Новые космические технологии

Для космической техники, эти функции очень существенны, и если источник тепла может получать подзаряд от солнечных батарей, то длительность полета становится неограниченной. Для мощных движителей, источником тепла может быть ядерный реактор, с запасом ресурсов на десятки лет.

Очевидно, что такие движители могут найти применение в подводном флоте, поскольку они не создают шумов, хотя оставляют за собой тепловой след.

Мы обсуждали данную тему, в частном порядке, с Академиком Владимиром Ивановичем Зубовым в 1994-1999 годах. Он высоко оценил саму идею, не сомневался в ее теоретическом обосновании, и выражал интерес к прикладным исследованиям. Однако, тогда мы не смогли создать рабочую группу в РАН. Возможно, такие проекты идут в лабораториях разных стран, и хотелось бы вновь поднять данную тему в России.

Рассмотрим еще один пример реактивного движителя, работающего по замкнутому циклу, без выброса реактивной массы рабочего вещества в окружающую среду. Необходимо уточнить, что Виктор Шаубергер, еще в 1930 году сконструировал свой известный автономный самовращающийся генератор. Другое его изобретение относится к устройству, которое создает подъемную силу для летательного аппарата. Эти идеи взаимосвязаны, так как в ротор генератора жидкость входит вдоль оси, а выходит тангенциально. Создается осевая реакция и крутящий момент. Этот пример хорошо подтверждает правило: «силы возникают парами». На Рис. 2 показан генератор электроэнергии и его изобретатель (фотография публикуется с разрешения семьи Шаубергера).

Рис. 2. Виктор Шаубергер и его генератор энергии.

Данный генератор обеспечивал электроэнергией дом изобретателя несколько лет. На Рис. 3 показано внутреннее устройство генератора, это фотография модели, которая хранится в музее Шаубергера, в Австрии. В верхней части ротора, видны входные отверстия спиральных трубок, через которые в ротор подается смесь воздуха и воды. Вращение ротора, через шкив, передается на обратимый мотор – генератор. При разгоне ротора, мотор питается от аккумуляторных батарей, а затем, он становится генератором, и обеспечивает электроэнергией полезную нагрузку.

Рис. 3. Генератор Шаубергера в открытом виде.

В 2010 – 2011 годах, в нашей компании ООО «Фарадей», г. Тула, была разработана аналогичная конструкция привода, имеющего расчетную мощность 20кВт, Рис. 4. Расчеты оформлены в виде Отчета по НИР [2]. Разработан также полный комплект конструкторской документации в ЕСКД, поскольку планировалось изготовление данного самовращающегося привода на одном из уральских машиностроительных предприятий. На Рис. 4 показана схема экспериментальной установки, имеющей горизонтальное расположение оси ротора.

Рис. 4. Генератор Фролова по схеме Шаубергера.

Отметим, что на схеме показаны только две спиральные трубки ротора, хотя в реальной конструкции их большее количество. Электрогенератор подсоединяется в левой части вала ротора.

В данном проекте, предложено важное теоретическое обоснование: показан способ преобразования низкопотенциальной тепловой энергии среды, использующий упругое рабочее тело (смесь воды и воздуха, в данном случае). Одной из задач проекта было создание методики расчета элементов конструкции, поскольку самоподдерживающийся процесс вращения ротора, как и вихревые природные процессы, могут быть теоретически смоделированы, а затем воспроизведены в техническом устройстве. Главная задача - получить автономный источник энергии, то есть, ротор должен перейти в режим самовращения, и обеспечить вращение электрогенератора. Кроме этого, в данной конструкции используется такое технические решения, которое позволяет создавать не только вращение, но и движущую силу, направленную вдоль оси вращения ротора.

Обратите внимание на вход рабочей смеси в центрифугу, Рис.4. За счет разряжения в области центрифуги, в нее постоянно втекает поток вещества (рабочая масса). Движение рабочей массы происходит линейно вдоль оси вращения. Поток рабочей массы имеет некоторый импульс, равный произведению ее массы на скорость движения. Корпус, в данном случае, получает такой же реактивный импульс, но в направлении, обратном движению рабочей массы.

Аналогично, в генераторе Шаубергера, Рис.3, вход смеси воды и воздуха происходит сверху вниз, вдоль оси, а корпус в целом, получает импульс, направленный снизу вверх.

Далее, обратите внимание на то, что выход рабочего вещества через сопла трубок ротора происходит в плоскости вращения ротора, то есть, перпендикулярно оси вращения. Вектора импульсов частиц потока рабочего вещества, образующих реактивные потоки каждой из трубок ротора, направлены в плоскости вращения, тангенциально, что позволят раскручивать ротор, а их проекция на ось вращения равна нулю, и не создает реакции на корпус вдоль оси вращения ротора.

Закон сохранения импульса, в данной конструкции, выполняется следующим образом: импульс, который получает корпус устройства в целом, по модулю, равен суммарному импульсу реактивных потоков рабочего вещества, вытекающему из трубок ротора. Изменение траектории движения массы рабочего вещества происходит за счет винтовой формы трубок ротора, поэтому крутящий момент на валу электрогенератора и движущая сила, приложенная к корпусу генератора вдоль оси вращения ротор, всегда будут эквивалентны, в соответствии с законом сохранения импульса. Разумеется, часть энергии будет потеряна на трение, и перейдет в окружающую среду в форме тепла. Генераторы энергии, использующие схему Шаубергера, работоспособны только в том случае, если они создают движущую силу вдоль оси вращения, в паре с эквивалентным крутящим моментом ротора.

В другой схеме генератора Шаубергера используется аналогичный метод: мотор раскручивает ротор, затем создается режим самовращения, при котором вода всасывается снизу вдоль оси ротора в область разряжения, затем поступает в винтовые трубки, сопла которых расположены тангенциально, в плоскости вращения ротора, Рис. 5. При достижении необходимой скорости вращения, питание электромотора можно отключить, поскольку данная центробежная машина становится автономным генератором электроэнергии. Особенность конструкции, показанной на Рис.5, состоят в том, что радиальные трубки ротора имеют форму винтовых спиралей. Благодаря специальной форме, вода двигается радиально и вращается вокруг оси трубки. Данный метод запатентован Виктором Шаубергером [3], как способ уменьшения гидравлических потерь.

Рис.5 Вариант генератора Шаубергера.

Действительно, при винтовом движении частиц воды по трубке, они не скользят, а катятся по внутренней поверхности трубки. Трение качения намного меньше трения скольжения, этот известный метод уменьшения потерь на трение также хорошо работает в подшипниках.

Итак, в генераторе Шаубергера, на корпус всей конструкции действует реактивная движущая сила, направленная вдоль оси вращения, а ее величина соответствует силе, которая обеспечивает крутящий момент ротора. В конструкции на Рис. 5, чтобы генератор энергии «не взлетал», вход воды в ротор организован снизу, поэтому сила, создаваемая вдоль оси вращения, прижимает аппарат к земле.

Выводы: принцип Шаубергера позволяет получать пару сил: крутящий момент, и движущую силу, действующую на корпус устройства в целом. При такой схеме, рабочее вещество не выбрасывается во внешнюю среду, а используется в замкнутом цикле. При сравнительном анализе идеи, показанной на Рис.1 и принципа Шаубергера, можно сделать вывод о больших перспективах второго решения. Вместо поглощения энергии линейного реактивного импульса специальным «глушителем», в машинах Шаубергера используется преобразование энергии импульса в крутящий момент. В том случае, если этот крутящий момент не требуется, его можно устранить, разместив на одной платформе две или несколько силовых установок, имеющих попарно встречное вращение роторов.

Далее, на Рис. 6 показана схема, которую мне предоставили немецкие разработчики, в процессе частной беседы после одной из конференций. Это схема движителя для летательного аппарата, который называют «репульсин Шаубергера». Внешний корпус тут не показан. Рабочее вещество в данной схеме не расходуется, оно выходит из движителя радиально, а потом возвращается вдоль оси снизу. Рассмотрим эту идею подробнее.

Рис. 6

На рисунке Рис. 6 показаны два диска (вид сбоку), на которых нанесены спиральные канавки, как на грампластинке. Размеры канавок и шаг спиралей немного отличаются, например 3 мм и 5 мм. При вращении верхнего диска, воздух в зазоре между дисками также вращается, на него действует центробежная сила, и воздух выходит на периферию. Важно отметить, что вращение воздуха происходит по винтовой спирали вокруг радиуса диска, а при сложении радиального движения и спирального движения, возникает эффект Магнуса. В результате, в зазоре между дисками, создается внутренний градиент давления воздуха, и мощная подъемная сила вдоль оси вращения. Аналогично, рабочей средой может быть вода, если движитель поместить в замкнутый корпус, чтобы вода не расходовалась. Разработчики отметили, что они также используют специальный гель вместо воды, чтобы уменьшать потери на трение. Заметим, это один из примеров использования градиента внутреннего давления.

Таким образом, с учетом простоты схемы Шаубергера, и истории ее развития с 1930 года, можно предположить, что использование ракетной техники в современном мире для развития космонавтики есть часть массовой дезинформации человечества о наших реальных возможностях. Фактически, нас обманывают, заставляя верить в то, что нет альтернативы ракетной технике. Разумеется, быстрое и высокоточное ракетное оружие сегодня имеет смысл, но для космических программ ракетные технологии устарели. Причина сдерживания новых технологий очевидна: это слишком просто, то есть, общедоступно для массового применения. Это невыгодно космическим монополистам.

Крыло в замкнутом потоке

Рассмотрим простое крыло, имеющее профиль Жуковского – Чаплыгина, который впервые был предложен в 1910 году. До этого изобретения, крылья самолетов делали плоскими, а подъемная сила возникала за счет угла наклона крыла, то есть, за счет реактивного отражения набегающего потока воздуха. Подъемная сила крыла, имеющего профиль Жуковского – Чаплыгина, обусловлена разностью давления среды на крыло сверху и снизу, поскольку давление зависит от относительной скорости движения крыла и среды. На Рис. 7 показано, что верхнюю поверхность крыла поток среды обтекает по большему пути, чем нижнюю.

Рис. 7. Эффект подъемной силы крыла.

Поток воздуха стремится сохранять свою целостность, поэтому, его скорость относительно верхней выпуклой поверхности крыла становится выше, чем относительная скорость движения вдоль плоской нижней поверхности крыла. Скорость потока и давление окружающей среды взаимосвязаны. Разность давления среды на крыло (градиент давления) поднимает крыло вверх.

В такой ситуации, не важно, движется ли крыло в среде, или поток среды (воздуха, воды и т.п.) обтекает крыло. Можно сказать, что здесь «работает геометрия»: путь относительного движения среды по верхней поверхности крыла больше, чем по нижней. Данная система не является реактивной, поэтому ее применение в движителях замкнутого цикла представляется весьма перспективным. На Рис. 7 (справа) показано, что крыло, установленное внутри аэродинамической трубы на упругих амортизаторах, демонстрирует наличие подъемной силы при продувании трубы. При этом, на весь корпус аэродинамической трубы действует нескомпенсированная вертикальная сила. Это также пример использования градиента внутреннего давления.

Предположим, что мы создали циркулирующий поток среды (газ или жидкость) в замкнутом корпусе. Поставим внутри потока несколько крыльев, радиально, как показано на Рис.8.

Рис. 8. Крыло в замкнутом потоке среды.

Мы получим простое техническое решение, которое может иметь перспективы внедрения в аэрокосмической технике. Некоторые проблемы есть, но они решаются. Например, проходя в области крыла, в потоке возникают турбулентности. Для выравнивания потока, позади крыла необходимо устанавливать плоские или трубчатые элементы (ламинаризаторы). Величина подъемной силы зависит от скорости движения потока относительно крыла, хотя ее направление, в данном случае, будет неизменным. Рассмотрим аналогичную, но более перспективную схему.

Эффект Магнуса и сила Лоренца

Аналогично крылу Жуковского - Чаплыгина, сила Магнуса возникает за счет разности давления потока среды на поверхность вращающегося цилиндра. Данный эффект был открыт немецким ученым Г. Г. Магнусом (H. G. Magnus) в 1852 году. На Рис.9 показана схема сложения векторов скоростей потока среды и поверхности вращающегося цилиндра.

Рис. 9. Эффект Магнуса для вращающегося цилиндра.

В верхней части цилиндра (вид с торца), направление движения потока среды и поверхности вращающегося цилиндра совпадают, а в нижней части цилиндра, его поверхность движется навстречу потоку среды. Поскольку поток в нижней части вращающегося цилиндра тормозится его поверхностью, движущейся навстречу потоку, то динамическое давление потока на ротор уменьшается, а статическое давление среды на поверхность увеличивается, в соответствии с законом Бернулли о полном давлении потока. В результате, давление среды на верхнюю часть вращающегося цилиндра становится меньше, чем на нижнюю часть цилиндра. Возникает подъемная сила, как и при эффекте крыла, имеющего профиль Жуковского – Чаплыгина.

Эффект Магнуса хорошо известен футболистам и теннисистам, который используют его для создания криволинейной траектории полета закрученного мяча. При «крученом ударе», мяч летит прямолинейно, но вращается вокруг своей оси. В полете, на него набегает поток воздуха, что создает эффект Магнуса, и траектория полета искривляется. В результате такого удара, мяч летит по кривой, и попадает туда, где его не ждут…

Предположим, что мы сконструировали замкнутый поток движущейся среды (воздуха, воды и т.п.), в котором поставлены несколько вращающихся цилиндров, как показано на Рис. 10. Допустим, что вращение каждого цилиндра обеспечивает независимый электропривод.

Рис.10. Движитель на основе эффекта Магнуса.

В отличие от конструкции с крылом, установленным в потоке движущейся среды, данная схема имеет важное преимущество: величину и направление осевой подъемной силы, можно менять за счет изменений величины скорости и направления вращения цилиндров. Скорость и направление циркулирующего потока можно не менять, что дает значительные преимущества по быстродействию и маневренности данного транспортного средства. Движитель данного типа может быть установлен вертикально или горизонтально, создавая силу тяги или подъемную силу для летательного аппарата.

Интересная аналогия с эффектом Магнуса возникает при рассмотрении электромагнитного явления, известного, как сила Лоренца. Мы знаем, что на проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, в направлении, показанном на Рис.11. О причине появления данной силы, ранее не было однозначного объяснения. Предполагая аналогии с эффектом Магнуса, можно трактовать силу Лоренца, как результат градиента давления эфирной среды. В моем докладе на конференции «Новые идеи в Естествознании» [1] это было впервые показано научной общественности, 1996 год.

Рис.11. Сила Лоренца, как результат градиента давления эфира.

Заметим, что на схеме Рис. 11, мы получаем картину, обратную суперпозиции векторов, которая была показана на Рис. 9. Сила Магнуса действует на цилиндр, вращающийся в потоке среды, в направлении согласованного движения поверхности цилиндра и среды. На Рис. 11 показано, что сила Лоренца действует в направлении встречной суперпозиции векторов. Почему?

Дело в том, что вектора на Рис. 11 показаны условно, согласно принятым обозначениям векторов электрического тока (потока положительно заряженных частиц) и магнитного поля. Направление движения реальных потоков электронов и эфирных частиц (вектора магнитных полей) отличаются от условных обозначений. Принципиально важно понять, что данный эффект в электродинамике создается аналогично эффекту Магнуса. Эффект создается за счет градиента давления окружающей среды на движущееся тело, он также обусловлен разной относительной скоростью движения тела и окружающей среды, но электромагнитные системы используют эфирную среду, а не воздух или воду.

Отметим, что электрон или другая заряженная частица, которая при движении создает магнитное поле, является вращающимся объектом. Было бы точнее считать ее линейное перемещение винтовой линией, правой или левой спиралью, в зависимости от знака электрического заряда данной частицы материи.

О структуре электрона написано немало, но мне хотелось бы рекомендовать читателю работу отца и сына Поляковых [4]. Данные авторы рассматривали в своей книге «Экспериментальная гравитоника» строение электрона, и показали, что он может быть представлен, как замкнутый на себя фотон круговой поляризации, то есть, как динамический процесс движения электромагнитной волны круговой поляризации в замкнутом тороидальном пространстве. Позже, мы раскроем данный вопрос подробнее. Здесь только коротко отметим, что, при таком рассмотрении, появление магнитного поля, при движении заряженной частицы в эфире, имеет явную аналогию с возмущение физической среды, которое возникает при движении в данной среде вращающегося цилиндра или шара.

Можно сказать, что взаимодействие внешнего магнитного поля, поперек которого движется электрически заряженная частица, с ее собственным магнитным полем, отклоняет частицу таким же образом, как и поток воздуха отклоняет закрученный мяч, а именно, благодаря созданию градиента давления среды на движущуюся в ней частицу материи.

В таком случае, силы Лоренца и силы Ампера являются внешними силами, по отношению к проводникам с током, на которые они действуют, то есть, могут обеспечить их движение в пространстве. Эти интересные аналогии между аэродинамикой и эфиродинамикой дают возможность развития многих конструктивных идей.

Электрокинетические движители

Исходя из концепции «градиента эфирного давления», рассмотрим эффект Ампера, то есть, явление притяжения или отталкивания проводников с током, Рис.12. Известно, что, при согласованном движении токов в параллельных проводниках, они притягиваются, а при встречных токах – отталкиваются. Очевидно, что векторное сложение и вычитание магнитных потоков имеет смысл, как увеличение или уменьшение относительной скорости движения эфирных частиц, что и создает градиент давления эфирной среды. Можно ли построить движитель для транспорта, использующий данный градиент давления окружающей эфирной среды?

Рис. 12. Эффект Ампера для проводников с током.

Известно, что, при согласованном движении токов в параллельных проводниках, они притягиваются, а при встречных токах – отталкиваются. Очевидно, что векторное сложение и вычитание магнитных потоков имеет смысл, как увеличение или уменьшение относительной скорости движения эфирных частиц, что и создает градиент давления эфирной среды.

Согласно Амперу, результирующая сила, для параллельных проводников, равна нулю. Этот факт, достаточно долгое время, был причиной невнимания изобретателей и конструкторов к технологии создания электрокинетических движителей. Анализ сил, возникающих в непараллельных проводниках, например, в Y – образном проводнике, был впервые проведен в 1844 году известным физиком - математиком Германом Г. Грассманом. Он показал, что случай параллельных проводников, рассмотренный Ампером, есть только частный случай, а в общем случае, результирующие силы для проводников с током могут быть не равны нулю. На Рис. 13 показаны вектора сил, действующих на участки тока в области Y – образной «вилки», формулу для расчета которых анализировал Грассман. В данном случае, суммарная сила, действующая на Y- образный участок проводников с током, не равна нулю, то есть, проводники образуют Y – образный движитель.

Рис.13. Силы в Y – образном проводнике электрического тока.

Это еще одно проявление силовых эффектов, возникающих за счет разности давления среды, то есть градиента давления эфира.

Используя аналогии между явлениями гидродинамики, аэродинамики и эфиродинамики, можно конструировать различные движители. Аналогами Y – образного привода являются так называемые «электрокинетические движители Сигалова» [5], которые представляет собой V – образный или U - образный участок проводника электрического тока, Рис.14.

Рис.14. Эффект Сигалова в проводниках сложной формы.

Данные явления, обычно, объясняют, как взаимодействие токов в проводнике сложной формы с собственным магнитным полем, то есть, силой Лоренца. Причину возникновения силы Лоренца мы уже рассматривали ранее, как результат градиента давления эфира, схема показана на Рис.11. Следовательно, электрокинетические движители представляют собой один из вариантов эфироплавательных движителей, использующих градиент давления окружающей эфирной среды для создания активной движущей силы в заданном направлении.

В работах Сигалова [5] рассмотрены и другие проводники сложной формы: П – образный, Г – образный и так далее. Предлагаю рассмотреть еще один интересный вариант: проводник с электрическим током в форме кардиоиды, Рис.15. Данный контур с током похож на V – образный вариант, причем, силы отталкивания двух соседних участков проводника на входе тока в контур создают силу, которая сонаправлена с результирующей силой, образуемой в области внутреннего изгиба кардиоиды. Весьма перспективная схема, на мой взгляд. Эксперименты в моей домашней лаборатории 1991 – 1996 года показали достаточно хорошие результаты.

Рис.15. Силы в контуре тока, имеющего форму кардиоиды.

Проводники питания, в данной схеме, могут быть скручены в витую пару. Проводник может быть один, или контур может быть изготовлен как многовитковая катушка. При наблюдениях действующих сил F12 и F21, целесообразно не закреплять проводники на каркасе, но при измерениях движущей силы проводники необходимо закрепить, например, на жесткой пластине.

Эксперименты с такими движителями простые, но они дают разные результаты при различной постановке эксперимента, то есть, на величину движущей силы влияет несколько факторов, например импульсное питание. Механические аналогии электрокинетических движителей помогают понять, почему результаты экспериментов с электрокинетическими движителями зависят не только от силы тока, но и от импульсного режима работы.

Криволинейное движение тела

Всем хорошо знакомы силы инерции, возникающие при ускорении или торможении движущегося тела. В терминах эфиродинамики, можно сказать, что «эфир проявляет себя» при ускорении тел. Впрочем, существование эфирной упругой среды можно обнаружить и для неподвижных тел, в процессах их упругой деформации (растяжения или сжатия межатомных связей), но мы рассмотрим эти эффекты позже.