Lem Andrew. О магнитолете Евстратова

СЛОВО О НЕБЕСНЫХ КОРАБЛЯХ. Глава 3. Двигатели взаимодействующие с внешним магнитным полем.

3.2. О магнитолете Евстратова

Магнитолет это аппарат способный

перемещаться в магнитном

поле за счет силы Лоренса

или силы Ампера.

Вступление.

Магнитолет это аппарат способный перемещаться в магнитном поле за счет силы Лоренса если мы говорим о зарядах механический приводимых в движении или силы Ампера, если речь идет о проводниках с постоянным током. В идеале эти аппараты должны были бы перемещаться не только в магнитном поле Солнца, а и Земли. Если бы такой аппарат удалось создать то перед нами бы открылись просто фантастические и горизонт, так этот аппарат в состоянии был бы подниматся, к самым границам магнитосферы. А это очень высоко. Так границы магнитосферы, со стороны, обращенной к Солнцу, варьируется в зависимости от интенсивности солнечного ветра и составляет около 70000 км (10-12 радиусов Земли Re, где Re = 6371 км, (расстояние считается от центра Земли). Граница магнитосферы, или магнитопауза, со стороны Солнца по форме напоминает снаряд и по приблизительным оценкам находится на расстоянии около 15 Re. С ночной стороны магнитосфера Земли вытягивается длинным цилиндрическим хвостом (магнитный хвост), радиус которого составляет около 20-25 Re. Хвост вытягивается на значительное расстояние -- намного большее, чем 200 Re, и где он заканчивается -- неизвестно. [4] Отсюда максимальное удаление магнитостата от центра Земли может составить от 10- 200 Re. Или же 63710-1274200.

Cпутник оснащенный подобным двигателем мог бы бесконечно долго находится на заданной орбите и даже без труда легко ее корректировать.Но даже если этот аппарат будет способен перемещятся, например в магнитном поле Солнце. То проблема бы освоение планет Солнечной Системы была бы решена. В этой статье и была произведена надеюсь успешная попытка теоретически создать и обосновать возможность создания такого интересного транспортного средства.

Теоретическое обоснование.

На проводник в магнитном поле, как и на погруженное в жидкость тело, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх. Так как магнитное поле есть везде, то достаточно пропустить через проводник ток определенной силы и расположить проводник перпендикулярно магнитным силовым линиям то мы получим направленную вертикально вверх подъемную силу.

В случае с реальными магнитами это будет, выглядит, так как это изображено на Рис.1[1]

0x01 graphic

А вот если еще добавить магнитное поле Земли, то принцип левитации в магнитном поле проводника с
током будет, выглядит следующим образом. Рис.1.1[1]

0x01 graphic

Особенности конструкции.

Но позвольте, возразит скептик, напряженность магнитного поля слишком мала, для создания подобной магнитной силы. Она в тысячи раз меньше напряженности магнитного поля в зазоре обычного магнита.

Раз мала напряженность магнитного поля, значит нужно увеличить силу тока.

Существует еще одна проблема - ориентирование проводника относительно направления магнитных силовых линий. Дело в том, что подъемная сила будет достигать максимума только в том случае, когда плоскость проводника перпендикулярна направлению вектора напряженности магнитного поля Земли.

Следовательно, необходима какая-то система, которая бы при всех эволюциях магнитолета всегда позволяла бы проводнику всегда находиться перпендикулярно к силовым линиям магнитного поля Земли.

Вот как предлагает проблему стабилизации относительно магнитных линей автор "элекопрера" Рис.3

0x01 graphic

Принято, считать, что все, что нужно доработать в этой конструкции это магнитонепрозрачный экран. Но до сих пор нормального экрана как не было так и нет. Также подобную конструкцию предлагал в 1974 году Александр Вертлиба, статья "Теоретически возможно". Юный техник 1974-05, страница 66-67 [17]

Естественно, проблема создания эффективного экрана у него тоже не решена, как остальные вопросы по источнику тока и проводам способным выдержать 10 000 ампер.

ПРОВОДНИК С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Прежде чем перейти дальше все же считаю нужным дать больше теории. Но не математической, а графической, для того, что бы реально понимать цель и смысл последующих доработок. К сожалению обучение в высших учебных заведениях через чур перегружено математикой и у выпускников чаще всего отсутствует наглядное физическое представление о происходящих процессах. Речь идет именно о проводнике внесенном в магнитном поле. Многие могут написать математическую модель и лишь единицы нвглядно понимают причину возникновение силы Ампера действующей на проводник с постоянным током внесенным в магнитное поле. Итак теория если Если внести проводник с током в магнитном поле (рис. 86, а), то в результате сложения магнитных полей магнита и проводника произойдет усиление результирующего магнитного поля с одной стороны проводника (на чертеже сверху) и ослабление магнитного поля с другой стороны проводника (на чертеже снизу).Ш резуль-тате действия двух магнитных полей произойдет искривление.

Вокруг проводника образуется магнитный вихрь который выталкивается в ту сторону где вращение ослабляет плотность магнитных силовых линий.Поэтому проводник выталкивается туда где силовые линии внешнего магнитного поля ослаблены или искривлены.

Вот как этот эффект описан в учебнике:"Если в поле (или электромагнита) поместить проводник с током, который создает свое собственное магнитное поле, то оба магнитных поля, взаимодействуя между собой, создадут силу, которая стремиться вытолкнуть проводник из поля. Как видно на (рисунке 1-А), магнитные силовые линии поля и проводника слева от него совпадают по направлению и их плотность здесь больше, чем справа от проводника где магнитные силовые линии проводника идут навстречу линиям поля и ослабляют одна другую. Проводник выталкивается из магнитного поля вправо. Если изменить направление тока в проводнике (рисунок 1-Б), то направление силы также изменится. [14]"

Далее я просто предлагаю ознакомиться с различными конструкциями магнитолетов, в основе этих конструкций попытки доработать и усовершенствовать "Магнитолет Евстратова".

Магнитолет с ферромагнитным экраном

В основе все тот же "Магнитолет Евстратова", но в ввиду отсутствия нормальных экранов предлагается взять за основу конструкции, то что есть, ферромагнитный экран, который не отражает магнитное поле, а втягивает его в себя. Естественно, что существенно изменив конструкцию и экрана и магнитолета в целом.

Этот эффект втягивания можно объяснить следующим образом. Так допустимо сравнить магнитные силовые линии магнитного поля с электрическим током или некими струями в пространстве. И эти магнитным силовым линии или струи текут по минимальному пути сопротивления, как ток. Образно говоря, у вакуума проницаемость 1, у железа 4000, поэтому если линия вошла в железо, то ей уже невыгодно выходить из него в воздух, чтобы войти в противоположную стенку - она выйдет из другой крайней точки, пройдя по стенкам благодаря разнице в 4000 раз между железом и воздухом [9].

Именно способность ферромагнетиков втягивать в себя магнитные поля и быть для них как бы магнитопроводами и положена в основу 'модифицированной конструкции" магнитолета.

Думаю, понятно, что через центральное отверстие в двойном ферромагнитном экране, состоящем из двух трубок "одна в одной", можно пропустить не один замкнутый виток, а несколько, что существенно позволит увеличить подъемную силу создаваемую магнитолетом.

Как это работает? В замкнутом проводе течет постоянный ток, а постоянный ток как известно не наводит в близлежащих проводниках никаких токов [9]. Это под силу только току переменному, поэтому в "экране" ток как таковой будет отсутствовать вообще и во внутрнней "трубке-экране" - "3" и во внешней "трубке-экране"- "2". Таким образом задача трубок это разнесение в пространстве магнитного поля возникающего вокруг проводника с током и магнитного поле внешнего, естественного.

Так как сила Ампера действующая на проводник с постоянным током в магнитном поле это всегда результат взаимодействия силовых линий внешнего магнитного поля и силовых линий магнитного поля возникающего вокруг проводника с постоянным током [14] И для того что бы это взаимодействие исключить и следует данные магнитные поля разнести с пространстве при помощи "трубок-магнитопроводов". Конечно трубки можно изготовить и из ферримагнетика. Которые как известно "втягивают" в себя внешние магнитные поля но обладают большим электрическим сопротивлением. То есть не проводят ток [9].

Конечно, скептик может возразить, что очень сложно создать электрический ток в рамке даже пусть и в космосе, необходимой силы. Источник питания будет весить весьма много, что сведет на нет подъемную силу создаваемую аппаратом. Отчасти это действительно так, но лишь в пределах гравитационного поля Земли. В условиях же невесомости магнитолет вполне сможет перемещаться используя в качестве источника электроэнергии солнечные батареи. Также считаю, что вполне реально отказаться от "магнитного экрана" вовсе. Так, что давайте рассмотрим еще один из вариантов без экранного магнитолета.

Вихревой магнитолет

Как можно еще переделать предложенную Евстратовым систему? Давайте смотреть в корень. Например если посмотреть видео в котором демонстрируется эффект выталкивания проводника с током из магнитного поля. То можно заметить, что проводник при выталкивании вращается сначала по часовой стрелке, а потом против. При смене направления тока [15].

О чем это говорит? Что при движении электронов или электрического заряда в проводнике, вокруг проводника образуется магнитное поле, которое вращается. Сначала в одну сторону потом в другую. При смене направления тока.

Отсюда можно предположить, что сила ампера действующая на проводник с током помещенным в магнитное полет может зависеть не только от силы тока и как следствие скорости дрейфа электрических зарядов в проводнике. Но и от скорости вращения вихревого магнитного поля вокруг проводника. В силу того, что силовое воздействие на встречно-направленные силовые линии, а значит и их ослабление будет больше, и поле в этом месте будет менее плотным чем при традиционном подходе. Да это предположение и его надо проверить экспериментально. И если это подтвердиться то дополнительное вращая проводник с током а значит и магнитное поле вокруг него мы получим усиление выталкивающей силы. Это также позволит отказаться от 'магнитного экрана'. Смотрим схему.

Так как скорость вращения вихревого поля вокруг принудительно вращаемого проводника (сектор А) больше больше чем вокруг неподвижной части контура (сектор В) то F4>F3 и вся рамка должна смещаться во внешнем магнитном поле в сторону силы F4.

F4- будет зависеть:

- от силы тока в цепи,

- от скорости вращения подвижного проводника, и как следствие, вихревого магнитного поля вокруг вращаемого проводника.

Конечно этот гипотетический опыт просто моя догадка и я тут ее привел лишь с целью показать, что сама идея без экранного магнитолета имеет место быть. И следует все же двигаться в направлении того, что бы придумать магнитолет свободный от экрана. И об этой конструкции далее.

Условно без экранный магнитолет.

Прежде чем перейти к описанию данного магнитолета. Я бы хотел, что бы читатель осознал всю трудность создания толкающей силы в очень слабом магнитном поле Солнце и даже более в магнитном поле Галактики. То есть в межгалактическом пространстве. И задача для конструкторов уже межгалактических магнитолетов это получение не просто силы, а получение силы в очень слабом магнитном поле во сравнению с которым магнитное поле Солнце и даже Земли просто мечта. И тут нужен особый подход. И тут как ни странно будущее именно за условно без экранными магнитлетами. Но опять же последнее слово за читателем.

Итак если мы говорим о получении толкающей силы в сверхслабых магнитных полях. То мы должны кардинально пересмотреть функцию экрана. Он должен уже стать своеобразной линзой способной собрать максимальное количество условных силовых линий внешнего магнитного поля и направить на проводник с током. И это реально. Скажем идея подобного "экрана-линзы" заимствована из другой конструкции призванной доставлять грузы на орбиту Земли с ее поверхности [16]. Смотрим рисунок.

Как видите если в других конструкциях экран именно экранирует часть замкнутого проводника с постоянным током то в данной конструкции он уже собирает внешние силовые линии магнитного поля и направляет их на определенный нужным нам полувиток. При этом вторая часть замкнутого проводника оказывается в "магнитной тени" то есть магнитное поле не достигает данного второго полувитка. Все внешнее магнитное поле направлено и взаимодействует лишь с одной определенной частью полувитка. При такой схеме просто увеличивая площадь линзы из феромагнетика мы можем подать к полувитку максимальное количество внешних условных силовых линий магнитного поля. Как Солнца так и галактического магнитного поля. При этом "магнитная тень" для второго полувитка это просто побочный эффект. Мы можем создавать в невесомости "линзы" очень большой площади, а значит слабость внешнего магнитного поля уже не проблема.

Естественно, что нижний полувиток находящийся в магнитной тени, мы также можем снабдить двойным экраном из трубок, одна в одной.

На тот случай если магнитолет например при попадании в него метеорита или иных сил, повернется к силовым линиям магнитного поля, этим полувитком, который в штатном режиме находиться всегда в магнитной тени.

Эпилог.

Прошу обратить внимание, что токи порядка 100 тысяч ампер и мощные электрические заряды нужны для левитации только в магнитном поле Земли, для перемещения же в невесомости, в магнитном поле Солнца, например, скорее всего подойдут токи и заряды много меньше. Поэтому скорее всего по крайней мере на первых порах сфера применения данного двигателя космос. Сможет ли подобные конструкции конкурировать с "Солнечными парусами" покажет время.

Литература:

1. Моделист конструктор 1975-2. Февраль 1975 года. И. Евстратов. Элекоптер-магнитолет? http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/%27%27Modelist-konstruktor%27%27/%27%27MK%27%27,1975,N02.%5Bdjv%5D.zip

4. Магнитосфера. Материал из Википедии -- свободной энциклопедии

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0

5.Инновации Антигравитация. http://subscribe.ru/archive/industry.comp.inovacija/200407/12134714.html

6. Центробежные силы. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D0%B6%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0

7.Силы Кориолиса. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D0%9A%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D1%81%D0%B0

8. Петр Туккаев - победитель конкурса 'Первые шаги в науку'.http://osradio.ru/personi/32594-personi.html

9. О магнитолете Филимонова. http://zhurnal.lib.ru/l/lemeshko_a_w/all.shtml

10. Электростатический двигатель.http://www.youtube.com/watch?v=GI8863mEzmE

11.BENJAMIN FRANKLIN ( 1706 - 1790).

http://thoisukynguyen2000.blogspot.com/2009/07/benjamin-franklin-1706-1790-nha-lap.html

12. Электрогенераторы Geko и Eisemann, учебное пособие для сотрудников.

http://diycentre.com.ua/auxpage_tehnicheskie-osnovy-elektrogeneratorov/

13. Вихревые токи. Материал из Википедии - свободной энциклопедии. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%85%D1%80%D0%B5%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B8

14.Проводник с током в магнитном поле. http://www.motor-remont.ru/books/2/05_42.html

15. Сила Ампера. http://www.youtube.com/watch?v=cX4gP3Rus0s

16. "Летающий" лифт в космос. http://samlib.ru/editors/l/lemeshko_a_w/aabb.shtml

17.Юный техник 1974-05, страница 66-67 http://zhurnalko.net/=sam/junyj-tehnik/1974-05--num67

Комментарии: 16, последний от 30/11/2024. © Copyright Lem Andrew (biomarket@ukr.net) Размещен: 11/09/2010, изменен: 07/05/2020. 19k. Статистика. Статья: Изобретательство Летательные машины Иллюстрации/приложения: 42 шт. Скачать FB2		Оценка: *5.829** Ваша оценка:

Lem Andrew : другие произведения.

О магнитолете Евстратова