная энергия струи, создаваемой безмашинным генератором, будет поглощена в мощных шумогасителях, а в случае подачи энергии с земли или при использовании ядерной силовой установки аппарат станет абсолютно бесшумным.
Большое преимущество ЭСД – простота и легкость управления. Управляющие команды практически мгновенно перераспределяют электрические заряды. Нетрудно автоматически регулировать устойчивость машины в зависимости от условий полета и производить дистанционной управление с земли.
И наконец, высокая экономичность электростатического способа создания тяги.
Ионокрафты будут успешно конкурировать с самолетами и вертолетами. Можно быстро перевозить пассажиров «от двери к двери», практически на любое расстояние, с площадок, не превышающих длины аппарата. Легкие, маневренные и экономичные воздушные такси, транспорт индивидуального пользования, регулировщики движения, парящие неограниченное время над главными транспортными развязками и дорогами.
Для метеорологов ионокрафт – мощный зонд, способный не только патрулировать в определенном районе, но и неподвижно висеть над местностью, уточняя атмосферные условия. Для строителей – это летающий кран большой грузоподъемности, управляемый с земли .

Технология реализации замысла

Технология реализации проекта имеет нестандартный подход, так как создание аппарата будет проводиться с помощью электростатических технологий.

Презентация

create.pptx [Автосохраненный].pptx

Галерея проекта

План проекта

1

Создать высокоэнергоэффективный ионный движитель

Исполнитель:
не назначен
Срок:
10 марта 2017
Статус:
в работе

Описание и инструкции

1.Разложите компоненты.Наименование операции: сборка платы ионного генератора.
Описание операции:
Разложите компоненты по номиналам и назначению (отдельно резисто­ры, конденсаторы и т.д.) и сверьте их со спецификацией.
2. Из заготовки вырежьте макетную плату с сеточной перфорацией толщи­ной 2,5 мм и размерами 12,19x7,37 см (4,8x2,9 дюйма).
3. Изготовьте металлический теплоотвод для транзистора Q1 в виде скобы из платины алюминия размером 3,8х1,9 см (1,5 х 0,75 дюйма).
4. Соберите катушку индуктивности L1.
5. Если вы используете перфорированную плату, вставьте компоненты, начав с нижнего левого угла.
6. Подсоедините внешние провода, как показано выше. Конструкция искрового разрядника, изготовленного из кусков провода #20.
7. Изготовьте швеллер из пластика толщиной 0,15 см. Прикрепите его к плате, приклейте углы силиконовым клеем.

2.Порядок наладки устройства.
Установите ось переменного сопротивления R1 на среднее значение, а переменное сопротивление R10 - на максимальное поворотом оси до упо­ра по часовой стрелке. Установите искровой разрядник на величину зазо­ра от 2,5 до 3 см.
Возьмите высоковольтный резистор номиналом 25 МОм 20 Вт. Он будет служить эквивалентом нагрузки. При отсутствии резистора такого номи­нала вы можете изготовить его аналог, соединяя последовательно 25 ре­зисторов номиналом 1 МОм 1Вт, надев на них затем пластиковую трубку. Запечатайте концы трубки силиконовым клеем.
3. Возьмите источник питания постоянного тока 12В, 3 А или заряжаемую аккумуляторную батарею.
4. Подсоедините к выходу ионного генератора резистор нагрузки в 25 МОм. Подключите щуп осциллографа, установленный на предел 100 В, и разверт­ку 5 с к стоку Q1 для наблюдения формы сигнала по мере изменения R1.
5. Включите питание и добейтесь вращением оси переменного сопротив­ления R1 формы сигнала.
6.Поворачивайте ось переменного сопротивления R10 против часовой стрелки и наблюдайте, как входной ток плавно снижается почти до нуля.

Ключевые слова задачи

  • Закон Кулона
  • Электрическое облако

Компетенции

  1. российскую гражданскую идентичность, патриотизм, уважение к своему народу, чувства ответственности перед Родиной, гордости за свой край, свою Родину, прошлое и настоящее многонационального народа России, уважение государственных символов (герб, флаг, гимн)
  2. гражданскую позицию как активного и ответственного члена российского общества, осознающего свои конституционные права и обязанности, уважающего закон и правопорядок, обладающего чувством собственного достоинства, осознанно принимающего традиционные национальные и общечеловеческие гуманистические и демократические ценности
  3. готовность к служению Отечеству, его защите
  4. сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики, основанного на диалоге культур, а также различных форм общественного сознания, осознание своего места в поликультурном мире
  5. умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях
  6. готовность и способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, включая умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников
  7. в решении когнитивных, коммуникативных и организационных задач с соблюдением требований эргономики, техники безопасности, гигиены, ресурсосбережения, правовых и этических норм, норм информационной безопасности
  8. умение определять назначение и функции различных социальных институтов
  9. сформированность представлений о роли информации и связанных с ней процессов в окружающем мире
  10. владение навыками алгоритмического мышления и понимание необходимости формального описания алгоритмов
  11. владение умением понимать программы, написанные на выбранном для изучения универсальном алгоритмическом языке высокого уровня; знанием основных конструкций программирования; умением анализировать алгоритмы с использованием таблиц
  12. владение системой базовых знаний, отражающих вклад информатики в формирование современной научной картины мира
  13. сформированность представлений о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач
  14. владение основополагающими физическими понятиями, закономерностями, законами и теориями; уверенное пользование физической терминологией и символикой
  15. владение основными методами научного познания, используемыми в физике: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умения обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимость между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы
  16. сформированность умения решать физические задачи
  17. сформированность умения применять полученные знания для объяснения условий протекания физических явлений в природе и для принятия практических решений в повседневной жизни
  18. сформированность собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников.
  19. сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях, представлений о действии во Вселенной физических законов, открытых в земных условиях
  20. Осознание роли техники и технологий для прогрессивного развития общества; формирование целостного представления о техносфере, сущности технологической культуры и культуры труда; уяснение социальных и экологических последствий развития технологий промышленного и сельскохозяйственного производства, энергетики и транспорта
  21. Овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления изделий, обеспечения сохранности продуктов труда
  22. Овладение средствами и формами графического отображения объектов или процессов, правилами выполнения графической документации
  23. Развитие умений применять технологии представления, преобразования и использования информации, оценивать возможности и области применения средств и инструментов ИКТ в современном производстве или сфере обслуживания
  24. Формирование представлений о мире профессий, связанных с изучаемыми технологиями, их востребованности на рынке труда
  25. Развитие инновационной творческой деятельности обучающихся в процессе решения прикладных учебных задач
  26. Сформированность навыков коммуникативной, учебно-исследовательской деятельности, критического мышления
  27. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности
  28. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей
  29. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов
  30. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес
  31. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
  32. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
  33. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

Рекомендованные ресурсы

  1. Класс по 3D-моделированию

Приложенные файлы

2

Исследование энергоэффективности ионного движителя

Исполнитель:
не назначен
Срок:
10 марта 2017
Статус:
в работе

Описание и инструкции

Возьмите высоковольтный резистор номиналом 25 МОм 20 Вт. Он будет служить эквивалентом нагрузки. При отсутствии резистора такого номи­нала вы можете изготовить его аналог, соединяя последовательно 25 ре­зисторов номиналом 1 МОм 1Вт, надев на них затем пластиковую трубку. Запечатайте концы трубки силиконовым клеем.
3. Возьмите источник питания постоянного тока 12В, 3 А или заряжаемую аккумуляторную батарею.
4. Подсоедините к выходу ионного генератора резистор нагрузки в 25 МОм. Подключите щуп осциллографа, установленный на предел 100 В, и разверт­ку 5 с к стоку Q1 для наблюдения формы сигнала по мере изменения R1.
5. Включите питание и добейтесь вращением оси переменного сопротив­ления R1 формы сигнала.
6.Поворачивайте ось переменного сопротивления R10 против часовой стрелки и наблюдайте, как входной ток плавно снижается почти до нуля.
3.Сборка аппарата.
Подготовьте следующие материалы:
пластинки из дерева бальза 2x6 мм1;
магнитную медную проволоку диаметром 0,76 мм (калибра 30) с изоля­ционной эмалью для выводов высокого напряжения;
проволоку из нержавеющей стали диаметром 1,07-1,12 мм (калибра 42-44) - для проволочной короны в спецификации;
алюминиевую фольгу;
один тюбик суперклея;
нож;
упаковку скотча.
Вырежьте бальзовые опоры . Сначала разрежьте бальзовые пла­стинки пополам и таким образом получите пластинки 2x3 мм. Нарежьте из них два набора: один набор из трех опор по 20 см длиной, другой - из трех опор по 11 см длиной. Срежьте края каждой опоры из первого набо­ра по 20 см под углом, чтобы затем их можно было приклеить под углом к опорам второго набора по 11 см. Угол среза должен быть около 30°, срезать края надо на одной стороне пластинки.
3. Соберите бальзовые опоры. Пометьте верхушку каждой полоски длиной 11 см, чтобы вам легче было ориентироваться, где верх, и поставь­те отметку на расстоянии 4 см от нижней точки.
4. Завершите сборку каркаса. Склейте вместе три опоры каркаса подъемного аппарата с использованием суперклея, как в предыдущем пун­кте.
5. Отрежьте полосу алюминиевой фольги (рис. 1.15) шириной 5 см и при­близительно 1 м длиной.
6. Оберните фольгу вокруг каркаса . Нанесите клей на деревянную полосу длиной 20 см и прижимайте, пока фольга не приклеится.
7. Заверните края фольги вниз. Срежьте фольгу углов верхней части алюминиевой полосы, которая выступает на 1 см над опорой, и перегните фольгу через продольную опору на каждой стороне.
8. Присоедините к фольге провод «земля» . Проделайте маленькое отверстие в корпусе из фольги и пропустите через него провод, как это показано на рисунке.
9. Присоедините проволочную корону ионного эмиттера . Примерно 3 см от верхней части фольги и в 2 см от вершины вертикальных опор оберните проволоку 2,8мм (калибр 40) вокруг всех трех опор и подсоедините к ней провод 2,1 мм (калибр 30), который будет подключен к источнику питания.

Ключевые слова задачи

  • Браун

Компетенции

  1. российскую гражданскую идентичность, патриотизм, уважение к своему народу, чувства ответственности перед Родиной, гордости за свой край, свою Родину, прошлое и настоящее многонационального народа России, уважение государственных символов (герб, флаг, гимн)
  2. гражданскую позицию как активного и ответственного члена российского общества, осознающего свои конституционные права и обязанности, уважающего закон и правопорядок, обладающего чувством собственного достоинства, осознанно принимающего традиционные национальные и общечеловеческие гуманистические и демократические ценности
  3. готовность к служению Отечеству, его защите
  4. сформированность основ саморазвития и самовоспитания в соответствии с общечеловеческими ценностями и идеалами гражданского общества; готовность и способность к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности
  5. толерантное сознание и поведение в поликультурном мире, готовность и способность вести диалог с другими людьми, достигать в нём взаимопонимания, находить общие цели и сотрудничать для их достижения
  6. навыки сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, проектной и других видах деятельности
  7. умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях
  8. умение продуктивно общаться и взаимодействовать в процессе совместной деятельности, учитывать позиции других участников деятельности, эффективно разрешать конфликты
  9. владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания
  10. готовность и способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, включая умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников
  11. в решении когнитивных, коммуникативных и организационных задач с соблюдением требований эргономики, техники безопасности, гигиены, ресурсосбережения, правовых и этических норм, норм информационной безопасности
  12. умение определять назначение и функции различных социальных институтов
  13. сформированность представлений о роли информации и связанных с ней процессов в окружающем мире
  14. владение навыками алгоритмического мышления и понимание необходимости формального описания алгоритмов
  15. владение стандартными приёмами написания на алгоритмическом языке программы для решения стандартной задачи с использованием основных конструкций программирования и отладки таких программ; использование готовых прикладных компьютерных программ по выбранной специализации
  16. сформированность представлений о компьютерно-математических моделях и необходимости анализа соответствия модели и моделируемого объекта (процесса); о способах хранения и простейшей обработке данных; понятия о базах данных и средствах доступа к ним, умений работать с ними
  17. владение компьютерными средствами представления и анализа данных
  18. сформированность базовых навыков и умений по соблюдению требований техники безопасности, гигиены и ресурсосбережения при работе со средствами информатизации; понимания основ правовых аспектов использования компьютерных программ и работы в Интернете.
  19. сформированность умения решать физические задачи
  20. сформированность собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников.
  21. сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях, представлений о действии во Вселенной физических законов, открытых в земных условиях
  22. Осознание роли техники и технологий для прогрессивного развития общества; формирование целостного представления о техносфере, сущности технологической культуры и культуры труда; уяснение социальных и экологических последствий развития технологий промышленного и сельскохозяйственного производства, энергетики и транспорта
  23. Овладение методами учебно-исследовательской и проектной деятельности, решения творческих задач, моделирования, конструирования и эстетического оформления изделий, обеспечения сохранности продуктов труда
  24. Овладение средствами и формами графического отображения объектов или процессов, правилами выполнения графической документации
  25. Совершенствование умений выполнения учебно-исследовательской и проектной деятельности
  26. Формирование способности придавать экологическую направленность любой деятельности, проекту; демонстрировать экологическое мышление в разных формах деятельности
  27. Сформированность навыков коммуникативной, учебно-исследовательской деятельности, критического мышления
  28. Способность к инновационной, аналитической, творческой, интеллектуальной деятельности
  29. Сформированность навыков проектной деятельности, а также самостоятельного применения приобретённых знаний и способов действий при решении различных задач, используя знания одного или нескольких учебных предметов или предметных областей
  30. Способность постановки цели и формулирования гипотезы исследования, планирования работы, отбора и интерпретации необходимой информации, структурирования аргументации результатов исследования на основе собранных данных, презентации результатов
  31. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес
  32. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
  33. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
  34. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития
  35. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

Приложенные файлы