Обзор конструкций инерцоидов.

На Рис.12.4.1 изображен инерцоид К. Э. Циолковского. В 1873 году у К.Э. Циолковского, 16–летнего подростка, учившегося самостоятельно, появилась идея центробежного механизма, который состоял из привода и двух перевернутых маятников, принудительно циркулирующих вверх–вниз. При дальнейшем размышлении будущий основоположник современной космонавтики отказался от своей идеи. В 1899 году подобный аппарат все же был построен 17–летним американцем Р. Годдардом, впоследствии одним из пионеров ракетной техники. Однако его модель не заработала. Возвращаясь к машине подобного типа, П. Колосов из Томской области полагает, что центробежные силы реальны и устройства, работающие на их основе, смогут заменить самолеты.

Рис. 12.4.1

Против такой модели инерцоидов есть стандартные возражения противников. Якобы в инерцоиде К. Э. Циолковского не учтено равное действие сил, прижимающих аппарат к земле при ускорении грузов. Противники считают, что аппарат может только подпрыгнуть, оттолкнувшись от земли, но в воздухе опоры нет. Однако в соответствии с изложенным механизмом работы инерцоидов разгон и торможение не влияют на изменение суммарного импульса инерцоидов. Реактивное взаимодействие реальных масс грузов и тележки взаимно компенсируется. Поэтому теоретически инерцоид Циолковского ничем принципиально не отличается от инерцоида Толчина. Просто в нём на фоне реактивных сил привода очень сложно выделить импульс поступательного движения в чистом виде.

***

На Рис. (12.4.2 а) изображен инерцоид с изменяемой длиной рычагов. В. Околотин комментирует такую конструкцию следующим образом: «При росте длины плеча и постоянных оборотах центробежные силы вырастут, но их уравновесят силы реакции в приводе». Это стандартный аргумент противников безопорного движения, как пример голословного отрицания явления при полном отсутствии понимания его сути и какого–либо желания разобраться в ней. Такие аргументы, как правило, основаны исключительно только на авторитете мнения официальной науки. А точнее на авторитете мнения представителей официальной науки, которые так однобоко её понимают.

Рис.12.4.2

Вы только вдумайтесь в смысл фразы В. Околотина: «…центробежные силы вырастут, но их уравновесят силы реакции в приводе». Но ц ентробежные силы уже сами по себе в классической физике являются силами реакции! Какая ещё реакция может быть на силу реакции? Можно, конечно предположить, что В. Околотин просто оговорился, но тогда зачем же ему вообще понадобилось упоминать об уравновешивании центробежных сил инерции, если силы инерции в классической физике в любом случае считаются фиктивными, т.е. несуществующими силами, которые не могут ничего двигать независимо от того уравновешены они или нет?! Скорее всего, по существу Околотину возразить просто нечего. Он не может конкретно сказать, что там чего уравновешивает. Поэтому он просто слепо опирается на общие догмы классической физики, запрещающие изменение импульса в классической замкнутой системе. Не может быть, потому что нельзя. Однако даже замкнутая система не всегда замкнута (см. выше).

В любом действующем инерцоиде силы привода всегда уравновешены силами реакции ответных тел, к которым они приложены, но при этом инерцоид, тем не менее, изменяет импульс своего движения за счет инерции движения грузов, а вовсе не за счет реактивных сил проявляющихся при работе привода. В конструкции, изображённой на рисунке (12.4.2 а), грузы фактически движутся по строго круговой направляющей. При этом центробежная сила направлена не вдоль рычагов, а вдоль геометрического радиуса, который в передней и задней полуплоскости один и тот же. Поэтому при постоянной угловой скорости вращения грузов никакой тяги не будет, т.к. центробежная сила в обеих полуплоскостях будет одинаковой.

Теоретически разность ЦБ сил можно получить и при постоянной угловой скорости за счёт разных радиусов. Но разные рычаги предполагают и разные окружности, как показано на (12.4.2 б). Однако в такой конструкции получить импульс поступательного движения в чистом виде так же трудно, как и в инерцоиде Циолковского, т.к. техническая реализация таких механизмов очень ограничена. В таких механизмах возникают очень сильные холостые механические напряжения, которые делают их крайне неэффективными и неработоспособными.

***

В центрифугальном космолете Ф. Сулимкина (Рис.12.4.3) по мнению автора, тяга появляется при встречной раскрутке масс или при ударе брошенных масс в торец корабля. Можно использовать эти силы порознь или вместе. При ускоряющейся раскрутке тяга появится точно так же, как она появляется при замедлении вращения. Однако ускорение вращения должно происходить только в передней полуплоскости по ходу прямолинейного движения. Но замедлять или ускорять вращение в непрерывном режиме можно очень ограниченное время, так что космолет из данной конструкции не получится. А бросание масс это чисто реактивное взаимодействие, которое не влияет на изменение импульса движения системы при упругом ударе.

Рис. 12.4.3

Можно, конечно же, обеспечить неупругое воссоединение грузов и корпуса космолета. Но тогда необходимо разработать конструкцию возвращения грузов в исходное состояние без уменьшения прямого импульса. 

***

Р. Чуркин (Московская обл.) а.с. №365938 предложил создать параметрический инерционный привод в виде жесткого замкнутого трубопровода (Рис.12.4.4), частично заполненного вязкой электропроводной массой. Эта масса толкается электромагнитным полем и, проходя мембрану с пневматическим дросселем, должна создать направленное импульсное поступательное движение.

Рис.12.4.4

Будет ли такой инерцоид реально двигаться, можно определить, только просчитав импульс центробежной силы в каждой полуплоскости в соответствии с описанным выше механизмом. Ведь в этой конструкции не только изменяется угловая скорость рабочего тела, но и его масса.

***

Сергей Макухин из Ангарска в статье «Неизвестные особенности механики» предлагает конструкцию безопорного двигателя, основанную на изменении момента инерции (см. Рис. 12.4.5).

Рис. 12.4.5

Принцип действия механизма понятен из рисунка. Такая конструкция, как и движитель с изменяемой длиной рычага, изображенный на рисунке 12.4.2, не противоречит принципу изменения центра масс системы за счет изменения количества инертности.

***

На рисунке 12.4.6 и 12.4.7 изображен инерцоид, в котором эффект изменения инерционности грузов при их линейном взаимодействии обеспечивается вращением грузов вокруг собственной оси вращения. Задний зеленый маховик, жестко соединен с корпусом. Передний синий маховик имеет возможность линейного перемещения вдоль продольной оси корпуса.

Рис. 12.4.6

В каждом полутакте линейного взаимодействия грузы вращаются только в своем направлении, что обеспечивается муфтами свободного хода разной направленности. При встречном линейном движении грузов вращается только передний синий маховик. Задний маховик участвует во встречном взаимодействии без вращения. В результате в первом полутакте работы механизма, импульс его движения изменяется в прямом направлении – синяя стрелка короче зелёной (см. Рис. 12.4.6)..

Во втором полутакте грузы расходятся (см. Рис. 12.4.7). При этом муфта свободного хода переднего маховика отключается, а муфта заднего маховика включается. Таким образом, при расхождении грузов дополнительное количество инерционности получает задний зеленый маховик. В результате во втором полутакте вся система снова изменяет импульс в прямом направлении – зелёная стрелка короче синей.

 

Рис. 12.4.7

Такая схема позволяет сделать оба полутакта рабочими, хотя наличие второго маховика утяжеляет инерцоид. Для экономии энергии на торможение вращающихся грузов при подготовке их к следующему рабочему ходу, грузы можно совместить с генератором электрического тока, который будет заряжать аккумулятор, питающий электропривод. Если установить на другом торце каждого маховика зубчатые муфты свободного хода с приводом от маховика и соответствующие зубчатые рейки так, чтобы вращающийся маховик после рабочего полутакта вновь возвращал изъятую в рабочем полутакте энергию линейного взаимодействия в линейное взаимодействие при его обратном ходе, то можно повысить КПД и мощность инерцоида.

Подвижный относительно корпуса в линейном направлении маховик имеет малую по сравнению с остальным механизмом массу, что снижает эффективность поступательного продвижения инерцоида. Однако за счет большей относительной скорости подвижного маховика он получит и большую скорость вращения, что позволяет компенсировать пониженную эффективность линейного взаимодействия. Эффект компенсации малой массы можно усилить за счет увеличения передаточного числа зубчатой передачи подвижного маховика и таким образом увеличении скорости его вращения, что увеличит его эффективную массу (инерцию). Кроме того, за счет большей линейной скорости и соответственно большей кинетической энергии подвижного маховика в данной конструкции появляется возможность использовать эффект движения инерцоида за счет избыточной энергии переднего маховика при соответствующем возвращении его в систему.

***

На рисунке (12.4.8) изображён инерцоид Толчина с грузами–гироскопами. Принципиально такой инерцоид не отличается от инерцоида Толчина. Грузы–гироскопы можно закреплять на рычагах так, что их главная ось симметрии будет являться радиальным продолжением самих рычагов (Рис. 12.4.8 б) или же перпендикулярно рычагам (Рис. 12.4.8 а).

 

 

Инерцоид Толчина с грузами–гироскопами.

Рис. 12.4.8

Как известно, возможности управления угловой скоростью инерцоида Толчина ограничены сложностями разгона и торможения в пределах каждого цикла, т.е. в пределах всего одной окружности. Для повышения эффекта приходится увеличивать массу грузов. Однако это утяжеляет общую массу инерцоида и соответственно ухудшает его способность к поступательному перемещению за счёт центробежных сил вращения грузов относительно оси инерцоида. Интересный эффект может получиться, если грузы заменить гироскопами.

При вращении таких грузов движущая центробежная сила возрастёт за счёт гироскопических сил, увеличивающих эквивалентную массу грузов, т.к. ось гироскопов будет вращаться с угловой скоростью рычагов. При этом общая масса гироскопа останется прежней. Причём в поступательном движении гироскопов его ось не подвержена повороту, т.е. дополнительного сопротивления поступательному движению инерцоида не будет.

В варианте (Рис. 12.4.8 а) рычаги будут испытывать переменную нагрузку в вертикальной плоскости за счет прецессии при воздействии переменной угловой скорости рычагов. В варианте (Рис. 12.4.8 б) этот недостаток можно преодолеть, если закрепить гироскопы не жестко, а предоставить им возможность вращаться вдоль оси, совпадающей с продольной осью рычагов.

***

В. Ю. Кашуба (Белореченск, Краснодарский край) предлагает антигравитационный инерцоид, изображённый на рисунке (12.4.9). По мнению автора, центробежная сила кольца, вращающегося в плоскости перпендикулярной радиусу Земли, обеспечит инерцоиду антигравитационную силу, направленную против силы тяготения Земли.

Рис. 12.4.9

Обозначения на рисунке:

F_cfi = m_i * V² / r – центробежная сила инерции материальной точки на кольце

P_i = m_i * g – сила тяжести материальной точки на кольце

V – окружная скорость вращения кольца

Rз = 6371 км – радиус Земли

По замыслу автора для того чтобы материальная точка находилась в невесомости должно выполняться условие:

m_i * g – F_cfi * cos β = 0

Автор пишет, что если вращение происходит близко к поверхности Земли, то:

сos β = sin γ = r / R_з

тогда:

F_cfi * cos β = m_i * (V² / r) * (r / R_з) = m_i * V² / R_з

То есть условие (m_i * g – F_cfi * cos β = 0) выполняется при V, равной первой космической:

V = V₁ = (g * R₃)^1/2

Как видно, анти гравитационная сила инерцоида Кашубы не зависит от радиуса кольца. Это совершенно естественно, т.к. центробежные силы гироскопа в плоскости кольца диаметрально уравновешиваются, превращаясь во внутреннее статическое напряжение кольца. Естественно, что внешние неуравновешенные силы по отношению к кольцу не могут являться проекциями его внутренних сил. А вот линейная скорость в плоскости кольца ничем не уравновешена. Она является внешней для Земли, не только в плоскости кольца, но и в плоскости орбиты, которая проходит через радиус Земли (Rз) и вектор линейной скорости кольца.

При этом равновесие с силой тяготения (m_i * g - Fор. = 0) обеспечивает именно орбитальная центробежная сила (Fор. = m_i * V² / R_з), а вовсе не внутренняя центробежная сила кольца (F_cfi = m_i * V² /r) в виде своей формальной проекции (F_cfi * cos β). Именно в этом и заключается физический смысл вращательного движения в небесной механике, который никак не связан с внутренними силами гироскопа.  Однако даже если для отдельной материальной точки кольца центробежные силы теоретически и уравновешивают силу тяготения при первой космической скорости, то практически не только для всего гироскопа в целом, но и для отдельных точек кольца, никакой невесомости не наступит.

Механизм формирования вращательного движения в связанном вращении, каковым является система гироскопа, и в небесной механике принципиально идентичны (см. главу 3.4.). Существенно отличаются только абсолютные величины их кинематических и динамических параметров. Если в связанном вращении механизм его формирования осуществляется на микроуровне, то в небесной механике он выходит на макроуровень. Грубый оценочный расчёт, приведённый в главе (3.4.) показывает, что длина одного законченного цикла формирования вращательного движения в небесной механике может составлять от 160 метров до 8000 метров. Может быть мы несколько и ошибаемся в своей оценке, но именно с небесными размерами механизма преобразования движения по направлению в небесной механике и должен быть связан размер летающего по законам небесной механики гироскопа, иначе вращательное движение вдоль орбиты просто не сформируется.

Однако даже с небесными размерами гироскоп всё равно не полетит, т.к. все элементы диска гироскопа жестко связаны между собой, что не позволит каждой его точке в отдельности соблюдать траекторию механизма вращательного движения вдоль орбиты. В этом смысле весь жесткий диск гироскопа соответствует одной точке, т.е. единому телу с внутренним движением точек, которое в целом вдоль орбиты не движется и соответственно никакие силы, противодействующие тяготению, для гироскопа в целом не образуются. Хотя, на наш взгляд, диаметрально уравновешенные точки, движущиеся по кольцу и имеющие полную свободу действия, кроме диаметральной связи, вполне могли бы уравновесить силу тяготения, двигаясь по своему локальному кольцу, а не по орбите. Однако это уже не гироскоп. Это другое устройство и другая тема. Скажем только, что на практике она, мягко говоря, очень труднореализуемая.

В подтверждение своей идеи автор ссылается на данные реальных опытов с гироскопами, в которых зафиксировано небольшое изменение веса. Однако не всё так просто, как кажется на первый взгляд. Реально существующие гироскопы вопреки расчётам автора почему–то упорно не хотят летать, а изменения веса вовсе не соответствуют его расчётам. Приведём простой пример этого несоответствия:

Пусть радиус гироскопа – 0,2 м.

Линейная скорость орбитального движения вблизи Земли нам известна (V = 7900 м / с).

Тогда, для того чтобы такой гироскоп в соответствии с теорией автора полностью потерял вес, его угловая скорость должна быть равна:

ω = V / 2* π * r = 7900 / (6,28 * 0,2) = 6290 [об /с] = 377389 [об / мин]

Это вполне достижимая для гироскопов скорость вращения, по крайней мере, для экспериментальных гироскопов. Однако ни один земной гироскоп ещё не полетел и даже не завис над лабораторным столом. А изменение веса гироскопа при их свободном падении, настолько мало, что его трудно даже зафиксировать. При этом экспериментаторы объясняют изменение веса вовсе не центробежной силой в плоскости кольца гироскопов и даже не центробежной силой относительно Земли, т.е. вовсе не небесной механикой Ньютона, а якобы неизвестным пока физике влиянием поля инерции гироскопа на поле тяготения. Но это уже другой вопрос.

***

В институте НИИ КС им. А. А. Максимова были разработаны и созданы макеты (модели) твердотельных и жидкостных движителей с целью получения тяги без выброса реактивной массы, разработан и введен в эксплуатацию испытательный стенд, на котором проводились испытания и исследования характеристик макетов. 

Жидкостные движители системы С. Полякова ГД 1–2/0 и другие показали тягу до 100 г длительностью 40 с..

С целью подтверждения качества проведения экспериментов с жидкостными движителями был проведен ряд мероприятий, направленных на выявление влияния внешних факторов на результаты испытаний, которые показали, что влияние, например, таких факторов, как действие реактивной струи вентилятора электродвигателя макета или подъемной силы нагретого воздуха на результаты испытаний является весьма незначительным.

Твердотельные движители.

Гироскопный движитель ДТГ–1 разработки А. Черняева показал тягу до 25 г, а движитель ДТГ–2 – тягу в 2 г. 

Движитель ДТ–1 разработки НИИ КС показал тягу до 3 г. ДТ 1/1, ДТ–2 показали длительную тягу до 8 г.

Испытания движителей проводились как на рычажных весах, так и на воде.

***

«Гироскоп для передвижения в пространстве». Линевич Э. И., Владивосток, 11.03.2006г., е–mail: [e-mail], (см. Рис. 12.4.11). Рисунки скопированы из работы автора, которую вы можете найти в сети. В сети так же есть «Комментарии Богомолова В.И. (с опорой на математическую модель Бронского О.Н.) к реферату Линевича Э.И. на тему: «Гироскоп для передвижения в пространстве»».

Вступление Богомолова к статье:

«На сайте Линевича Э.И. http://www.dlinevitch.narod.ru я обнаружил много ценных идей и интересных мыслей, которые обогащают современную парадигму физики, в том числе, нашел эту статью. В ней, краткой по форме и ёмкой по содержанию, просто и доходчиво (гениальное – всё «просто») излагается суть его диссертации, доказательство теоретической возможности использования механических устройств на практике, использования физического «эффекта прецессия», для без реактивного перемещения в пространстве».