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Autor Thema: Suche simple Bauanleitung für einen Ionantrieb  (Gelesen 1410 mal)

Offline LinuxSpaceShips

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Suche simple Bauanleitung für einen Ionantrieb
« am: 16. Oktober 2018, 14:00:36 »
Ich suche eine einfache Aneitung für einen Ionantrieb zu bauen. Im WWW / Google finde ich keinen detailierten Informationen darüber wie man einen solchen interessanten Ionenantrieb basteln kann.

Dafür benötige ich vorallem welche Materialen und wie man es zusammenbaut. Wer von euch kann mir hierfür wertvolle Tips geben, wo ich das finde oder wer davon Know-How besitz?

Meine Anfrage ist ernst gemeint, bitte erspare mir Kommentare, die nicht zur meine Anfrage gehören.

Danke.

Offline Nitro

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Re: Suche simple Bauanleitung für einen Ionantrieb
« Antwort #1 am: 16. Oktober 2018, 14:26:57 »
Hier gibt es eine schoene Anleitung fuer einen einfachen Ionenantrieb fuer daheim:

https://makezine.com/projects/ionic-thruster/

Wenn man einen 3D-Drucker hat dann gibt es auch dafuer ein aehnliches Model:

https://3dprint.com/98450/3d-printed-ion-thruster/

Ein paar Rohre, Holz und Naegel und natuerlich Strom, mehr braucht man hier fuer den Eigenbau nicht. Damit laesst sich naetuerlich kein Satellit antreiben, aber fuer das Basteln zu Hause und um sein technisches Verstaendnis zu erweitern ist das schon eine tolle Sache.

Ein Ionenantrieb wie er auf Raumfahrzeugen eingesetzt wird, arbeitet im Vergleich zu den Projekten hier natuerlich mit einem wesentlich effizienteren Aufbau und Materialien. Desweiteren wird dabei dann ein Treibmittel, meist Xenongas, eingesetzt, um die Ausstossmasse zu erhoehen.

Die beiden oben angegebenen Aufbauten nutzen stattdessen die Umgebungsluft als Medium welches ionisiert wird.
Bevor man einen Beitrag letztendlich abschickt sollte man ihn sich noch ein letztes Mal durchlesen und sich dabei überlegen ob man ihn genau in diesem Wortlaut auch Abends seinem Partner und/oder Kindern ohne Bedenken vorlesen würde.

Offline FlyRider

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Re: Suche simple Bauanleitung für einen Ionantrieb
« Antwort #2 am: 16. Oktober 2018, 17:57:49 »
Ich denke, dass man das nicht direkt mit einem Ionentriebwerk vergleichen kann.
Soweit ich das verstehe, passiert hier folgendes:

Die Luft wird inoisiert (positiv) und die Röhre ist der Negativpol.
Die Ionen werden zur Röhre gezogen und dort neutralisiert.
Das was den Schub erzeugt, ist einfach Luft (neutral), die von den Ionen "mitgezogen" wird.

Bei einem Ionetriebwerk sorgen die Ionen für den Schub und müssen direkt nach der Beschleunigung neutralisiert werden, damit sich kein el. Feld zwischen dem Triebwerk und dem "Abgas" aufbaut.

Offline DF2MZ

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Re: Suche simple Bauanleitung für einen Ionantrieb
« Antwort #3 am: 17. Oktober 2018, 21:55:30 »
Eine einfache Bauanleitung für einen Ionenantrieb ist ein Widerspruch in sich. Ein Ionenantrieb ist nicht einfach. Daher gibt es vermutlich kaum etwas offen zugängliches dazu. Mit die größte Hürde dürfte sein, dass so ein Antrieb nur im Ultrahochvakuum funktionieren kann. Um selbst die simpelste Bastelei testen zu können, braucht man eine Vakuumkammer die mindestens 10-6 mbar erreichen kann und deren Pumpen die Gaslast, die der Antrieb erzeugt auch wegpumpen können.

Um dich der Sache zu nähern, kannst Du eventuell auch nach Ionenstrahlquellen für die Beschichtungstechnik suchen. Die dienen zwar einem anderen Zweck, funktionieren aber ähnlich wie ein Ionentriebwerk. Da ist auch mehr kommerzieller Hintergrund gegeben.

Die Hauptkomponenten eines solchen Systems sind:
- Gaszufuhr und deren Regelung, im einfachsten Fall ein manuelles Nadelventil
- Ionisierung, meist eine Mikrowellenentladung, im einfachsten Fall ein umgebauter Mikrowellenherd, also das Magnetron mit einem passenden Resonator.
- Beschleunigungsstrecke für die Ionen und zugehöriges Hochspannungsystem, eventuell ein umgebauter Zeilentrafo mit Gleichrichter aus einem Röhrenfernseher
- Neutralisierung des Ionenstrahls durch eine entsprechende Elektronenquelle nach der Beschleunigungstrecke, eventuell eine Glühkathode.

Aber auch diese Quellen müssen in einer Hochvakuumkammer mit hohen Pumpleistungen betrieben werden. In der Regel kommen mehrstufige Pumpsysteme mit Öldiffusionspumpen oder Turbomolekularpumpen in der ersten Stufe und Drehschieber oder Wälzkolbenpumpen in der zweiten Stufe zum Einsatz. Aber vielleicht hast Du ja in deinem (beruflichen) Umfeld eine Vakuumanlage zur Verfügung.

Um zum Schluss eine Antriebskraft messen zu können, braucht es natürlich noch einen empfindlichen Kraftaufnehmer der gut von der ganzen Maschinerie drum herum entkoppelt ist.

Bei einem Ionenantrieb im Weltraum ist das Vakuumsystem natürlich kein Thema. Der freie Raum schluckt jede Gaslast mir nichts dir nichts weg.

Insgesamt natürlich ein spannendes Thema, die Krone des Modellbaus sozusagen. In meinem Beitrag muss ich leider vorwiegend die Höhe der Hürden schildern, das liegt in der Natur der Sache. Das soll dich aber nicht entmutigen, sondern dich im Gegenteil motivieren die Komplexität der Sache anzunehmen. Vor dem Basteln muss erst eine ganze Menge Lesen kommen.

Gruss
Edgar

Offline HausD

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Re: Suche simple Bauanleitung für einen Ionantrieb
« Antwort #4 am: 18. Oktober 2018, 06:36:09 »
Hallo LinuxSpaceShips
Ich suche eine einfache Aneitung für einen Ionantrieb zu bauen. ...   Danke.
Gut wäre, wenn du dazu gesagt hättest, ob
-  es ein Anschauungs-Modell eines Ionenantriebs, ggf. in einem bestimmten Maßstab
    oder
-  ein funktionsfähiges Gerät
werden soll.
Zum letztgenannten Zweck hast du von Edgar die Antwort bekommen, es ist "für zuhause" nicht machbar.

Sollte es ein Anschauungsmodell werden findest du bestimmt genügend Hinweise. Doch das wäre dann besser im Modellbau-Bereich aufgehoben.

Mit freundlichen Grüßen, HausD

Offline FlyRider

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Re: Suche simple Bauanleitung für einen Ionantrieb
« Antwort #5 am: 18. Oktober 2018, 17:08:35 »
@DF2MZ: Danke für deine Ausführungen. Man wird ja wirklich unsicher, wenn man mal irgendwas wie "homebuilt ion thruster" o.ä. googelt. Die halbe Welt baut mit einfachsten Mitteln zuhause Ionenantriebe (z.B. lautet die Überschrift aus dem oben geposteten Link "Build an Ionic Thruster like NASA Uses for Space Propulsion").

Ich dachte anfangs auch, dass man das einfach zuhause machen kann, bis ich mir mal Gedanken über die Funktionsweise gemacht habe und (für mich - als Laie!) zu dem Schluss gekommen bin, dass diese "Antriebe" immer nur Luftströmungen erzeugen und mit einem Ionentriebwerk nix zu tun haben (es wird Luft inonisiert, das war es aber auch schon).

Somit kann ich den TS verstehen, dass man den Eindruck bekommen kann, das wäre ganz simpel. Es ist wirklich zu wünschen, dass die vielen Autoren im Internet mal klarstellen, dass ihre (durchaus netten) Versuche nicht wirklich was mit einem Ionentriebwerk zu tun haben.

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