Новые космические технологии

Ускорение криволинейного движения зависит от кривизны траектории (радиуса), а создаваемая при изменении траектории центробежная сила F определяется по простой формуле, второй закон Ньютона:

F = ma F.1

где F – сила, m – масса движущегося тела, а – ускорение криволинейного движения.

Сила F зависит от ускорения, а оно является функцией скорости и радиуса кривизны траектории движения тела, имеющего инерциальную массу. При движении тела по окружности, создается одинаковая сила F во всех радиальных направлениях. При движении тела по криволинейной траектории переменного радиуса, величина ускорения и силы будет меняться на разных участках траектории. В сумме, результирующая сила может быть ненулевая, что создает движущую силу в одном преимущественном направлении.

Использовать данную идею можно разными конструктивными методами, например, на Рис.16 предлагается схема движителя Академика Вейник, в котором по криволинейной траектории переменного радиуса катаются металлические шарики [6]. В одном из экспериментов, в конструкции БМ-28, по криволинейной траектории, примерно 45 мм диаметром, двигалось 8 металлических шариков диаметром 8 мм.

Рис.16. Движитель Академика Вейник.

Вращение обеспечивал электропривод, на его оси было установлено «водило», это дисковый ротор, в котором сделано 8 радиальных каналов для шариков. Шарики могли свободно менять свой радиус вращения внутри канала ротора. При вращении, центробежная сила прижимает шарики к внешнему кольцу, которое установлено с небольшим эксцентриситетом: ось внешнего кольца, ограничивающего радиус вращения шариков, не совпадает с осью мотора. Эксцентриситет траектории движения шариков, в данной конструкции, был равен 0,7 мм. При скорости вращения порядка 21000 оборотов в минуту, устройство создавало движущую силу около 1,4.10-4 (Н), направленную перпендикулярно оси вращения мотора, в направлении эксцентриситета орбиты шариков.

На фото (справа на Рис. 16) показана парная конструкция движителя. Сочетание двух приводов встречного вращения позволяет компенсировать реакцию крутящего момента, сохраняя одинаковое направление движущей силы F в обоих движителях. Эксцентриситет орбит шариков обоих приводов должен быть ориентирован в одном направлении.

Данный эксперимент был воспроизведен в моей лаборатории, компания ООО «Лаборатория Новых Технологий Фарадей», в 2002 году. Отметим, что работа движителя, разработанного в нашей лаборатории, сопровождалась значительной вибрацией, поэтому, увеличение эксцентриситета или скорости вращения было затруднительно. Силы, действующие в данной конструкции, были незначительны. Теоретически, рассматривался один из вариантов модернизации данной схемы: предлагалось добавить в конструкцию упругое соединение шарика с осью. В такой схеме, шарик не только давит на корпус, но и тянет его за ось вращения, причем сила тяги на разных участках траектории будет различная, так как она зависит от радиуса вращения.

Другой вариант усовершенствования – упругий контакт шарика с корпусом (например, резиновая прокладка на корпусе или резиновое покрытие шарика). Изучив вопрос надежности конструкции и перспективы данного метода, было решено найти новое техническое решение концепции движителя, использующего криволинейное ускоренное движение рабочего вещества, то есть, инерциальной массы.

Схема с применением жидкого рабочего вещества, движущегося по криволинейной замкнутой траектории переменного радиуса, была рассмотрена мной еще в 1996 году, [1]. Жидкое рабочее вещество, в отличие от металлических шариков, более удобно для применения в данной схеме. Разумеется, в данном случае, следует оптимизировать три фактора: увеличить плотность жидкости (рабочую массу при том же объеме), увеличить скорость движения рабочей массы, и обеспечить упругость взаимодействия. Предположим, что на поворотном участке трубопровода (корпуса), по U – образной траектории, с ускорением движется жидкое рабочее вещество, то есть, некоторая инерциальная масса, Рис.17.

Рис. 17. Центробежная сила, возникающая

при криволинейном движении жидкости по трубе.

Очевидно, что на частицы жидкости действует сила F=ma, согласно второго закона Ньютона. Данная сила прижимает рабочую жидкость к внутренней поверхности трубы на радиусе поворота.

Вернемся к электрокинетическим конструкциям. Эффекты Сигалова - это варианты проявления законов Грассмана для постоянных токов в проводнике сложной формы. Однако, есть и частный случай данного явления: мощная движущая сила возникает при импульсе тока в V – образном или U – образном проводнике. На мой взгляд, этот случай относится не к эффекту Ампера – Грассмана, а является результатом возникновения центробежной силы в электрокинетических движителях, по аналогии с концепцией движителя, показанной на Рис.17. При таком рассмотрении, импульсный электрокинетический эффект может найти намного большее практическое применение, чем электрокинетические движители постоянного тока. Дело в том, что фронт импульса, то есть, волна смещения электронов в проводнике при включении тока, перемещается по проводнику со скоростью более сотен километров в секунду. Такой сдвиг вещества небольшой массы, но имеющей большую скорость, создает мощный кратковременный импульс движущей силы, благодаря криволинейности траектории. При использовании постоянного тока в электрокинетических движителях, центробежные силы очень малы, так как реальная скорость движения электронов в проводнике составляет всего около 0,1 мм в секунду.

В связи с этим, реализация идеи с насосом и жидким циркулирующим рабочим веществом, Рис.17, не представляет большого практического интереса. Высокочастотный импульсный электрокинетический эффект, при наличии мощного источника электрической энергии, может быть намного эффективнее, чем любые механические устройства, за счет большой скорости распространения фронта импульса электрического тока в проводнике.

Масса частиц рабочего вещества – это второй фактор увеличения центробежной силы, согласно формуле F.1. Электроны имеют очень маленькую инерциальную массу. Интересно было бы организовать эксперименты по изучению импульсного электрокинетического эффекта в U – образном контуре для протонов (ионизированного водорода), поскольку они в 1836 раз тяжелее электронов. Впрочем, более удобным для практического применения может оказаться конструктивный вариант U – образного импульсного электрокинетического движителя, рабочим веществом которого является электролит. В таком случае, движитель будет похож на электролитический конденсатор необычной формы, с импульсным источником питания. Полагаю, что читателя заинтересуют данные варианты несложных экспериментов.

Гироскоп переменного радиуса

Рассмотрим отдельно конструкции движителей, использующих принцип гироскопа переменного радиуса. Данный принцип был подробно описан в книге «Экспериментальная гравитоника» [4]. Первый этап экспериментальных исследований, Спартак Михайлович Поляков проводил с помощью механического устройства, в котором создавалось орбитальное движение вращающихся тел (гироскопов), в сочетании с изменением их радиуса орбиты (прецессия). На фотографии Рис.18 показана экспериментальная установка «Елка», с четырьмя гироскопами, которая использовалась в 1984 – 1986 годы для изучения силовых эффектов в лаборатории Полякова.

В данной конструкции, вращалась сама обойма гироскопов (орбитальное вращение), и каждый из них мог быть выключен или включен отдельно, причем, в разном направлении собственного вращения. Общая масса конструкции составляла 32 кг, масса четырех гироскопов 6,4 кг, источник питания моторов – внешний, регулируемый. Перед тем, как проверять силовые эффекты, возникающие за счет прецессии вращающихся гироскопов, Спартак Михайлович Поляков калибровал систему измерений. На Рис. 19 показаны результаты измерений, которые были сделаны при отсутствии орбитального вращения. В данном случае, измерительная система показывает наличие реактивной силы, которая возникает только за счет «качания» гироскопов вверх и вниз, при отсутствии орбитального вращения.

Рис. 18. Гироскопы движителя «Елка».

Результаты экспериментов Полякова показаны на графиках Рис.19 и Рис.20.

При этом, центр масс системы смещается, так как изменяется положение гироскопов. Таким образом, автор определяет «динамический ноль» системы. Не имеет значения, включены или выключены гироскопы, если нет осевого вращения. Суммарная сила, действующая вдоль оси «Елки», интегрированная за несколько «циклов качаний» гироскопов, будет равна нулю.

Рис.19. Калибровка устройства в эксперименте Полякова.

При наличии осевого вращения включенных гироскопов, создаются несимметричные силовые эффекты импульсного характера, Рис. 20.

Рис.20. Силы, возникающие при прецессии гироскопов в эксперименте Полякова.

При такой траектории движения гироскопов, на весь корпус экспериментального устройства действуют импульсы, возникающие при переводе орбитально вращающегося гироскопа на меньший радиус вращения. Измерения показали, что суммарный импульс тяги, действующий на корпус устройства, с учетом калибровки относительно «динамического нуля», направлен вдоль оси вращения вверх, и достигал 573 грамма.

Итак, в соответствии с методом Полякова, рабочую массу (гироскоп) приводят во вращательное движение, а затем изменяют радиус вращения гироскопа, который является управляемым параметром вращения рабочей массы. Во время уменьшения радиуса вращения рабочего тела возникает кратковременный импульс тяги, направленный вдоль оси вращения. Очевидно, что изменение радиуса вращения рабочей массы в данном случае может носить только периодический характер, следовательно, создаваемая сила тяги имеет импульсный характер. В процессе возврата рабочей массы в начальное положение, характеризуемое максимальным радиусом вращения, импульс тяги отсутствует.

Подобные технологии не могут эффективно использоваться в конструкциях движителей, требующих непрерывной работы, например, в транспортных средствах. Впрочем, они могут найти применение в системах импульсной корректировки орбиты космических аппаратов.

В апреле 1998 года, Спартак Михайлович Поляков демонстрировал мне эксперимент с другим движителем, в котором был организован процесс прецессии гироскопа, а в роли рабочей массы использовалась ртуть. Данный движитель на фото, и результаты измерений на графике, показаны на Рис. 21.

Рис.21. Вихревой движитель Полякова на фотографии и график зависимости силы тяги от оборотов привода.

Основные детали конструкции данного экспериментального устройства следующие: пластиковый корпус дисковой формы, ротор, электромотор и динамометр. Устройство могло скользить вверх – вниз по фторопластовым направляющим, опираясь на несколько взаимно отталкивающихся магнитов. Двигаясь вверх-вниз, ротор оказывал силовое воздействие на тензометрический датчик, который измерял величину создаваемой силы тяги. В данном варианте конструкции, Спартак Михайлович Поляков получал до 2,5 кг силы тяги, при потреблении электроэнергии на вращение привода от 100 ватт до 1 кВт.

Особо отметим, что график, показанный в правой части Рис. 21, указывает на нелинейный характер функции зависимости силы тяги от скорости вращения.

Общий вес движителя, в данном эксперименте, составлял 30 килограмм. Вес ртути, выполняющей роль гироскопа, составлял около 15 кг.

В своем письме 20 марта 1998 года, Спартак Михайлович Поляков доказывал мне перспективность данной схемы: «При тех же габаритах движителя, увеличение мощности электропривода до 10 кВт и скорости вращения до 10 тысяч оборотов в минуту, даст увеличение силы тяги до 2 тонн».

В развитие предлагаемой концепции, рассматривая частицы материи, как микрогироскопы, Спартак Михайлович показал, что в ферромагнитных веществах можно создать прецессионные движения магнитного момента частиц, и получить силовые эффекты, за счет реакции эфирной среды. Другое применение данной технологии - это излучение направленного потока «гравитационных волн», в формулировке Полякова. В подтверждение своей теории гравитации, Поляков успешно провел ряд экспериментов по отклонению луча света, используя магнитострикционные материалы. Он доказал связь магнетизма и гравитации, исходя из предложенной им модели электрона.

Поляков также предложил несколько конструктивных решений не только для создания мощных излучателей гравитационных волн, а также и приемника гравитационных волн. Отметим, что «гравитационные волны», с другой стороны, являются продольными волнами в эфирной среде, что вполне согласуется с механизмом их создания методом вынужденной прецессии гироскопов - магнитных моментов частиц ферромагнитного материала.

Работы Полякова прервали отсутствие финансирования и болезнь. На фото Рис. 22, Спартак Михайлович Поляков.

Рис. 22. Спартак Михайлович Поляков, 1998 год.

Данное направление исследований экспериментально изучено в НИИ Космических Систем имени А.А. Максимова», Филиал ФГУП «ГКНПЦ имени М.В. Хруничева», группой разработчиков под руководством Меньшикова В.А. [7]. О результатах испытаний движителя, созданного группой Меньшикова, можно прочитать в открытых источниках [8]. При работе данного движителя, электропривод создает вращение ротора, на котором укреплена труба в форме конусной спирали. Начиная вращение, ротор «увлекает за собой ртуть», которая движется внутри ротора от вершины к основанию конуса. Насос обеспечивает возврат ртути, вдоль оси устройства, от основания конусной спирали в сторону ее вершины. Таким образом, ртуть непрерывно перемещается по трубе, имеющей форму конусной спирали, от вершины к ее основанию, и нагнетается насосом по возвратной осевой трубе к вершине конуса ротора. Согласитесь, что данная схема напоминает генераторы Шаубергера, хотя имеет принципиальные недостатки конструкции. В статье [8] авторы отмечали, что импульс тяги существует недолго, от нескольких секунд до одной минуты. Кроме того, генераторы Шаубергера могли работать в режиме самовращения, при этом создавая движущую силу. По конструкции Меньшикова, показанной в [8], таких официальных данных нет.

Экспериментальные исследования способов создания активной движущей силы, по методике Полякова, проводились также в нашей компании ООО «Лаборатория Новых Технологий Фарадей», в период с 2002 по 2005 год. Мной была подана заявка на патент РФ № 2002128658/ 06(030307) от 25.10.2002 года. В предлагаемом техническом решении, были устранены недостатки аналогов, поскольку в них импульс полезной однонаправленной тяги исчезает, когда скорость вращения жидкого рабочего тела (ртути) становится равна скорости вращения ротора. Этому аспекту было уделено основное внимание при конструировании, кроме выполнения общих принципов создания «гироскопа переменного радиуса», в соответствии с теорией Полякова. На Рис. 23 показаны схема и основные элементы конструкции экспериментального движителя Фролова, описанного в патентной заявке №2002128658/ 06(030307), 25.10.2002 г. Сущность данного изобретения состоит в следующем: электропривод 6 вращает конусный ротор 3, на котором выполнена спиральная канавка (спиральный шнек). Ротор 3 вращается, заставляя рабочее вещество смещаться на меньший радиус вращения, и выходить через радиальные отверстия 5 во внутреннюю полость корпуса (в картер).

Это движение инерциальной массы рабочего вещества сверху вниз, от широкой к узкой части ротора, является основной причиной появления осевой реактивной силы тяги, постоянно действующей на корпус движителя, вдоль оси вращения ротора.

Рис. 23. Схема вихревого движителя Фролова.

Поясню идею: если вращение рабочего вещества в конусном корпусе 2 происходит без конусного шнекового ротора, то оно приводит к постоянному увеличению радиуса вращения жидкости, причем, жидкость поднимается снизу вверх. Этот процесс обусловлен наличием центробежной силы, поэтому, можно сказать, что она совершает работу по смещению вращающейся в конусном корпусе жидкости с меньшего радиуса на больший радиус. В обычном случае, при вращении тела в плоскости, центробежная сила радиальная, и работу вдоль оси вращения она не может совершать. Поэтому, при вращении жидкости в цилиндрическом корпусе, эффекта не будет. При вращении жидкости в конусном корпусе, существует осевой градиент силы, который смещает жидкость на больший радиус вращения.

В предлагаемой конструкции, спиральная канавка ротора (шнековый механизм), при вращении в соответствующем направлении, смещает частицы жидкости с большего радиуса вращения на меньший радиус вращения. Это происходит против работы, которую совершает центробежная сила по смещению жидкости, вращающейся в конусном корпусе. Закон сохранения импульса здесь строго выполняется: осевой импульс, направленный сверху вниз, который приобретают частицы жидкости при взаимодействии с ротором, равен импульсу, который приобретает корпус устройства в противоположном направлении (снизу вверх).

Для проведения экспериментов в 2002 году, было изготовлено устройство, показанное на Рис. 24. Корпус и основные детали изготовлены из алюминия, привод электрический.

Рис. 24. Фото деталей экспериментального вихревого движителя, 2002 год.

Основные параметры данной модели движителя: диаметр ротора у основания конуса составляет 80 мм, а в области выхода жидкости из полости конусного корпуса в картер диаметр около 20 мм. Для создания вращения применялся электродвигатель, потребляемая мощность не более 50 Ватт. Скорость вращения регулировалась от 30 до 300 оборотов в минуту, за счет изменения напряжения питания электропривода.

В качестве рабочего вещества (инерциальной массы) применялась вода, масло и другие жидкости. «Ртутный гироскоп» не исследовался.

Измерение создаваемой движущей силы, Рис.25, производилось электронными весами, с точностью 0,1 г. Обнаружена постоянная активная сила, величиной от 5 до 15 грамм, создаваемая в вертикальном (осевом) направлении.

Рис. 25. Фото из архива ООО «ЛНТФ», 2002 год, вихревой движитель на весах.

Заявка на данное изобретение была подана мной 25 октября 2002 года. После длительной переписки, в августе 2004 года, мы получили отказ экспертов Роспатента, который они мотивировали тем, что, движение устройства без отброса реактивной массы за пределы корпуса устройства принципиально невозможно. Таким образом, они понимают третий закон Ньютона. Наши доводы о том, что закон сохранения импульса и энергии, разумеется, выполняется, и реакция с опорой, в предлагаемом нами способе, обязательно существует, оказались неубедительными. Я полагаю, что здесь имело место лоббирование интересов других разработчиков, более высокого уровня, чем наша маленькая частная компания. Известно, что 23 мая 2008 года, с космодрома Плесецк стартовала ракета с четырьмя спутниками на борту. Один из них, спутник "Юбилейный", выпущенный акционерным обществом "Информационные спутниковые системы", примечателен тем, что на нем установлен новый движитель, используемый для коррекции орбиты. Это первый российский космический аппарат, в котором сила тяги системы корректировки орбиты создается за счет внутреннего «движения жидкого рабочего тела по определенной траектории, напоминающей торнадо», как писали об этой технологии газеты. Достоинства такого метода очевидны: получая энергию от солнечных батарей, такой спутник не имеет ограничений по расходу топлива, необходимого для длительной работы на орбите. Отметим, что для корректировки орбиты спутника, достаточно кратковременного импульса движущей силы.

Теоретическое обоснование таких изобретений – отдельный вопрос. Работы Полякова в области «экспериментальной гравитоники» имели свои предпосылки, и ученые разных стран давно подходили к изучению данной проблемы.

Николай Александрович Козырев, теорию и эксперименты которого мы рассмотрим подробно в отдельной главе, еще в 1963 году опубликовал статью «Причинная механика и возможность экспериментального исследования свойств времени» [9]. В данной работе, Козырев впервые показал эффекты уменьшения веса в экспериментах с вращающимися гироскопами на вибрирующем подвесе, причем, указал, что эффект зависит от направления вращения. Из зарубежных аналогов движителей, использующих прецессирующие гироскопы, известен патент Профессора Лэйтвэйта, United States Patent 5,860,317 January 19, 1999, Propulsion System, Eric Laithwaite, William Dawson. Впервые, эффект уменьшение веса вращающихся тел, Профессор Лэйтвэйт обнаружил в 1975 году.

Многие называют данные типы движителей «безопорными», хотя это принципиальная ошибка. Опора движителя, точнее, «реакция с опорой», всегда существует. Это самый главный вопрос, который авторы должны обеспечить конструктивно. Сомнения исчезают, а все теоретические вопросы решаются, если рассматривать инерцию, как свойство окружающего тело пространства, то есть эфира, окружающего каждую из частиц материи, в отдельности. При таком рассмотрении, центробежные силы являются внешними, по отношению к движущимися телам. Это такие же внешние силы, как реакция опоры, или градиент давления в аэродинамике. Следовательно, инерциальные эффекты могут быть использованы таким образом, чтобы обеспечивать «опору» и движущую силу, возникающую за счет градиента давления эфирной среды.

Причина появления центробежной силы, при ускоренном движении частиц материи, лежит в их внутренней структуре. Формирование частиц материи из эфира – это процесс, изучение которого дает ответы на вопросы о природе инерциальной массы и электромагнитных свойствах частиц материи. Очевидно, что целесообразно продолжать работы по развитию, патентованию и внедрению рассмотренной здесь технологии движителя замкнутого реактивного цикла. Это имеет практический коммерческий смысл.

Рассмотрим еще несколько интересных технических решений.

Компенсация веса тела

Конструирование движителей нового типа требует уточнения понятия «открытой и закрытой физической системы» системы отсчета. Повод для размышлений дает тот факт, что вес тела, находящегося на поверхности планеты, зависит от места взвешивания. Поскольку планета вращается, то на все тела действует центробежная сила, и ее максимальное значение соответствует положению тела на экваторе. По данной причине, космодромы для реактивных ракет целесообразно размещать ближе к экватору.

Можно ли получить «отрицательный вес» тела, за счет приложения центробежной силы? Ответ положительный: сила веса может быть компенсирована, и преодолена любой другой силой, в том числе, центробежной силой, создаваемой при вращении тела. Например, вращение тела в вертикальной плоскости может дать полную компенсацию веса в верхней половине траектории, и увеличение веса на величину центробежной силы, в нижней части траектории, Рис. 26. Многие читатели испытали эти ощущения при посещении аттракционов в парках развлечений. Фактически, вращение груза в вертикальной плоскости, при достижении определенной скорости вращения, способно поднимать весь движитель, отрывая его от земли, во время «верхней половины» цикла. Следовательно, принципиальных проблем нет.

Техническая задача состоит в том, чтобы конструктивно обеспечить движение рабочей инерциальной массы по такой траектории, которая дает эффект уменьшения веса тела на большей части цикла движения, чем в части увеличения веса тела.