CN1167214A - 电势能发电机及电势能飞行器 - Google Patents

Abstract

该发明属电磁物理学及力学技术领域，主要技术特征为将高温等离子体喷射入强磁场中分离成两股各带单种电荷粒子流后用加有高电压的金属电极板加速它们，再用加速后粒子流冲动带叶轮发电机转动发电，或利用加速粒子流时金属板受到的巨大反作用力推动飞行器运动的装置，用途为获得可利用的电能及可到处飞行的高速飞行器。

Description

电势能发电机及电势能飞行器

该发明涉及电磁物理学、力学，属于将高温等离子体喷射入强磁场(可用超导电流获得)分离成带正电和负电的两股粒子流，然后用电场的电势能加速它们后用它们去冲动带叶轮的发电机转动发电，或用加速粒子流时对加速器产生的反向推力来推动飞行器飞行的装置。

根据人民教育出版社出版，1985年11月第1版，广西人民出版社重印，1986年5月广西第1次印刷的高级中学课本《物理》甲种本第三册第一章47页习题第(13)题中写道：“目前世界上正在研究一种新型发电机，叫做磁流体发电机，它可以把气体内能直接转化为电能。图1-47表示出了它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，但从总体来说呈中性)，喷射入磁场，磁场中有两块金属板1和2，这时金属板就会集聚电荷，产生电压。说明金属板上为什么会聚集电荷，在磁极配置如图所示的情况下，电路中的电流方向如何？磁流体发电是一项新兴技术，报纸、杂志上常有文章介绍，希望有兴趣的同学找来看看，以抗展自己的知识面。此题述说了一个原理，就是用等离子体喷射入磁场中，等离子体就会分成两股分别带正或负电粒子流，各自打在放在磁场上下方的两块金属板上，金属板上聚集电荷就会产生电压，但是这种发电机至今不见得到应用，原因是靠两块金属板集聚电荷产生电压，其电压太低，从而使在电荷量确定了的情况下发出的电能太低。

根据人民教育出版社出版，1984年7月第1版，广西人民出版社重印，1986年5月广西第二次印制的高级中学课本《物理》甲种本第二册第六章“电场”第十一节“带电粒子在电场中的运动”在151页中讲到：“在真空中有一对平行金属板，接上电压为U的电池组，在它们之间建立匀强电场。设有一个正电荷q穿过正极板上的小孔进入电场，在电场中被加速到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出……正电荷q从正极板到负极板，电场力做的功W＝qU，设q是在正极板处由静止开始运动，到达负极板时它的动能为mv²，根据动能定理得到qU＝mv²”。现设加在平行金属板的电压U为2.22百万伏，正电荷q为带一个基本电荷的质子，那么它在电场中受电势能加速从负极板上正对小孔穿出后动能等于qU＝1.6×10^-19×2.22×10⁶(焦)＝3.552×10^-13(焦)，这个质子加速后冲动带叶轮发电机转动发电如不计摩察等损耗应发出3.552×10^-13(焦)的电能，又根据人民教育出版社出版，1985年11月第1版，广西人民出版社重印，1986年5月第1次印刷的高级中学课本《物理》甲种本第三册第九章“原子核”第五节“原子核的结合能”在329页中写道：“例如一个中子和一个质子结合成氘核，要放出2.22兆电子伏的能量”。2.22兆电子伏等于2.22×10⁶×1.6×10^-19(焦)＝3.552×10^-13(焦)，这与上面用2.22百万伏电压加速一粒质子获能相同。这就是说用2.22百万伏的电压加速一克质子后质子拥有的动能与一克中子和一克质子结合成氘核所放出的能量相同，都约是2.14×10¹¹焦，是燃烧一克氢气释放热能的一百五十万倍，因此如用高压电加在一对平行金属板上利用电势能加速大量带电粒子去冲动叶轮发电机转动发电就能获得巨大电能。要获得大量带电粒子可用磁流体发电机原理，即用高温等离子体喷射入强磁场(可用超导电流获得)中，等离子体的正电粒子和负电粒子就会受到相反的力作用而分成两股，再将带电粒子引入加有高电压的中心开孔的一对平行金属板中加速后去冲动带叶轮的发电机转动发电即可。(但一般用带正电一股加速，因为同时加速两股带不同电荷粒子流的＝对平行金属板加的电场方向相反，就会互相影响)。

根据人民教育出版社出版，1984年7月第一版，广西人民出版社重印，1986年5月广西第2次印刷的高级中学课本《物理》甲种本第二册第八章“物质导电性”第三节“法拉第电解定律”中于233、234页里给出的电解定律、电化当量、化学当量及法拉第恒量可知如用电去电解水，当用去9.65×10⁴库电量时应从电解正电极上获得1摩尔(1克)氢原子，从负电极上获得0.5摩尔(8克)氧原子，当我们用电解出的1摩尔氢原子及0.5摩尔氧原子燃烧反应成高温等离子体喷射入强磁场(可用超导电流获得)中就会使氢原子的原子核及其核外电子分离成两股各带正或负电荷的粒子流，而带正电荷的那股应是1摩尔的氢核(设在所有氢原子的核及核外电子都分离的情况下)，它所带的正电量应是9.65×10⁴库。(事实上氧原子的核及核外电子也会部分被分离，从而使带正电那股粒子流电量增大)。现设用电压为U′的电源去电解水，用去电量为q′时，耗电能应为U′q′，电解出的氢氧燃烧成高温等离子体经磁场分离成两股带电粒子流，正电那股所带电量应约为q′。把正电那股粒子流引入加了为电解水电压一百倍电压的一对中心开孔的平行金属板中加速后冲动带叶轮的发电机转动发电，所发出的电能应是100U′q′，也就是电解水所耗能的一百倍，这就意义着有水就能用电势能发电机发出巨大的电能，且可用发出的一部分电降压后继续电解水及制造超导电流磁场，另外一部分可作它用。当然，不用电解水而用它法获氢氧或别的物质反应成高温等离子体也可以，该机目的是获得电能。

在实用中，带电粒子流在进入加速电场前应先穿过一个或多个加有高电压的金属筒，筒所带的电荷号应跟要加速的粒子相同。目的是聚焦粒子流，这样加速金属板中心就不同开那么大的孔。

图1为电势能发电机示意图。下面结合图说明一下电势能发电机的整个工作过程：水箱①里的水经电解产生的氢气及氧气被送到燃烧室②燃烧产生炽热的等离子体喷射入由超导电流磁体③产生的强磁场中，被分成两股各带异种电荷的带电粒子流，让其中一股穿过加有高电压的金属圆筒④聚焦后过金属加速电极板⑤加速，让加速后的带电粒子流冲动带叶轮的发电机⑥转动发电，发出的电经变压器⑦降压后一部分供给用电器⑧使用，另一部分经两极管⑨整流后送到水箱的电解电极继续电解水及送到磁体产生超导电流用。

跟电势能发电机原理相仿，电势能飞行器的原理是靠强磁场分离等离子体成带电粒子流经加高电压的金属电极板加速后让一部份冲动叶轮转动发电，另一部份飞离飞行器。飞行器则可用金属板加速带电粒子流时受到的巨大的反作用力推动飞行。

设有一艘100吨重的飞行器静止在失重的太空中，当装在飞行器上的加有100万伏电压的中心开孔的平行正对金属板加速一百千克氢核(10万摩尔个，带电量约9.65×10⁹库)后，这些氢核拥有的能量应为qU即9.65×10⁹×10⁶等于9.65×10¹⁵焦。由于反作用力，飞行器向氢核运动的反方向获得一定速度，这时飞行器拥有的动能应为乘飞行器重量m乘飞行器速度v的平方，它等于被加速后的氢核的能量，即mv²＝9.65×10¹⁵焦，由此可以得到飞行器速度即440公里每秒，也就是说只用极少的燃料就可使飞行器加速到极高的速度，这是现用的燃烧氢氧产生的推力推进的火箭无法比拟的，发明电势能飞行器目的是获能载物人的高速飞行器。

由于飞行器用一对中心开孔的平行金属板加高电压利用它们之间的电势能加速带电粒子，金属板的高压电场会影响飞行器上的电子仪器的正常工作，以及飞行器在大气层飞行减少阻力的需要，必须用流线条的碟形金属外壳把其罩起来以作静电屏蔽及减小空气阻力，另外飞行器用强磁场分离等离子体成两股带电粒子流后加速其中一股并使其飞离飞行器，这样另一股则应引出飞行器外，必要时还得用电子枪把多余的电子发射出飞行器外，否则在真空中的飞行器会带上越来越多的单种电荷，使飞行器的电子仪器及加速金属电极板失去工作能力，如飞行器进入大气层还会因自激放电而使整个外壳发光。

飞行器上经加速后的带电粒子流要用一部份去冲动两个相同的互相对称的带叶轮的发电机转动发电，以便提供电能继续电解水及供飞行器上的电器使用，两个发电机叶轮可互相靠近和分离，靠近则受更多的粒子冲击转动更快，反之则反。

图2是电势能飞行器的示意图。下面结合图说明一下它的主要工作原理：飞行器有一个碟形金属外壳①飞行器上的水箱②里的水被电解成氢气及氧气送到燃烧室③中燃烧产生高温等离子体喷射入由超导电流磁体④产生的强磁场中分离成两股带电粒子流，带负电一股引出飞行器外，另一股穿过加有高电压的带正电的金属圆筒⑤聚焦后进入加速电极板⑥中加速，加速后的带电粒子流一部份冲动二个对称安置的带叶轮的发电机⑦转动发电，电能供给电解水及产生超导电流磁场，粒子另一部分穿过两叶轮间空隙从飞行器后面飞离飞行器，飞行器则由电极板加速带电粒子流产生的巨大反作用力推动飞行。

Claims (2)

1、用氢气、氧气或别的燃料燃烧反应产生高温等离子体喷射入强磁场中，使等离子体分离成两股各带不同电荷的粒子流，后让带电粒子流穿过中心开孔的加有高电压的平行金属电极板中利用电势能加速，再用加速后的粒子流冲动带叶轮的发电机转动发电，或利用加速带电粒子流时金属板受到的反作用力推动飞行器飞行的装置。

2、包括带叶轮发电机发出的电除去供给产生超导电流磁场及用电器使用的那部份外，其余经降压后供电解水成氢、氧气再燃烧成高温等离子体喷射入磁场中。

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