丰色 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

让橡胶气球化身“热气球”，匀速飞行：

让泡沫板变身“小快艇”，水上前进：

家人们，DIY大佬又来整活了——

让如上两个物件产生动力的可不是什么小玩具，而是离子等离子推进器（ionic plasma thruster）。

是的没错，这个被用于航天领域的高级玩意儿，现在让葡萄牙小哥、YouTuber博主@Integza在家给搞了出来。

视频一经发出，就引来大量网友围观，评论区一水儿的膜拜（播放量已270万+次）。

在推特、Reddit等平台也很火。

有人表示：

好久没见过这么有趣的东西了。

还有人说：

这是科幻电影来到现实的感觉。
我猜测星际迷航里就是这么飞的吧。（手动狗头）

那么——

如何在家DIY离子发动机？

原理

离子推进器（ion thruster）是航天器电推进的一种，它通过电加速离子来产生推力。

小哥所做的这个离子等离子体推进器（ionic plasma thruster）则是通过发射电子产生离子风，离子风在管内产生空气流而形成推力。

如下图所示，小哥面前有两根电线（一粗一细）组成的装置，将一根点燃的蜡烛放在前面，火苗就好像有风吹过一样。

当他把房间的灯关掉时，画面便是这样的：

可以看到，有一段从细线流向粗线的“风”。

这其实就是两根电线被施加高电压之后产生了电晕，电晕放电产生的离子风气流，是它吹动了蜡烛。

如果我们加上更多的细线和粗线组成“风扇”，再施加高电压，就能获得更强的“风力”。

如下图所示，一根火柴很快被熄灭：

按照这样的逻辑我们就可以设计一个推进器，但需要注意的是，如果单纯罗列“风扇”会导致成品自重太大根本飞不起来，所以尺寸和重量需要控制。

材料清单

一共7个（都能在网上买到）：

详细步骤

下面开始试图教会大家。

为了集中“风力”，小哥首先将装置改为了这样（一个金属圆筒+一根简易电缆）：

施加电压之后，它产生电晕放电，果然吹灭了蜡烛。

但小哥撇了撇嘴：

这个设计不错，但不够。

问题就在于增加电压时，管内会产生很多火花，管子边缘太光滑，也不太好聚集电流balabla。

于是装置又改成了这样：

左边是一个圆环，右边是专门切割出来的镍带形状，可以形成更容易产生电晕放电的尖点。

前面说过，由于这类推进器本身提供不了太大的推力，所以自重一定要轻。

装置重量的大头是这个变压器，足足44g。

一开始，小哥想要换用只有15g的电动打火机，或者用硫酸去除变压器表面的环氧树脂减轻一些重量。

但，这些“骚操作”都失败了。

最终他只好回到原点，选择“就这么的吧”。

不过，变压器整不了，但那个圆环还是能整的，它是小哥从窗帘上抠下来的，也不算轻。

而且虽然它的设计可以消除火花，但同时，没有了“管道”也意味着它不太好收集电流，所以正好还得跟最开始的圆筒结合改进一下。

说干就干，小哥用较轻的树脂3D打印出来了一个类似锥体的塑料，然后利用硫酸铜电镀工艺为其镀上铜。

需要注意的是，由于树脂不导电，需要先在其表面喷上石墨。

（这样一来，哪怕是一个西红柿也能搞定（镀铜）了）。

改动确有奇效，最终待装置组装好上秤一称——

芜湖，53g！

下面就是更加激动人心的验证时刻了。

为其连上一块锂电池，开机：

蜡烛被瞬间熄灭。放远一点，哪怕是40cm之外，也毫不费力。

再下来就是开头我们看到的那两幕了：

小哥diy的这个推进器成功产生了推力，稳稳地带动充满氦气的橡胶气球和泡沫小船前进。

彼时彼刻，小哥脸上的笑容be like：

不少网友都表示太有感染力了。

Ps. 小哥还给小船安上了3个推进器，虽然速度进步不多，但也确实快了1s左右。

在评论区，有人提议可以给小船后部加个鳍。

但呼声最大的还是加遥控器，这样离子推进器就可以带着小船或气球向各个方向移动了。

这样一来，“齐柏林飞船”也不是梦了。

作者介绍

小哥真名Joel Gomes，1992年出生于葡萄牙，现居美国。

他从2015年开始在YouTube上发布自己的作品，如今已有粉丝近90万。

其作品从机械工程科学到各种workshop实验应有尽有，涵盖火箭发动机到各种3D打印装置。

他最火的一个视频是2021年8月发布的“我将风扇变成喷气发动机”，累积429万播放量。

有趣的是，他的YouTube主页介绍非常神秘，仅一句“Tomatoes are disgusting!”

怪不得今天这个视频里也吐槽了一把。

视频地址：
https://www.youtube.com/watch?v=mnCmvxt2jn8