СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ Вход или Регистрация	ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ	НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ	Научно-техническая библиотека

ДВИЖОК ДЛЯ НЛО

© Виктор Михайловский

Контакт с автором: mih-vv@mail.ru

В настоящее время для создания силы тяги космических летательных аппаратах используют реактивные двигатели. Эти двигатели состоят из запасов горючего вещества (топливо и окислитель), камеры сгорания (КС), и соплового аппарата (см. Рис. 1). Запасы горючего вещества поступают в камеру сгорания. Сгорая, они превращаются в газ и при расширении повышают давление сжатия в камере сгорания. С повышенным давлением горячие газы поступают в сопловой аппарат, где тепловая энергия переходит в кинетическую энергию движения молекул газа. Газы вылетают из сопла с большой скоростью и создают реактивную составляющую силы тяги реактивного двигателя

F_р = G * (V_г – V_к ) (1).

Здесь: G – секундный расход газов через сопло,

V_г – скорость газов на выходе из сопла,

V_к – скорость летательного аппарата (космического корабля).

Кроме того, к силе тяги реактивного двигателя добавляется разность давлений сжатия на срезе сопла - P_c и в окружающей среде - P_{o ,} умноженной на площадь выходного сечения сопла - S

F_c = S * (P_c – P_o ) (2).

Таким образом, суммарная сила тяги реактивного двигателя будет равна сумме этих сил

F = F_р + F_c . Эту формулу иногда называют формулой Циолковского. 

Теперь вернемся на Землю и покатаемся на яхте. Сила, движущая яхту F_я определяется как проекция вектора нормальной силы действующей на парус F_н на направление движения яхты. Вектор нормальной силы определяется, как проекция суммарного вектора силы ветра F_св на нормаль к поверхности паруса. Если угол разворота паруса α относительно направления движения яхты равен 45° (оптимальный угол при боковом ветре - галфвинде), то сила движущая яхту будет равна половине суммарного вектора силы ветра F_я=45° = F_св / 2 (см. Рис. 2).

Представим два реактивных двигателя расположенных симметрично относительно камеры сгорания и противоположно направленных относительно друг друга. Газы выходят из соплового аппарата и направляются на паруса яхт, которые также расположены симметрично (см. Рис. 3).

В этом случае реактивные силы сопловых аппаратов будут компенсировать друг друга, и не будут создавать движущей силы для КС. Газ, попавший на паруса, будет создавать силы движущие яхты F_я . Если яхты соединить балками (показано красным), и на них поместить камеру сгорания с сопловыми аппаратами, то под действием сил F_я этот катамаран будет двигаться.

Если вместо парусов представить стальные пластины, которые приварены к выходным кромкам сопл, то получится активный двигатель.

Стоило ли городить огород, когда проще установить на каждой яхте по реактивному двигателю и без парусов, с большим эффектом (КПД), за счет реактивных сил, с ревом скользить по волнам? Однако разберемся подробнее. Согласно формуле (1), при скорости яхт с реактивными двигателями равной скорости газов, составляющая силы тяги F_р будет равна нулю, и скорость яхт может быть увеличена только за счет перепада давлений на срезе сопла – формула (2). Т.е. дальнейшее увеличение скорости может происходить только за счет “паровозного эффекта” - без использования теплового перепада в соплах, с низким КПД!

Если учесть, что максимальная скорость газов на выходе из сопла не превышает 14М (примерно 4,5 километра в секунду), то при α = 45° и скорости 2,25 километра в секунду эффективность активного и реактивного двигателей будут одинаковы, а при больших скоростях активный двигатель будет эффективнее реактивного.

Тогда напрашивается конструкция активно-реактивного двигателя (см. Рис. 4). При старте и до скорости 2 – 2,5 километра в секунду должен работать реактивный двигатель, а при больших скоростях активный двигатель.

По оценкам специалистов, активный двигатель противоречит закону сохранения импульса, т.к. “создание движущей силы летательных аппаратов возможно только от силы реакции направленной в противоположную сторону выхода газов из сопла”.

Подробнее (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7261). 

Однако реактивный и активный двигатели загрязняют окружающую среду, и у них относительно малая продолжительность работы. Для устранения этого недостатка был изобретен двухфазный насос.

“Способ работы двухфазного насоса” основан на эффекте изменения теплофизических свойств жидкости и пара при изменении веса молекул жидкости на вращающейся поверхности. При увеличении веса единичной массы жидкости на поверхности инерциальной системы температура ее кипения повышается. Т.е. к вращающейся жидкости необходимо подвести больше тепла для ее выпаривания. Значит можно так сильно раскрутить полый цилиндр, что попавшие на его внутреннюю поверхность молекулы пара не смогут оторваться от нее – не смогут преодолеть центробежные сила инерции. В этом случае пар будет переходить в состояние перегретой жидкости – т.е. будет происходить процесс коллапсации пара.

Двухфазный насос представляет собой центробежный насос с гидрозатвором в полости рабочего колеса (см. Рис. 5). При работе насоса пар с низким давлением поступит в отверстия барботажного цилиндра и на поверхность гидрозатвора. На поверхности гидрозатвора, под действием центробежных сил инерции (не от сжатия), пар переходит в состояние перегретой жидкости. По радиусу гидрозатвора происходит увеличение давления сжатия перегретой жидкости. С большим давлением перегретая жидкость выходит из полости гидрозатвора и прекращает вращаться. Т.к. перегретая жидкость перестанет вращаться, то на нее не будут действовать центробежные силы инерции цилиндра и она снова перейдет в состояние пара, но с более высоким давлением сжатия. Использование двухфазного насоса в теплоэнергетике позволит повысить эффективность (КПД) паросиловых установок с 30-40% до 60-70% и сократить выброс тепла и вредных веществ в окружающую среду.

Увеличение эффективности можно наглядно представить, рассматривая принципиальную схему распределения относительного удельного тепла (энтальпию) при нагреве испарении и перегреве воды (см. Рис. 6).

Здесь:

Точка О определяет начало, относительно которого начинается отсчет изменения количества тепла в единице массы жидкости.

Отрезок ОК определяет количество тепла, подведенное к жидкости от начала отсчета до температуры кипения.

Отрезок КР определяет количество тепла, подведенное к жидкости для компенсации межмолекулярных сил сцепления (межмолекулярных гравитационных сил).

Отрезок РН определяет количество тепла, подведенное к молекулам жидкости для их расширения – межмолекулярного разрыва и отрыва с поверхности кипения (с поверхности Земли).

Отрезок НП определяет количество тепла, подведенное к молекулам жидкости для их перегрева.

Отрезок КН определяет количество тепла, для парообразования единицы массы жидкости. 

В циклах паросиловых энергетических установок с конденсатором:

Отрезок КП определяет подвод тепла к жидкости для ее испарения и перегрева пара в парогенераторах.

Отрезок ПР определяет полезную работу при расширении пара в паросиловой установке – турбине, машине.

Отрезок РК определяет количество тепла, отдаваемое в окружающую среду в холодильниках (конденсаторах).

Отрезок ОК определяет балластное тепло не участвующее в цикле.

Тепло идущее на повышение давления сжатия жидкости перед парогенератором отнимает 2-3% от полезной работы, поэтому в данном упрощенном примере оно не показано. 

В циклах паросиловых энергетических установок с двухфазным насосом:

Отрезок ПН определяет теплоту расширения пара в паросиловой установке – турбине, машине, идущую на полезную работу.

Отрезок НР определяет теплоту расширения пара, идущую на привод двухфазного насоса для перевода пара в состояние перегретой жидкости.

Отрезок РП определяет количество тепла, подведенное к пару в пароперегревателе.

Отрезок ОР определяет балластное тепло не участвующее в цикле.

Тепло идущее на повышение давления сжатия перегретой жидкости в двухфазном насосе будет больше, чем в цикле с конденсатором из-за уменьшения плотности теплоносителя, поэтому принимаем ее равной 5-10% от выработанной полезной работы.

Для возможности применения двухфазного насоса в циклах паросиловых установок необходимо изменить трактовку второго закона термодинамики на: “Для перевода теплоты в работу необходим вероятный процесс подвода тепла, и вероятный компенсирующий процесс перевода массы в уравновешенное состояние”.

Подробнее (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5345).

В журнале “Техника молодежи”, № 3 за 1991 год была статья Андрея Мельниченко “Дисколет? Антигравилет? Вихрелет?”. В ней приводился отрывок из санскритской рукописи “Самарангана Сутрадхара”, содержащий описание летательного аппарата – “вимана”.

"Сильным и прочным должно быть его тело, сделанное из легкого материала, подобное большой летящей птице. Внутрь следует поместить устройство с ртутью и железным подогревающим устройством под ним. Посредством силы, которая таится в ртути и приводит в движение несущий вихрь, человек, находящийся внутри этой колесницы, может пролететь большое расстояние по небу самым удивительным образом. Четыре прочных сосуда для ртути должны быть помещены внутрь. Когда они будут подогреты управляемым огнем из железных приспособлений, колесница разовьет силу грома благодаря ртути. И она сразу превратится в “жемчужину в небе".

Далее автор приводит схему “вимана” и свое понимание способа работы его двигателя. 

На мой взгляд, приведенная схема “вимана” хорошо совпадает с принципиальной конструкцией активного двигателя с двухфазным насосом – АДДН (см. Рис. 7).

АДДН состоит из:

1 – корпуса АДДН,

2 – ротора АДДН,

3 – ступеней турбопривода,

4 – цилиндра (рабочего колеса) двухфазного насоса,

5 – встроенного соплового пакета ступеней активного двигателя,

6 – полости гидрозатвора с перегретой жидкостью,

7 – поплавкового регулирующего клапана,

8 – выходных сопел,

9 – пароперегревателя,

10 – радиальных подшипников,

11 - упорного подшипника,

12 – системы уплотнений. 

Работа АДДН происходит следующим образом. Пар после пароперегревателя (ПП) с высоким давлением поступает на турбопривод - 3, где срабатывается часть теплоперепада – тепловая энергия пара переходит в кинетическую энергию движения молекул, а кинетическая - в механическую энергию вращения ротора АДДН - 2. После турбопривода, пар поступает во встроенный сопловой пакет активного двигателя - 5. В сопловом пакете срабатывается оставшаяся часть теплоперепада – тепловая энергия переходит в кинетическую энергию движения молекул пара. С большой скоростью они ударяются о рабочую поверхность изгиба сопел (“парус яхты”) и создают силу F_я сопловому пакету (см. также Рис. 4). Сила F_я через цилиндр, ротор и упорный подшипник передается корпусу АДДН. Т.к. встроенный сопловой пакет АД вращается вместе с цилиндром, то за счет центробежных сил на изгибе сопел пар будет переходить в перегретую жидкость (скачек уплотнений - СУ) и стекать по поверхности к стабилизирующему барьеру (СБ) и в полость гидрозатвора (см. Рис. 8 и схему “вимана”). Из-за большой разности плотностей жидкости и пара, скорость движения жидкости по поверхност изгиба лопатки будет намного меньше скорости пара. Поэтому силу реакции от движения жидкости можно не учитывать. (в турбостроении используется слой жидкости на поверхности рабочих лопаток для их защиты от эрозионного износа) В полости гидрозатвора будет происходить повышение давления сжатия перегретой жидкости. С полученным высоким давлением перегретая жидкость будет поступать в выходные сопла через поплавковый регулирующий клапан 7. После выхода из выходных сопел и прекращения вращения, перегретая жидкость вновь перейдет в состояние пара, но с высоким давлением сжатия. Затем пар с высоким давлением сжатия снова поступит в пароперегреватель, на турбопривод и т.д.

В качестве теплоносителя в АДДН можно использовать воду. Однако для коллапсации водяных паров требуются большие центробежные силы – соответственно специальные высокопрочные материалы, применяемые в турбостроении. При работе АДДН на фреоне можно использовать обычные материалы. Правда фреон при 400°С переходит в фосген (отравляющее вещество). В СССР работали турбоустановки на ртути в бинарных циклах (два теплоносителя). Они не имели успех из за дефицита теплоносителя - ртути. Т.е. проблемы теплового расчета АДДН на ртути не будет. Если также ртуть использовать в качестве смазки в подшипниках, то цикл с АДДН по теплоносителю можно полностью герметизировать от окружающей среде.

В качестве источника тепла для перегрева теплоносителя в цикле с АДДН нужно использовать ядерное (термоядерное) топливо, как самое высококалорийное.

В двигателях летательных аппаратов рекомендуется применять четное число АДДН для парной взаимной компенсации сил реакции вращения на корпус и регулирования положения летательного аппарата в пространстве.

Принципиальная схема паросиловой установки для летательного аппарата с использованием АДДН может выглядеть, как показано на Рис. 9.

Здесь:

ППЯ – Пароперегреватель на ядерном (термоядерном) топливе;

АДДН – Активные двигатели с двухфазным насосом и турбоприводом;

Стрелки указывают направление движения теплоносителя;

Стрелки указывают направление силы тяги активного двигателя F_я;

Дугообразные стрелки указывают направление вращения роторов АДДН.

Предварительный конструкторско-тепловой расчет показал, что КПД паросиловой установки с одноступенчатым АДДН будет не более 40%.

К преимуществам использования цикла с АДДН в космических летательных аппаратах также можно отнести малые перегрузки. Т.е. при старте с поверхности Земли можно использовать ускорение 10 м/с², а далее обычное g = 9,81 м/с² . При этом ускорении примерно через год работы двигателя можно достигнуть скорости света.

Оппонентам!

Уважаемые господа, чтобы безоговорочно существовал Второй закон термодинамики (для перевода теплоты в работу необходим источник тепла и охладитель) надо запретить перегрев жидкости на вращающейся поверхности. Как причину перегрева, запретить центробежные силы инерции, а заодно отменить силу тяжести - Закон всемирного тяготения, Второй закон Ньютона. Чтобы исключить Активный двигатель надо запретить использовать активные ступени в паровых турбинах, а заодно и парусные суда. Короче говоря, надо перейти к каменному топору.

Защита интеллектуальной собственности и авторских прав Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения. Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков. Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр. Точные науки и дисциплины Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации. Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение. Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики. Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях. Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им. Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства. Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы. Мозговой штурм Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора. Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда. Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике. Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении. Взгляд в будущее и настоящее Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности. Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний. Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества... Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения. Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете. Гуманитарные науки и дисциплины Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий. Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран. Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными. Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить. Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Назад