Lem Andrew: другие произведения.

Самый простой Электрический Ракетный Двигатель

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Конкурс 'Мир боевых искусств.Wuxia' Переводы на Amazon
Конкурсы романов на Author.Today

Конкурс фантрассказа Блэк-Джек-20
Peклaмa
 Ваша оценка:


Самый простой Электрический Ракетный Двигатель.

  
   Вступление.
  
   Пока энтузиасты из США строят реактивные двигатели на метане способные в ближайшем будущем доставить людей на Луну и Марс. Между учеными и изобретателями всего миры началась негласная гонка по созданию Электро Ракетных Двигателей. Их конструкций достаточно много. На испытания некоторых патентов уже выделили деньги. Какие-то ЭРД уже корректируют орбиты спутников. Все готовятся к появлению компактной ядерной силовой установки. Над созданием которой уже без малого двадцать лет с переменным успехом работают ученые ведущих стран мира. Далее получение разрешение от ООН на использование ядерных реакторов в космосе, хотя бы на дальних орбитах. И к иным планетам отправятся ядерный ракеты. Возможно это произойдет уже в ближайшие 15-20 лет. Воодушевленный успехами как российских, так и иностранных изобретателей на ниве создания ЭРД. Считаю, что следует поучаствовать в этой "гонке" и предлагаю на рассмотрение читателей самый простой ЭРД с неограниченным "моторесурсом". Увы в космосе чинить реактивные двигатели сложно и поэтому для дальних экспедиций нужны сверхнадежные реактивные двигатели в которых по возможности нечему ломаться.
  
   Основные идеи.
  
   Основное направление в создании ЭРД это конечно ионизация создание плазмы и т.д. То есть концептуально подавляющее количество разработок -- это высокотемпературные агрегаты. Что есть минус. Так как эти ЭРД надо охлаждать в вакууме, а это нетривиальная задача. Поэтому предлагаю отказаться от "горячих" ЭРД. И взять за основу низкотемпературные способы ускорение тех же газов. Без их нагрева и ионизации. Это существенно упростить и саму конструкцию и увеличит моторесурс двигателя. Если нет больших температур, то и требования к износостойкости материалов, из которых изготавливается двигатель на порядки меньше. Какие низкотемпературные способы ускорения веществ общеизвестны? Смотрим на счастливую левитирующую лягушку в сильном магнитном поле [1].

 []

   Ничего удивительного в этой магнитной левитации нет. Все вещества в той или иной степени диамагнетики [2]. То есть все вещества какие больше какие меньше намагничиваются против приложенного к ним внешнего постоянного магнитного поля.

 []
[3]

  
   И естественно выталкиваются из более плотного магнитного поля в те области где магнитное поле слабее или отсутствует. Механизм этого явления хорошо изучен и детально описан в учебниках [3] поэтому не имеет смысла повторно описывать это явление в данной статье. В случае с лягушкой основным диамагнетиком который выталкивается из магнитного поля является вода. Лягушка, помещенная в магнитное поле выталкивается из этого постоянного магнитного поля диамагнитным ответом. Ученый Андрей Гейм получал за опыты с лягушкой шуточную "Шнобелевскую премию". И казалось бы какая польза я этой левитации? А она есть по сути опыт Андрея Грема показал, как можно создать диамагнитную пушку. В которой все диамагнетики могут ускоряться.
  
   Диамагнитная пушка
  
   Любая катушка Томсона. С переменным шагом намотки превращается в диамагнитную пушку способную разогнать газообразный диамагнетик [4]. Там, где витки намотаны близко друг к другу, магнитное поле более плотное. А где шаг витка идет на увеличение то плотность магнитного поля падает.

 []

   Подав диамагнитный газ через самый сильный магнитный полюс в полую трубку вокруг которой намотаны витки провода с различным шагом. Мы добьёмся того, что газ благодаря диамагнитном ответу начнет двигаться в трубке ускоряюсь от одного полюса к другому. Из области где магнитное поле более плотное к тому полюсу где плотность поля идет на уменьшение.
  

 []

   Чем длиннее эта трубка и чем сильнее постоянное магнитное поле мы с умеем создать вокруг диамагнитного газа, тем больше будет скорость частиц на выходе. А значит и сила реактивной тяги.
  
   Рабочее тело N2
  
   Теперь нужно определиться с рабочим телом для данного двигателя. Смотрим таблицу диамагнетиков [2]

 []
[2]

   И сразу видим Азот. Отмечу сразу это для "нормальных условий". Магнитная восприимчивость у переохлажденного азота явно куда выше. Хотя в открытых источниках информации по этому вопросу не найдено. Кроме азота к диамагнетикам относятся инертные газыно из-за их дороговизны и экзотичности предлагаю их игнорировать тем более, что Азота в атмосфере Земли почти 73 процента [5] да и добывать его из прямо из атмосферы достаточно легко. Даже за счет диамагнитных свойств Азота. Патенты имеются [5]

 []
[5]

   Также литр жидкого азота, испаряясь и нагреваясь до 20 RC, образует примерно 700 литров газа [6] А это компактность космического корабля. Переохлажденный азот компактен и обладает повышенной магнитной восприимчивостью. Вероятно, даже не хуже, а то и лучше чем у воды. Теперь представим себе, как будет выглядеть межпланетная ракета с диамагнитным ЭРД.
  
   Диамагнитная ракета.
  
   В центре по всей длине диамагнитная пушка. Способная создавать магнитное поле до нескольких Тесла. Вокруг "двигателя" жилой отсек. Также вокруг отсека и двигателя будут находится бак с жидким азотом,

 []

   И солнечные батареи вокруг бака с жидким Азотом. Надо же иметь источник энергии для диамагнитной пушки.
  
   Искусственная гравитация.
  
   В начале статьи мы рассматривали то, что лягушка левитирует в магнитном поле. О чем это говорит? О том, что диамагнитные ответ живого организма может быть идентичен ответу на гравитационное поле. В случае с лягушкой диамагнитные силы выталкивания скомпенсировали силы гравитации стали больше их. Если же убрать гравитацию, то человек будет реагировать на внешнее магнитное поля как на гравитационное поле.

 []

   На рисунке показано действие магнитного поля на тело человека на полюсах. Эта "симуляция" как раз и возможно разному шагу в намотке. Именно разный шаг намотки обеспечивает то, что магнитное поле вокруг двигателя будет действовать на экипаж в кабине на подобии гравитации.
   То есть в кабине экипажа будет аналог гравитации. Космонавты смогут ходить двигаться, что сохранит нагрузку на кости и мышцы.
  
   Антирадиационная защита.
  
   Кроме этого это магнитное поле будет защищать астронавтов от солнечной радиации. Дополнительная антирадиационная защита -- это также баки с жидким азотом. Жидкости прекрасно защищают живые организмы от солнечной радиации. Итак, продумано все. Компактное "рабочее тело" - жидкий азот. Сильное магнитное поле в качестве разгонного элемента и даже искусственная гравитация на борту. И при этом в описанной конструкции нет ничего сверх или запредельно высокотехнологичного. Создавать магнитные поля до нескольких Тесла человечество умеет, как и работать с переохлажденным азотом. Также если окружить корпус корабля солнечными батареями мы получим еще один барьер на пути у солнечной радиации.
  
   Эпилог.
  
   Где-то вот так может выглядеть космический аппарат на диамагнитной реактивной тяге. Обратите внимание на то, что двигатель не испытывает перегрева. Космонавты защищены от солнечной радиации у них есть искусственная гравитация. Ломаться глобально нечему. Аппарат на грани курорта.
  
   Литература.
  
   1.Анти Нобель.
    http://ig-nobel.ru/a2000fiz.php
   2.Диамагнетики Материал из Википедии -- свободной энциклопедии
   https://ru.wikipedia.org/wiki/Диамагнетики
   3. Магнитные свойства вещества
   http://physiclib.ru/books/item/f00/s00/z0000051/st091.shtml
   4. Плазменный электрореактивный двигатель и способ создания реактивной тяги. Беклемишев Алексей Дмитриевич
   https://findpatent.ru/patent/259/2594937.html
   5. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА С.Ю. Бузоверов
https://cyberleninka.ru/article/n/ustroystvo-dlya-vydeleniya-kisloroda-iz-atmosfernogo-vozduha/viewer
   6. Жидкий азот Материал из Википедии -- свободной энциклопедии
   https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B8%D0%B4%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D1%82
  
  
  

 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com А.Завадская "Архи-Vr"(Киберпанк) К.Кострова "Кафедра артефактов 2. Помолвленные магией"(Любовное фэнтези) К.Федоров "Имперское наследство. Забытый осколок"(Боевая фантастика) А.Тополян "Механист"(Боевик) М.Юрий "Небесный Трон 4"(Уся (Wuxia)) А.Робский "Блогер неудачник: Адаптация "(Боевое фэнтези) LitaWolf "Враг мой. Академия Блонвур 2"(Любовное фэнтези) С.Панченко "Ветер: Начало Времен"(Постапокалипсис) М.Юрий "Небесный Трон 1"(Уся (Wuxia)) М.Атаманов "Альянс Неудачников-2. На службе Фараона"(ЛитРПГ)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
А.Гулевич "К бою!" С.Бакшеев "Вокалистка" Н.Сайбер "И полвека в придачу"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"