Победитель программы Фонда Новая Евразия

Ставрополье. Территория сотрудничества

Российские центры трансфера технологий

Российская сеть трансфера технологий

Европейская сеть релей-центров

Международный научно-технический центр

Rambler's Top100

  События

Новый способ увеличения сроков эксплуатации космических аппаратов (спутников)

I. О противоречиях современных принципов осуществления движения;

II. Установленная, неизвестная ранее закономерность движения твердого тела по эллиптической траектории, подтверждаемая прямыми измерениями;

III. Характеристика новых принципов осуществления движения за счет ускорения центра масс неинерциальной системы отсчета, устранение на их основе противоречий современных принципов осуществления движения;

IV. Доказательство ускорения центра масс неинерциальной системы за счет действия сил, приложенных между телами системы, в рамках известных законов механики, на практическом примере осуществления изобретения;

V. Описание изобретения с расширенным физико-математическим обоснованием осуществления движения за счет ускорения центра масс неинерциальной системы отсчета;

 

I. О противоречиях современных принципов осуществления движения

В настоящее время все транспортные средства используют одни общие традиционные принципы осуществления движения за счет отталкивания. Движение технических средств за счет использования указанных традиционных принципов в значительной степени затратно, ухудшает экологическую обстановку, сопровождается шумовыми эффектами, а безопасность движения оставляет желать лучшего. При этом, если авиационный, наземный и водный транспорт со своими прямыми функциями справляются, то осуществление движения в космическом пространстве, посредством традиционных принципов отталкивания, за счет работы реактивных двигателей, представляет большую проблему. Так, например, ракета, достигнув ближайшей планеты, оставляет свой центр масс на старте и, с точки зрения механики, представляет собой тело, растянувшееся относительно самого себя (своего цента масс) в указанных масштабах. Такая несуразность образно иллюстрирует те ограничения, которые известные законы движения (второй закон Ньютона) накладывают на реактивные принципы движения. Иными словами: на основании известных законов механики, эффективное освоение космического пространства (кроме Земной орбиты) посредством реактивной техники невозможно. Возможны только полеты автоматов с исследовательской целью и отдельные пилотируемые полеты к ближайшим планетам, выполнение которых на реактивной технике всегда будет приравниваться к подвигу. При этом межзвездные полеты посредством реактивной техники невозможны в принципе.

Естественно, такое положение дел человечество не устраивает по многим причинам. Выход здесь один: работать над созданием новых, более совершенных принципов осуществления движения. По этому поводу современная наука отмечает, что на основе известных законов механики (законов Ньютона) возможны только одни – традиционные принципы движения за счет отталкивания, а другие, более совершенные принципы осуществления движения, могут быть созданы только при открытии новых, неизвестных на сегодняшний день законов движения. Но, как известно, научно-технический прогресс во многом определяют энтузиасты, которые не стали дожидаться фундаментального открытия в физике, взявшись непосредственно за решение данной задачи. Полна драматизма полувековая, продолжающаяся и сегодня, эпопея изобретателей машины Дина, инерцоидников-торсионщиков. При этом они, эти настоящие алфизики прошлого века, свое дело сделали, наработав «опыт, сын ошибок трудных», полезный при решении данной задачи.

На сегодняшний день автору данной публикации удалось установить неизвестную ранее закономерность движения твердого тела по эллиптической траектории, подтверждаемую прямыми измерениями и продолжающую ряд известных законов механического движения, на основании выводов из которой возможно устранение указанных противоречий. При этом только открытия для создания новых принципов движения недостаточно. Для этого необходимо еще изобретение пионерского плана, представляющее совокупность причинно-следственных действий на основе, как известных законов движения, так и установленной, неизвестной ранее закономерности движения, - которое и может являться решением задачи по устранению указанных противоречий, посредством применения новых, более совершенных принципов осуществления движения.

Ниже, в данной публикации, приводится описание, как указанного открытия, так и сделанного на его основе изобретения, официально зарегистрированного в патентном ведомстве (ФИПС) и находящегося на этапе патентования.

 

II. Установленная, неизвестная ранее закономерность движения твердого тела по эллиптической траектории, подтверждаемая прямыми измерениями

Формула открытия: Установлена неизвестная ранее закономерность движения твердого тела по эллиптической траектории, заключающаяся в том, что угловая скорость твердого тела, в движении по эллиптической траектории с постоянной по модулю линейной скоростью, равна по модулю относительно двух вершин прямоугольного треугольника, расположенного в плоскости движения, совмещенного острой вершиной с центром масс твердого тела и совмещенного гипотенузой с вектором нормального ускорения, при обратно пропорциональной зависимости длины гипотенузы от модуля угловой скорости и, одновременно, при обратно пропорциональной зависимости длины катета, расположенного между твердым телом и неподвижной относительно траектории прямоугольной вершиной треугольника, от модуля угловой скорости.

Автор открытия:

Юрий Петрович Ванновский

Приоритет открытия:

От 30 июня 2006 года

Значение открытия:

Установленная закономерность продолжает ряд известных законов механического движения, существенно расширяя фундаментальные представления в области ускоренного движения.

Основные выводы из установленной закономерности движения:

1. Показывают отличие гравитационных и инерционных свойств массы в условиях неинерциальной системы отсчета.

2. Обусловливают ускорение центра масс неинерциальной системы под действием сил, приложенных между телами системы, за счет управления моментом инерции твердого тела относительно неподвижной оси.

3. Представляют диссипативные свойства неинерциальной системы отсчета как характеристику ускорения ее центра масс относительно инерциальной системы отсчета.

4. Обусловливают представление о формальном исполнении третьего закона Ньютона в условиях неинерциальной системы отсчета.

5. Объясняют механизм действия так называемого «рычага вращательного движения», позволяющего получать выигрыш в силе в ускоренном движении твердого тела относительно неподвижной оси, - при неизменном времени ускоренного движения.

6. Находятся в основе представления о формально-идентичном движении, которое характеризует синхронное движение двух идентичных твердых тел по идентичным эллиптическим траекториям, относительно инерциальной системы отсчета, различными по модулю и направлению действующими на тела силами и ускорениями, обусловливающими их движение.

В приведенном в данной публикации описании изобретения (V) и на Фиг.1, графически поясняющей действия по указанному изобретению, приводятся факты, подтверждающие установленную закономерность, при этом указанные основные выводы из установленной закономерности обосновываются в приведенном описании изобретения, изложенном в объеме, достаточном для его практического осуществления.

Практическое применение открытия:

Открытие служит теоретической основой при решении практической задачи осуществления движения транспортных средств, - совместно с основным уравнением динамики вращательного движения обусловливает принципы осуществления движения за счет ускорения центра масс неинерциальной системы отсчета.

 

III. Характеристика новых принципов осуществления движения за счет ускорения центра масс неинерциальной системы отсчета, устранение на их основе противоречий современных принципов осуществления движения

С целью раскрытия сущности новых принципов осуществления движения рассмотрим два возможных варианта причинно-следственных действий.

В первом варианте за счет действия сил, приложенных между объектом перемещения и твердым рабочим телом:

а) Приводят рабочее тело в инерционное поступательное движение относительно объекта перемещения.

b) Ускоряют рабочее тело по эллиптической траектории относительно объекта перемещения.

c) Останавливают рабочее тело относительно объекта перемещения.

При этом объект перемещения получит соответственно импульсы а, b, с – векторная сумма которых, при любом возможном их значении, равна нулю на основании закона сохранения импульса.

Во втором варианте (строго обусловим) действия отличаются только по пункту b), который обозначим b'):

b') Ускоряют рабочее тело по эллиптической траектории относительно объекта перемещения в формально-идентичном движении, за счет действия сил, приложенных между объектом перемещения и рабочим телом.

При этом объект перемещения получит соответственно импульсы а, b', с – векторная сумма которых отлична от нуля, т.к. векторная сумма а, b, с – равна нулю.

Чтобы представить причины изменения общего импульса (ускорения центра масс) системы объект перемещения – рабочее тело во втором варианте действий, рассмотрим отличия ускоренного движения по пункту b) от формально-идентичного движения по пункту b'). Как уже отмечалось в данной публикации, представление о формально-идентичном движении является одним из основных выводов установленной закономерности движения и характеризует синхронное движение двух идентичных твердых тел (т.е. указанное движение рабочих тел по пунктам b) и b')) по идентичным эллиптическим траекториям, - различными по модулю и направлению действующими на тела силами и ускорениями.

В первом варианте рассматриваемых действий (пункт b)), при движении рабочего тела по эллиптической траектории, вектора приложенной центростремительной силы и нормального ускорения рабочего тела направлены по нормали к траектории к соответствующему центру кривизны траектории и, соответственно, по гипотенузе прямоугольного треугольника (см. формулу открытия) к его вершине.

Во втором варианте рассматриваемых действий (пункт b')), в формально-идентичном движении рабочего тела по идентичной эллиптической траектории, вектора приложенных центростремительной силы и центростремительного ускорения рабочего тела, посредством специального устройства, представляющего собой ускоренную опору рабочего тела, направляют по катету прямоугольного треугольника (см. формулу открытия) к его неподвижной, относительно эллиптической траектории, прямоугольной вершине. При этом модуль угловой скорости рабочего тела, модуль линейной скорости рабочего тела, эллиптическая траектория и время движения не изменяются, - изменяется радиус ускоренного движения, который теперь равен не гипотенузе прямоугольного треугольника, как по пункту b), а его катету. Указанная ускоренная опора представляет собой закрепленное на объекте перемещения, сбалансированное и вращающееся относительно неподвижной оси устройство, с совмещением оси с неподвижной прямоугольной вершиной треугольника. При этом рабочее тело находится одновременно: в поступательном движении относительно своей опоры, вращательном движении относительно неподвижной оси (с направлением указанных векторов к неподвижной оси и совмещенной прямоугольной вершине треугольника) и в результирующем движении по неизменной эллиптической траектории относительно объекта перемещения. Существенно важно, что угловую скорость ускоренной опоры рабочего тела (следовательно, и рабочего тела) регулируют парными моментами сил, приложенными к ускоренной опоре, строго выдерживая ее значение относительно оси, обусловленное установленной закономерностью движения по эллиптической траектории: поддерживают обратно пропорциональное изменение угловой скорости рабочего тела и радиуса вращательного движения рабочего тела, - при постоянной по модулю линейной скорости рабочего тела. Данные действия, посредством ускоренной опоры, обусловливают частный случай основного уравнения динамики вращательного движения твердого рабочего тела относительно неподвижной оси: с моментом действующей между рабочим телом и объектом перемещения центростремительной силы относительно оси равным нулю при переменном моменте инерции рабочего тела относительно оси и угловом ускорении рабочего тела равным нулю. Так как посредством ускоренной опоры уменьшают инертность рабочего тела во вращении за счет уменьшения радиуса, не изменяя при этом модуль угловой скорости рабочего тела и гравитационную массу рабочего тела, следовательно, данные действия обеспечивают выигрыш в действующей центростремительной силе. Выигрыш в действующей силе при неизменном времени результирующего движения рабочего тела означает изменение общего импульса (ускорение центра масс) неинерциальной системы объект перемещения – рабочее тело относительно инерциальной системы отсчета. В рассмотренном втором варианте причинно-следственных действий (пункт b')) изменение общего импульса неинерциальной системы объект перемещения – рабочее тело не противоречит известным законам механики (закону сохранения импульса), т.к. обусловлено ускоренной опорой рабочего тела и известной спецификой неинерциальных систем, что отмечает и официальный курс физики (Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2001. – с.52-55). Окончательно указанные принципы обосновываются в описании изобретения (V).

Так как в основе новых принципов осуществления движения находится действие искусственной гравитации на рабочее тело (действие сил искусственной тяжести), - двигатели принципиально нового типа, в работе которых используются данные принципы, могут называться гравитационными. Использование таких (гравитационных) двигателей позволит устранить указанные противоречия современных принципов осуществления движения, а именно:

1. Обеспечивается универсальная возможность осуществления движения без реактивных выбросов, шумовых эффектов и опоры на окружающую среду (в космическом пространстве, атмосфере, водной среде, по наземной и водной поверхностям), - при качественном понижении цены тяги относительно известных прототипов.

2. Повышается безопасность осуществления движения за счет сотовых принципов устройства двигателей (существенно повышающих их надежность) и высокой маневренности при отсутствии необходимости опоры на окружающую среду (при экстренном торможении, изменении курса, способности к зависанию над местом аварийной посадки с последующим мягким выполнением посадки и т.д.).

3. Устраняются технические ограничения в возможности наращивания скорости поступательного движения объекта перемещения, связанные с ограниченным запасом рабочего тела.

Развитие инновации:

На сегодняшний день возможно использование изобретения в устройствах коррекционных орбитальных и маршевых двигателей в составе космических аппаратов (КА) с интеграцией в базовые космические платформы различного класса и назначения, что обеспечит техническое решение задач сохранения орбитальной группировки и существенно более эффективного применения КА, в том числе создания межорбитальных КА.

В среднедальней перспективе возможно оснащение традиционных транспортных средств (наземных, водных и воздушных) двигателями принципиально нового типа. Так как возможности гравитационных двигателей позволяют получать существенно более высокую тягу (относительно реактивного способа) на протяжении всего полета, - при более низкой (на порядки) цене тяги, на базе изобретения возможно создание транспортных средств принципиально нового типа, например, челночного транспортного средства, обладающего беспрецедентными скоростными характеристиками и дальностью полета, способного осуществлять межзвездные полеты, с достижением необходимых для таких полетов скоростей, существенно превышающих скорость света в вакууме. При этом запрет теории относительности, на превышение скорости света, физически невозможно распространить на неэквивалентные системы отсчета, характеризуемые нарастающим общим импульсом неинерциальной системы (что представляют собой транспортные средства принципиально нового типа), так как это означает автоматическое разрушение физико-математического фундамента самой теории.