Лифтер или ионолёт — лёгкая летающая модель, использующая эффект Бифельда — Брауна для создания подъёмной силы. Обычно конструкция состоит из лёгкого каркаса из бальзы или пенопласта, тонкого металлического провода, ионизирующего молекулы окружающего воздуха, и широкого второго электрода, представляющего собой эквипотенциальную поверхность, например, тонкой металлической фольги. Возможны различные варианты конструкций, наибольшее распространение получили варианты в виде равностороннего треугольника или шестигранника из шести таких треугольников. Будучи подключенной к источнику высокого напряжения модель при соблюдении определённых условий может летать. Эмпирически считают что напряжение, при котором достигается наибольшая эффективность тяги составляет 1 кВ на каждый миллиметр воздушного зазора между электродами. Сила действует в направлении тонкого электрода независимо от полярности приложенного напряжения, при приложении разной полярности некоторые экспериментаторы отмечают различие в силе тяги, при начале электрического пробоя и появлении шнуровых разрядов подъёмная сила исчезает.

Конструкция

Асимметричный конденсатор, верхний электрод которого представляет собой тонкий медный провод, а нижний — пластинку из фольги, которая натянута на рамку, склеенную из тонких деревянных планок.

Расстояние между верхним проводом и фольгой составляет порядка 30 мм. Очень важно, чтобы фольга огибала планки и не имела острых «ребер» (иначе может возникнуть электрический пробой).

К полученному конденсатору подключен высоковольтный генератор с напряжением 30кВ и выше.

Положительный вывод — к верхнему тонкому проводу, отрицательный — к пластинке из фольги. В общем полярность значения не имеет, просто при обратном подключении эффект будет слабее.

Поскольку аппарат лишен системы управления и стабилизации, он привязан тремя капроновыми нитями к столу. После включения напряжения он оторвался от поверхности и завис над столом, насколько позволяла привязь.

История

В 20-х годах XX столетия американский физик Томас Таунсенд Браун в процессе экспериментов с рентгеновскими трубками Кулиджа наткнулся на любопытный эффект: он обнаружил, что на асимметричный конденсатор, заряженный до высокого напряжения, действует некая сила, которая даже способна поднять такой конденсатор в воздух. На свой аппарат Браун 15 ноября 1928 года получил британский патент №300311 «Метод получения силы или движения». Эффект возникновения такой силы назвали эффектом Бифельда-Брауна, поскольку Пол Альфред Бифельд, профессор физики в Университете Денисона в Гранвилле (Огайо), помогал Брауну в его экспериментах.

Физика полета

Для объяснения принципа не требуется привлечения механизмов неизвестной современной физике «электрогравитации».

Все дело в ионизации воздуха. Напряженность поля у  верхнего тонкого провода — выше, там возникает коронный разряд, ионизующий воздух. Ионы разгоняются в электрическом поле конденсатора по направлению ко второму электроду, создавая реактивную тягу, — образуя так называемый ионный ветер». При начале электрического пробоя и появлении шнуровых разрядов подъёмная сила исчезает.

Это лишь качественное объяснение эффекта, поскольку теория этого процесса, включающего множество аспектов — физику газового разряда, плазмы и газодинамику, — очень сложна и пока еще недостаточно разработана. Но этот вопрос изучается, поскольку в перспективе имеет множество вполне серьезных применений.

Эмпирически считают что напряжение, при котором достигается наибольшая эффективность тяги составляет 1 кВ на каждый миллиметр воздушного зазора между электродами.

При выводе формул можно считать силу  тяги равной  силе действия  электрического  поля на аэроионы, находящиеся в межэлектродном пространстве. В простейшем случае двух плоских параллельных электродов, пренебрегая нейтрализующим электрическое поле действием объемного заряда и «расталкиванием» ионов (т.е. при достаточно малых плотностях тока), можно считать, что

F=Q *U/d,

где Q– суммарный заряд ионов,  U - напряжение между электродами,  d- межэлектродное расстояние;

Q= I*t, где 

I - ток,  t=d/v - время движения ионов от электрода – источника до электрода – коллектора,  v - скорость ионов относительно электродов. Эта скорость складывается из скорости струи воздуха v(воз) и скорости дрейфа аэроионов в электрическом поле

v(др)= k*U/d.

С другой стороны, сила тяги F=r* v^2 (воз) *S 

(импульс, приобретаемый воздухом в единицу времен, r - плотность воздуха, S – площадь струи). Отсюда следует, что для получения тяги 1 кг (10Н) при скорости 1м/с требуется 7,7 м^2 площади. При скорости 10м/с такая площадь обеспечивает тягу 100 кг, что уже представляет практический интерес.

Но разгон воздуха до таких скоростей требует высокой плотности тока, а этому препятствует возникающий весьма значительный объемный заряд, что приводит к необходимости повышать напряжение до десятков и сотен киловольт. Возможны конструктивные решения, позволяющие избежать этих неприятностей, например, ионизация импульсами, применение чередующихся потоков отрицательных и положительных ионов, применение сеток с различными потнциалами.  Здесь богатый простор для изобретательства.

Для появления коронного разряда на остриях и очень тонких проволочках, действительно, достаточно 3-4 киловольта. Но коронный разряд отличается от искрового и дугового тем, что в нем работают ионы только одного знака, что приводит к появлению объемного заряда, компенсирующего внешнее электрическое поле и стабилизирующее разряд уже при очень малых токах. Для повышения величины тока и требуется увеличение напряжения  до  десятков киловольт.

Конечно формулы приближенны, так как электрическое поле неравномерно, но они хороши для оценок возникающей силы.

В вакууме данный аппарат не работает.