Лемешко Андрей. В космос на Магнитоплане.

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

3.7. В космос на магнитоплане.

Вступление.

Давно известно, и даже стало избитым штампом, мнение о том, что выйти в космос нужно разогнать объект до второй космической скорости [v2]. V2 - (параболическая скорость, скорость убегания) -- достигнув ее летательный аппарат способен преодолеть гравитационное притяжение небесного тела и уйти на бесконечность [1]. Или же просто выйти на околоземную орбиту достигнув хотя бы первой (V1), а потом и второй космической скорости. Так ли это? Возможно ли движение по орбите Земли, например с дозвуковыми скоростями?

Опора.

Считаю, что это возможно и любой физик подтвердит это. Но лишь при одном условии! И это условие "ОПОРА". Летательный аппарат должен на что-то опереться. Так самолеты опираются на воздух, а вот за пределами атмосферы опоры для крылатых машин нет. Чем же можно заменить "воздух"?
Как оказывается, некая опора есть и за пределами атмосферы. И природа ее использует в частности для защиты всего живого на Земле от солнечного ветра. И эта "опора" естественное магнитное поле Земли.

0x01 graphic

Обтекание магнитосферы Земли солнечным ветром [2]

Так на заряженные частицы солнечного ветра, вторгающиеся в магнитное поле Земли, начинает действовать выталкивающая их из магнитного поля Земли Сила Лоренца и частицы при своем движении как бы огибают магнитное поле Земли. Для этих частиц магнитное поле становится опорой.

Электрические "крылья".

Итак, если например крылья самолетов превратить в носители заряженных частиц. Самолеты смогут летать и за пределами земной атмосферы, опорой для них будет магнитное поле Земли. Да при этом летательные аппараты должны будут двигаться строго перпендикулярно к силовым линиям магнитного поля Земли. В силу того, что сила Лоренца возникает только тогда, когда заряженные частицы двигаются перпендикулярно к силовым линиям магнитного поля [3]. Этот летательный аппарат логичней называть уже магнитоплан, а не самолет. Зная размеры магнитосферы Земли, легко подсчитать на какую максимальную высоту сможет подняться данный летательный аппарат. Так магнитосфера Земли имеет сложную форму. Со стороны, обращенной к Солнцу, расстояние до её границы 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 [2]. То есть минимальная высота полета для магнитоплана будет составлять около 7000 км. А это уже фактически глубокий космос. При этом благодаря наличию "опоры" нужда в "ракетных" скоростях должна отпасть.

Теория создания "тяги".

Давайте теперь вспомним, что такое "Сила Лоренца"? Эта сила, которая действует на электрический заряд, двигающийся во внешнем магнитном поле.

Рис.2

Сила, действующая на частицы, определяется по формуле: FL = q [V x B], в системе СІ - в теслах (Тл) [3].

Где:

FL- сила Лоренца

q-- заряд частицы;
v-- скорость частицы;
B-- магнитная индукция поля.

Можно сравнить с формулами из Википендии.

Как видно из формулы для получения наибольшей силы, мы должны максимально увеличивать заряд q и его скорость V. Тогда как магнитная индукция поля B нам не подвластна, ввиду того, что задана изначально природой, а именно Солнцем и Землей, естественными источниками магнитного поля.

Итак, изменяя скорость движения магнитоплана, относительно магнитного поля Земли и величину заряда, несомого летательным аппаратом. Можно будет заставить магнитоплан, перемещаться в пространстве, за пределами атмосферы, опираясь лишь на магнитное поле Земли. Судя по формуле, чем больше будет заряд несомый летательным аппаратом, тем меньше может быть его скорость.

Конструкция магнитоплана.

Существуют несколько конструкция магнитопланов, например "магнитоплан Гайдука" [4].

Эта конструкция чрезвычайно сложна и малопонятная для анализа. Поэтому предлагаю иную конструкцию, черновой вариант, не претендующий на истину в последней инстанции. Считаю, что это должен быть сферический аппарат легче воздуха снабженный реактивным двигателем. Сфера будет нести в себе электрический заряд, внутри нее будут полости для Гелия и место для реактивного двигателя, кабины пилотов и топлива.

0x01 graphic

То есть фактически магнитоплан это шарообразный конденсатор заполненный гелием.

Внешняя пластина должна быть выполнена из металла и заряжена либо положительно, либо отрицательно. Если электроны будут на внешней оболочки шара-конденсатора. То это безопасней для экипажа и для электроники находящейся на борту. Но если на внешней стороне будут протоны то это будет препятствовать перераспределения свободных электронов на внутренней поверхности шара. Если на внешняя металлическая обкладка будет обеднена электронами.
И в ней останутся только протоны, то эти протоны в силу своей неподвижности не будут перераспределяться под действием ЭДС неизбежно действующей на любой проводник двигающийся перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. А вот электроны будут. Смотрите "закон электромагнитной индукции:

"1."Если в плоскости, перпендикулярной магнитному полю H, двигать со скоростью V проводник длиной l так, что он будет пересекать линии магнитного поля, то упомянутому выше закону э-м индукции на концах этого проводника будет возникать разность потенциалов U=-dф/dt/c=-H*V*l*cos ( V < l) / c". [Сивухин. "Общий курс физики. Том третий. Электричество"]. Обратите внимание, что напряжение в результате которого возникает разность потенциалов возникает само по себе. Закон природы такой [7].

2."так вот, если между двумя концами металлического проводника приложить напряжение U, то один ее конец зарядится положительно, а другой - отрицательно. При условии, что в проводнике есть как отрицательные так и положительный заряды. Тогда мы будем иметь два одинаковых заряда на разных концах проводника, которые движутся с одинаковой скоростью в одинаковом магнитном поле. Поэтому на эти два заряда будут действовать силы в разные стороны"[7].

Поэтому нам ни к чему что бы внешняя сфера несла одновременно и положительный и отрицательный заряд. В силу того, что на эту сферу при перераспределении заряда на внешней обкладке в магнитном поле будут действовать две одинаковые но разнонаправленные силы. Но опять же надо учитывать, что внешняя оболочка это все таки обкладка конденсатора. И на ее поверхности находятся отнюдь не свободно дрейфующие электрона. А электроны через диэлектрик взаимодействующий с неподвижными протонами. Поэтому вполне возможно перераспределением электронов если и будет то будет мизерным, скорее будет незначительное смещение, которым вполне можно пренебречь.

Также надо уточнить, что с внещним магнитным полем должна по возможности взаимодействовать только одна пластина, вторая по возможности должна быть изолирована полностью или частично. Этого можно добиться если верхняя пластина будет выполнять не только роль носителя заряда, а и роль стандартной защиты от магнитного поля, для этого оно должна быть изготовлена из ферромагнетика, железа.

Между пластинами будет находиться диэлектрик. При этом с внешним магнитным полем будет взаимодействовать, только внешняя пластина она же будет не пускать внешнее магнитное поле к внутренней пластине.

0x01 graphic

Внешняя пластина "втягивает" в себя магнитное поле [5].

Таким образом, с внешним магнитным полем при движении будет взаимодействовать только те жестко зашитые в структуру атома положительные заряды, которые находятся на внешней пластине. Это очень важно, так как если с магнитным полем будут взаимодействовать и положительные и отрицательные заряды сила суммарная сила получится скомпенсированной.

Перераспределение зарядов.

Далее давайте разберемся с тем, а что же будет происходить на внутренней "пластине-шаре" если все же часть магнитного поля будет проникать во-внутрь сферы? Либо магнитное поле возникающее вокруг двигающихся отрицательных зарядов все же проникнет за положительную внешнюю заряженную пластину или в нее. Туда где внешнее магнитное поле есть. Тогда отрицательные заряды тоже буду взаимодействовать с внешним магнитным полем. Но в целом это врядли скажется на подъемной силе.

Дело в том, что отрицательные заряды они подвижные и при взаимодействии с внешним магнитным полем, согласно закону электромагнитной индукции произойдет перераспределение зарядов. Так как между половинами шара двигающегося перпендикулярно внешним силовым линиям, возникнет разность потенциала [U=-dф/dt/c=-H*V*l*cos ( V < l) / c] ". [Сивухин. "Общий курс физики. Том третий. Электричество"]. Обратите опять внимание, что напряжение в результате которого возникает разность потенциалов возникает само по себе. Закон природы такой [7].

На жестко вшитые протоны во внешней 'пластине-шаре' тоже действует электродвижущая сила но вырваться из атома и переместиться под действием ЭДС они не в состоянии и именно эти положительные заряды, во внешней пластине, при взаимодействии с внешним магнитным полем и создают основную подъемную силу F которая больше равных и разнонаправленных и поэтому взаимно компенсирующих сил F1 и F2 действующих на внутренний шар-оболочку. Отсюда при равенстве [F1=F2],[F1-F2 меньше F].

А раз F больше иных сил то аппарат будет набирать высоту во внешнем магнитном поле Земли.

Конечно читатель может спросить, почему перераспределение зарядов будет происходит по принцыпу "Верх-Низ", а не например "Лево-Право"?! Что бы понять почему достаточно взглянуть на [Рис.2]. Без вариантов если аппарат будет двигатся в горизонтальной плоскости перпендикулярно к силовым линиям. Сила Лоренца действующая на разно знаковые заряды будет перераспределять их только про принцыпу "Верх-Низ". Плюс - "Низ", минус - "Верх", либо наоборот плюс - "Верх", минус - "Низ". Полярность будет зависеть от направления полета аппарата в горизонтальной плоскости.

Дискообразная конструкция.

Причем я не настаиваю именно на шарообразной форме. Дискообразная форма аппарата тоже вполне приемлема.

0x01 graphic

Дело в том, что даже половинка сферы может эффективно втягивать в себе внешнее магнитное поле.

0x01 graphic

Тогда конструктивно летательный аппарат будет состоять из двух независимых полусфер-конденсаторов. При этом внешнее магнитное поле может проникать между полусферами, сквозь оборудование, кабину пилотов и т.д. И при этом магнитное поле не будет взаимодействовать с зарядом находящимся на внутренних обкладках полусферных конденсаторов, благодаря выпуклой форме обкладок конденсаторов. Также наличие двух независимых сфер - конденсаторов существенно повысит живучесть аппарата в случае пробоя одного из конденсаторов. А дисковая форма, также позитивно скажется, на аэродинамических свойствах летательного аппарата в целом. Доказано, что именно дисковая форма наиболее эффективна для дирижаблей [6].

Принцип работы.

При "всплытии" сферы или летательного аппарата легче воздуха, в верхние слои атмосферы пилот ориентирует магнитоплан перпендикулярно силовым линиям магнитного поля Земли. Далее включает реактивный двигатель и благодаря Силе Лоренца действующей на аппарат при движении в магнитном поле, магнитоплан сначала покидает пределы атмосфера, а потом "всплывает" на поверхность магнитного поля Земли. Фактически выходит в открытый космос. Главное что бы аппарат все время при движении двигался перпендикулярно силовым линиям магнитного поля Земли. Высота подъема как уже писалось выше, может составлять минимум 7000 км. А скорость будет далеко не ракетной, фактически благодаря опоре на магнитное поле Земли, возникает возможность выхода на околоземную орбиту и выше без перегрузок. Что весьма перспективно для гражданской авиации, так благодаря выходу в открытый космос возникнет возможность доставлять грузы и пассажиры, на фантастические расстояния за относительно короткие сроки.

Остается также проблема, которую надо будет решить. Дело в том, что существует большая опасность, как взрыва, так и воспламенения при случайном контакте химического топлива со статическим электричеством. Но думаю эту, по сути, техническую проблему вполне можно решить, различными путями.

Эпилог.

Концепция аппарата описанного в данной статье, была изначально черновым вариантом, который впоследствии был доработан и переосмыслен. Например стало понятно, что цельная металлическая сфера ни к чему да и дисковая форма не самый лучший вариант и т.д. В итоге оказалось, что проще написать новую статью чем переделывать данную. Что и было сделано. Как изменился данный концепт можно ознакомится в статье: "Электростат на аэроинонах"

http://samlib.ru/editors/l/lemeshko_a_w/aau.shtml Эта же статья оставлена для ознакомления.

Литература.

1. Космическая скорость.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C

2. Магнитосфера.

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

3. Сила Лоренца.

http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D1%96%D1%82%D0%BD%D0%B0_%D1%96%D0%BD%D0%B4%D1%83%D0%BA%D1%86%D1%96%D1%8F

4. Магнитоплан - космический корабль будущего Анатолий Николаевич Гайдук

http://www.space.com.ua/gateway/news.nsf/NewsAnalitR/C20927A443D6789DC22573AE002A2228!open

5. Физическая энциклопедия. МАГНИТНОЕ ЭКРАНИРОВАНИЕ http://www.femto.com.ua/articles/part_1/2064.html

6. Ударная сила. Боевые НЛО.

http://www.youtube.com/watch?v=u0Seyiw-NTU

7.О магнитолете Филимоненко.

http://samlib.ru/l/lemeshko_a_w/all.shtml

Автор: Лемешко Андрей. 2012

Комментарии: 4, последний от 04/02/2019. © Copyright Лемешко Андрей (biomarket@ukr.net) Размещен: 01/03/2012, изменен: 03/12/2015. 18k. Статистика. Статья: Изобретательство Летательные машины Иллюстрации/приложения: 10 шт. Скачать FB2		Ваша оценка:

Лемешко Андрей: другие произведения.

В космос на Магнитоплане.