Новые космические технологии
Шрифт:
Идея эксперимента довольно старая, она была опубликована, хотя и без объяснений причин данного явления, еще в 1935 году [17].
Итак, предположим, что на направляющем стержне могут скользить влево и вправо два грузика с отверстиями, например, два свинцовых цилиндра диаметром 15 мм и высотой 30 мм. Между ними расположена пружина, которая в начальный момент сжата, и удерживается в данном положении нитью. В правой части оси, был установлен резиновый амортизатор толщиной 5 мм.
На рис. 38 показаны три последовательных кадра из видеозаписи данного эксперимента, который проводился на полированном столе в аудитории конференции «Новые идеи в естествознании», 1996 год. Суть эксперимента состоит в следующем: нить, которая удерживает пружину в сжатом состоянии, разрушают каким-либо образом, например, пережигают. Тела, оттолкнувшись друг от друга в центральной точке корпуса, скользят в разные стороны, и каждое из них, по-разному, взаимодействует с опорой в конце своего пути.
С той стороны, где взаимодействие упругое (справа установлен амортизатор), опоре передается больший импульс, в результате чего, она сдвигается в данную сторону. С другой стороны (слева) тело ударяется
Данный опыт легко повторим, в том числе, на подвесе, на плавающей платформе и т. п. В каждом случае, суммарный импульс, передаваемый корпусу данного устройства в результате взаимодействия, не равен нулю, следовательно, в аналогичной конструкции движителя, мы можем получать однонаправленный импульс периодически, причем, без видимого взаимодействия с внешней средой, то есть, с какой либо опорой. Тем не менее, взаимодействие с окружающей средой здесь также есть, поскольку этот эксперимент – один из вариантов асимметричного «энтропийного движителя», описанного ранее, и показанного на рис. 1. С одной стороны, в данном экспериментальном устройстве энтропия минимальная, здесь создается макроимпульс, передаваемый корпусу движителя через амортизаторы, как и в движителе Дина. С другой стороны, энтропия процесса взаимодействия намного больше, так как частицы вещества получают при взаимодействии, в основном, неупорядоченные импульсы, а в результате деформаций, выделяется тепловая энергия, которая передается окружающей среде.
Итак, движение может быть создано в результате асимметричного (в пространстве) энергообмена с окружающей средой. Позже, в главе о нанотехнологиях, мы вернемся к этому вопросу, показав еще один метод реализация данного принципа. Сейчас вернемся к механическим системам, использующим инерциальные свойства тела, движущегося по траектории переменного радиуса кривизны.
Эффективность таких инерциоидов может быть очень высокая, например, в 1980-е годы в Канаде и США испытывали инерционный привод по схеме Торнсона (Brandson R. Thomson), в котором эксцентрики двигаются по траектории кардиоиды. Данный привод был достаточно мощный для того, чтобы обеспечивать движение лодки с пассажирами. По энергозатратам, данный привод экономнее, чем бензиновый лодочный винтовой мотор примерно в 20 раз. Изобретение подробно описано в патенте US 4631971, от 30 декабря 1986 года.
Рассмотрим схему инерциоида Торнсона, рис. 39. Серыми кружками на схеме показано положение эксцентрика при его движении, которое создается путем суммирования двух движений: орбитального и собственного вращения. Применение пары эксцентриков позволяет устранить боковой импульс, передаваемый корпусу.
Орбитальный валик «обкатывает» шестеренку, которая установлена на валу мотора. Моторов может быть два, но они должны работать синхронно. Обычно, для каждого эксцентрика создают свою шестеренку привода, которую «обкатывает» орбитальный валик, но оба привода синхронизированы, поскольку имеют один общий мотор.
Экспериментальные данные, подтверждающие перспективность схемы Торнсона, были получены моим братом Фроловым Алексеем Владимировичем. При наличии интереса заказчиков к данной теме, мы готовы разработать комплект конструкторской документации для изготовления привода по схеме Торнсона.
В настоящее время, разработаны компьютерные программы для моделирования кардиоиды и конструирования инерциоидов Торнсона. На рис. 40 показан один из вариантов конструкторского решения, в котором две подвижных шестеренки обкатывают неподвижную центральную шестеренку.
Итак, если траектория движения центра масс имеет форму кардиоиды, то центробежная сила, и сила реакция на корпус устройства, имеет разную величину в разных направлениях. Движущая сила обусловлена здесь, как и в других похожих схемах, градиентом центробежной силы.
В настоящее время, авторов изобретений по теме «инерциоиды» очень много. Хотелось бы рассказать про тех, кого я знал лично. Примером многолетней бескорыстной исследовательской работы в данном направлении являются проекты Константина Дмитриевича Шукалова, Иваново. В 1996 году, он приезжал в Санкт-Петербург на конференцию, и демонстрировал свои модели в работе, рис. 41.
Одна из моделей Шукалова показана на рис. 42. В данной конструкции привода, питание на электромагнит подается по проводу. Два эксцентрика движутся по траектории постоянного радиуса, но их взаимодействие имеет особенность: в одном крайнем положении, они ударяются друг о друга, импульс «гасится». В другом крайнем положении, они ударяются о пружины, передавая корпусу два сонаправленных импульса.
По поводу закона сохранения импульса, для рассматриваемой конструкции, необходимо отметить, что при соударении грузов, их импульс преобразуется в тепловую энергию деформации вещества, из которого сделаны движущиеся грузы. При сжатии пружин, в другой фазе рабочего цикла, энергия частично преобразуется в тепло, но большая часть кинетической энергии движущихся грузов передается корпусу движителя.
Данная схема Шукалова представляется весьма перспективной для практического внедрения.
Практическое применение таких приводов возможно не только в авиации, на судах или в космосе, но и в роли привода любой колесной техники, причем технологически устраняется система передачи крутящего момента на колеса (трансмиссия) и создается качественно новый уровень техники. Все, что требуется для внедрения данной перспективной технологии на транспорте, это интерес заказчиков и инвесторов.Глава 9 Прецессия гироскопа
Отдельно можно выделить тип инерциальных движителей, которые используют эффекты, возникающие при вынужденной прецессии гироскопа. Напомню, что метод Полякова есть частный случай практического использования данного явления.
Суть эффекта, в классическом понимании: гироскоп стремится сохранять момент вращения, и любой поворот оси его вращения (вынужденная прецессия) создает пару сил, то есть, дополнительный крутящий момент, компенсирующий
Рис. 43. Силы, возникающие при вынужденной прецессии оси гироскопа
Возникающая сила F настолько мощная, что способна поворачивать человека, сидящего на вращающемся табурете – «скамейке Жуковского», если у него в руках небольшой, но быстро вращающийся гироскоп. Важная особенность: сила F не линейная, она создает поворот оси вращения гироскопа в плоскости XOY, если на ось действует внешняя сила, поворачивающая ее в плоскости ZOY. Другая особенность – эффект увеличивается, если гироскоп вращается быстрее, и поворот оси в плоскости ZOY происходит быстрее.
Согласитесь, что данная ситуация чем-то напоминает возникновение силы Лоренца, или силы Магнуса. Попробуем найти аналогии и причины возникновения данной силы, в рамках эфиродинамики. На рис. 44 показан гироскоп, который вращается вокруг оси Y, и поворачивается в плоскости YOZ.
Возникает пара гироскопических сил: F1 направлена вверх, и F2 – вниз, в плоскости XOY, с точки зрения наблюдателя, который видит вращение гироскопа вокруг оси Y по часовой стрелке (правое вращение). Какие могут быть причины появления данной пары сил?
Отметим следующий факт: разные части прецессирующего гироскопа движутся с различной скоростью относительно внешней среды. Скорость движения частиц верхней части гироскопа, относительно внешней среды, за счет сложения сонаправленных векторов скоростей V1и V2, больше, чем скорость движения частиц нижней части гироскопа, относительно среды. В результате, как и в газодинамике, в соответствии с законом Бернулли, давление внешней среды на частицы материи в разных частях гироскопа не одинаковое, то есть, возникает градиент давления среды на прецессирующий гироскоп. Эффект проявляется как в воздухе, так и в вакууме, поэтому у нас есть повод говорить о эфиродинамическом давлении внешней среды на частицы материи гироскопа.
Таким образом, пару гироскопических сил можно обосновать градиентом давления эфира на вращающиеся частицы материи гироскопа. Следовательно, это внешняя сила, и мы можем использовать ее в конструкциях движителей активного типа. При конструировании следует учесть, что это сила не сдвигает гироскоп линейно, а поворачивает его ось в плоскости XOY, увеличивая крутящий момент гироскопа.
Дополнительно, рассмотрим вопрос с другой стороны. На рис. 45 показана траектории движения точки на периферии вращающегося гироскопа, при его прецессии (повороте оси вращения).
Расстояние от данной точки до центра вращения гироскопа постоянное, но с учетом того, что сам центр вращения гироскопа (при вынужденной прецессии) движется, то такая траектория движения точки в пространстве уже не является окружностью. Очевидно, что кривизна разных участков данной траектории не является постоянной, поэтому скорость движения и ускорение криволинейного движения также не является постоянным.
Этот принцип мы рассматривали ранее, например, в экспериментах А.И. Вейник, рис. 15. Центробежная сила, действующая на тело при его ускоренном криволинейном движении, зависит от величины ускорения, и, в данном случае, она также не является одинаковой на разных участках траектории.
Таким образом, возникает градиент силы, преимущественно в одном направлении. Пример практического применения данного метода показан на рис. 46, патент США 3,653,269 от 15 мая 1970 года, автор Ричард Фостер (Richard Foster).
В описании патента, показана конструкция в виде тележки, на которой вращается диск, и на диске установлены два гироскопа, в окнах (отверстиях). В конструкции есть электромоторы трех групп, различных по назначению: два мотора 32 вращают сами гироскопы, причем, питание на них подаются через щетки и два контактных диска. Моторы 32 сами тоже вращаются приводами 38, создающими прецессию гироскопов. Гироскопы закреплены на оси вращения, которая расположена диаметрально в окне диска. Мотор 23 поворачивает весь диск, что и создает реакцию на весь корпус. При одной половине цикла силу тяги создает один гироскоп, потом он выключается, а силу тяги создает второй гироскоп. Каждый из гироскопов «работает» половину цикла.
Существует много аналогичных схем, в том числе, запатентованных. Практические исследования можно проводить даже в небольшой домашней лаборатории, однако, следует знать важный аспект применения подобных технологий: возникающие при работе инерциального движителя реакции в эфире могут отрицательно влиять на здоровье человека, находящегося рядом с такими движителями. По своему опыту, могу отметить, например, изменение артериального давления. Из общения с другими авторами – разработчиками, которые рискнули заниматься более мощными возмущениями эфирной среды, могу привести следующие факты: в 1980 – 1990-е годы, в Санкт-Петербурге, проводились эксперименты с металлическим гироскопом в форме цилиндра, имеющего соотношение длины и диаметра 2 к 1, массу – несколько килограмм, обороты – тысячи оборотов в минуту. Раскрутив такой гироскоп, исследователи резко поворачивали (наклоняли) ось его вращения, с помощью мощного рычага. При такой «вынужденной прецессии», возникала не только пара гироскопических сил… Было отмечено «импульсное излучение неизвестной природы», которое, в одном из экспериментов, привело в неисправное состояние все механические и электромеханические часы в здании, где проводился данный эксперимент. Кроме того, отмечалось негативное влияние данного вида излучения на здоровье людей, находящихся вблизи экспериментальной установки. Для нас эти заявления интересны тем, что подтверждают предположение о природе гироскопических сил, как реакции эфирной среды на ее возмущение. Согласно рассматриваемой в данной книге эфиродинамической концепции, такое возмущение должно сопровождаться мощной волной плотности эфирной среды, влияющей не только на технические устройства, но и на биологические объекты.
В перспективе, представляется возможным создавать, при помощи инерциоидов, импульсные возмущения эфирной среды, причем, строго в определенном направлении, и конструировать так называемые «эфирообменные движители». Полагаю, что в роли движителей, такие механические машины не очень перспективны, но могут иметь шанс внедрения, как системы связи и вооружения нового типа. Быстродействующие мощные движители данного типа могут быть реализованы не механическим путем, а на основе гироскопических свойств частиц материи, как показал С.М. Поляков на примере ферромагнетиков.