Konstruktionsprinzipien
Nachfolgend sind die Konstruktionsprinzipien für Lifter erläutert.
Die Form eines Lifters ist prinzipiell frei wählbar und lediglich durch den eigenen Ideenreichtum beschränkt. Letztlich wird die Flugfähigkeit des Lifters von einigen Konstruktionseigenschaften diktiert. So spielen zum Beispiel das Gewicht und die Durchschlagsfestigkeit eine entscheidende Rolle.
Im Folgenden werden Konstruktionsprinzipien aufgezeigt, an die es sich allgemein zu halten gilt.
Inhaltsverzeichnis
Konstruktionsprinzipien
Nachfolgend sind die Konstruktionsprinzipien für Lifter erläutert.
Elektrodenform
Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass man eine sehr dünne obere (meist positiv), sowie eine sehr dicke untere Elektrode (meist negativ) verwendet, sodass die Feldstärke an der oberen Elektrode deutlich höher ist, damit Ionisation zustande kommen kann. Die Gründe dafür sind in dem Abschnitt Mögliche Theorien erläutert.
Leichtbau
Da die Schubkraft allgemein nur mehrere Gramm beträgt, ist enormer Leichtbau ein essentieller Bestandteil. Deshalb sollte man darauf achten, dass man leichte Materialien wie Balsa-Holz, Styropor oder Trinkhalme verwendet. Diese haben sich als am einfachsten zu verarbeiten herausgestellt (siehe Baumaterialien).
Um diese Materialien zu verbinden, ist es zweckmäßig auf starre Verbindungen, wie zum Beispiel sie fest zu verkleben und stattdessen bewegliche Verbindungen durch das Abspannen mit Nähgarn (100%Polyester, da Baumwolle leitfähig ist), ähnlich wie beim Brückenbau, zu stabilisieren. Auf diese Weise erhält man eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht.
Geometrie
Es ist zweckmäßig, das Verhältnis zwischen Elektrodenlänge und tragenden Streben möglichst hoch zu wählen. Bei einem Dreieck ist das Verhältnis zwischen waagerechten Streben und Elektroden 1 zu 1.
Bild 1 Herleitung des Verhältnisses Elektrodenlänge zu tragende Streben bei einem dreieckigen Lifter
s_Elektrode = s_Holz
Bei einem viereckigen Lifter, dessen Elektroden auf der Außenseite sind, das tragende Gerüst allerdings in der Mitte, ist das Verhältnis
s_Elektrode / s_Holz = √2 / 1 = 1,41,
also erhält man mehr Schub bei gleichem Gewicht, da nur die Elektroden Schub bringen.
Bild 2 Herleitung des Verhältnisses Elektrodenlänge zu tragende Streben bei einem viereckigen Lifter
Laut dem Satz von Pythagoras gilt:
S_Elektrode²=s_Holz² + s_Holz²
S_Elektrode²=2*s_Holz²
S_Elektrode = √2 * s_Holz
Sicherheit
Da ein Lifter nicht stabil fliegt, bzw. nicht ohne enorm mehr Aufwand stationär schweben wird, ist es sinnvoll „Halte-Seile“ aus Garn zu verwenden, sodass der Lifter nicht beliebig hoch steigen kann. Andernfalls könnte er sich überschlagen oder gefährliche Kurzschlüsse erzeugen und so Gegenstände beschädigen oder sogar Personen verletzen.
Untersuchung verschiedener Baumaterialien
In Tabelle 1 sind verschiedene Baumaterialien für die verschiedenen Lifter-Elemente auf ihre Eignung hin untersucht. Es befindet sich eine Scrollbar unter der Tabelle.
Tragende Streben | ||
Material | Vorteile | Nachteile |
Kohlefaser |
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Wallnussholz |
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Balsaholz |
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Trinkhalm |
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3D - Druck |
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Elektroden | ||
Material | Vorteile | Nachteile |
Kupferdraht |
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Aluminiumdraht |
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Aluminiumfolie |
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Kupferdraht-Gitter |
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Silberüberzug |
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Blattgoldüberzug |
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Verbindungen | ||
Material | Vorteile | Nachteile |
Heißkleber |
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Nähgarn |
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Kupferdraht |
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Stecken |
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