Lem Andrew: другие произведения.

Диамагнитный парус

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:
  • Аннотация:
    Альтернатива солнечному парусу.


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

СКАЧАТЬ КНИГУ


3.10. Диамагнитный парус.

   Вступление.
   Известно, что "магнитное поле во Вселенной повсюду, оно есть у звезд, галактик, квазаров. Образование космических магнитных полей - центральная проблема современной астрофизики. В ее решении особая роль принадлежит изучению межгалактического магнитного поля"[1].
   "... в настоящее время не существует данных о первичном космическом магнитном поле, хотя есть довольно много теоретических модельных оценок величины такого поля. Разброс оценок довольно велик: 10-9 - 10-19 Гс"[1].
   И это не какой то там гипотетический эфир а вполне реальная субстанция взаимодействуя с которой можно реально передвигаться в межпланентом и даже межзведном пространстве.
   Так известно, что магнитное поле вполне ощутимо способно взаимодействовать с веществом.
   То есть вещество способно отталкиваться от внешнего магнитного поля, это явление получило название "диамагнитная левитация".
   Магнитная левитация.
   Что бы представить, как происходит это отталкивание, следует знать, что подавляющее большинство атомов обладает собственным магнитным полем. Практически любой атом можно представить в виде крошечного электромагнитика или Катушки Томпсона с северным и южным полюсами. Этот магнитный эффект объясняется тем, что электроны двигающиеся по орбитам как бы размазаны, по кольцу, причем то, что мы называем электрономи это пик или же вершины волны которые огибают ядро атома , отсюда принято рассматривать электроны как круговой ток текущий по короткозамкнутым контурам - орбитам вокруг атомного ядра и эти то круговые токи, и порождают магнитные поля . Сложив магнитные поля, индуцируемые всеми электронами атома, мы получим суммарное магнитное поле атома [2]. В большинстве веществ по причине того, что электроны могут вращатьcя в разные стороны, то есть "провода" в этих макро электромагнитах могут быть "намотаны" как за часовой стрелкой так и против, магнитные поля создаваемый электронами вокруг атомов могут ориентированы хаотично, в результате чего они взаимно гасятся. То есть в общем магнитном поле "плюс" и "минус" могут совпадать и накладывается при чем несколько раз. Отсюда мы имеем наличие магнитного поля, но то так сказать и отсутсвие магнитного момента тоже.
   Детальный механизм возникновения магнитного момента несколько различен для различных видов веществ (атомов, многоатомных молекул, кристаллов) и корректно объясняется только в рамах квантовой теории строения вещества. Не претендуя на количественное соответствие результатов расчетов и экспериментальных данных, качественно понять механизм возникновения магнитного момента можно и в рамках классической физики.
   Пусть в некотором атоме два электрона вращаются по одинаковым круговым орбитам в противоположные стороны . На электроны действует кулоновская сила со стороны ядра, которая и обеспечивает центростремительное ускорение электронов. Каждый из движущихся электронов представляет собой круговой ток, который обладает магнитным моментом. Понятно, что в данной модели, так как электроны вращаются в противоположных направлениях, суммарный магнитный момент данной системы равен нулю. Рис.1

 []

Если же этот атом поместить в магнитное поле (для простоты перпендикулярное плоскости орбит), то на движущиеся электроны начнет действовать сила Лоренца , причем эта сила для одного электрона будет направлена к центру окружности, а для другого - от центра. Эти силы изменят скорости движения электронов: скорость одного возрастет, а другого уменьшится, в результате чего магнитные моменты электронов изменяться, а атом в целом приобретет магнитный момент, направленный противоположно внешнему полю [3].
   То есть часть из магнитных полей, слабеет, так как электрон тормозится, а часть усиливается по причине ускорения электрона... Естественно, что при условии того, что магнитные поля направлены в одну сторону они несколько усиливают друг друга. В результате кусочек такого вещества оказывается окружен магнитным полем. И это магнитное поле имеет знак противоположный исходному внешнему полю. И происходит взаимное отталкивание.Рис.2

 []

   Космический аппарат с диамагнитным двигателем.
   Теперь перейдем к описанию конструкции аппарата для межпланетных и даже межзвездных перелетов.
   "Вся конструкция летательного аппарата выглядит следующим образом:
   Это шар, внутри которого размещаются жилые отсеки, энергетическая установка, и органы управления. Главная изюминка летательного аппарата состоит в устройстве оболочки шара. Оболочка шара разделена на одинаковые сегменты, в принципе так же как в футбольном мяче. Каждый сегмент-сверхпроводящий материал (в виде тонкого листа), с двух сторон окруженный другим материалом. В полости, образованной этими материалами, находится космический вакуум, в котором все тела интенсивно охлаждаются за счет теплового излучения с поверхности аппарата. Теплоотдача излучением пропорциональна площади поверхности и, по закону Стефана - Больцмана, четвертой степени ее температуры. Охлаждение в вакууме, в условиях космоса возможно: как путем испарения жидкости и тепловым излучением с поверхности аппарата. Испарители применяют редко, ведь для них надо брать с собой запас 'хладагента'. Гораздо чаще используют радиаторы, помогающие 'излучать' тепло в космос[5]
   Эта конструкция заключена в светоотражающую оболочку для обеспечения хорошей теплоизоляции, охлаждаемых элементов. Главный вопрос состоит в том, что способна ли сила магнитной левитации обеспечит достаточную толкающую силу для перемещения в космосе летательного аппарата? Толкающая сила летательного аппарата прямо пропорциональна площади оболочки летательного аппарата и обратно пропорциональна массе летательного аппарата:
   F=k*(S/M)
   F-толкающая сила
   k-коэффициент пропорциональности
   S-площадь оболочки летательного аппарата
   M-масса летательного аппарата [4]
   Из этого соотношения видно, что при достаточно большой площади оболочки летательного аппарата и низкой массе летательного аппарата толкающая сила магнитной левитации будет достаточной чтобы перемещаться в открытом космосе. Управление летательного аппарата осуществляется при помощи "включения" и "отключения" отдельных сегментов оболочки шара. Включение сегмента означает, что сверхпроводящий лист находится, соответственно,в сверхпроводящем состоянии. Отключение сегмента означает, что
   сверхпроводящий лист переходит из сверхпроводящего в нормальное состояние путем повышения температуры листа. Для этого просто достаточно убрать светозащитное покрытие или другим способом нагреть этот лист...
   При "отключении" сегмента ослабляется сила магнитной левитации в направлении этого сегмента и шар (то есть летательный аппарат) движется в этом направлении. Для полета магнитного летательного аппарата необходимо только наличие магнитного поля"[4].
   Эпилог.
   Все знают, дальность полета, скорость и даже способность к маневрированию при использовании наиболее перспективных космические ЭРД находится в полной зависимости от запаса "Ксенона" если речь идет про российские ЭРД. К тому же ресурс работы этих двигателей не так уж и высок. Тот же "Энергомаш" предлагает при полете всего лишь до Марса использовать "пакет" из ЭРД. С учетом того, что часть двигателей выйдут из строя. Но ракета долетит до пункта назначения на оставшихся. Предлагаемый же девайс может легко перемещатcя даже в межзведном пространстве где в силу удаленности от Солнца даже солнечный парус неэффективен, и главное ресурс работы данного двигателя практически ничем не ограничен.
   Литература.
   1.МЕЖГАЛАКТИЧЕСКОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Ю.Н. ГНЕДИН, доктор физико-математических наук ГАО РАН http://www.inauka.ru/astronomy/article99696/print.html
   2.http://www.science-time.com/tochka-kyuri.html
   3. http://www.physbook.ru/index.php/%D0%A1%D0%BB%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D0%BD%D1%8E%D0%BA_%D0%90.%D0%98._%D0%A4%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0_10/13.3
   4.http://interjurnal.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=1%3A2010-05-15-13-22-49&catid=14%3A2010-05-15-06-28-28&Itemid=15%E2%8C%A9=ru
  5.Игорь Афанасьев, Дмитрий ВоронцовАнатомия спутника http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/6330/
   Автор: Лемешко Андрей.
  
  
  
  

 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com К.О'меил "Свалилась, как снег на голову"(Любовное фэнтези) А.Ефремов "История Бессмертного-2 Мертвые земли"(ЛитРПГ) Н.Мор "Карт бланш во второй жизни"(Любовное фэнтези) Н.Любимка "Черный феникс. Академия Хилт"(Любовное фэнтези) М.Юрий "Небесный Трон 2"(Уся (Wuxia)) А.Вильде "Джеральдина"(Киберпанк) М.Юрий "Небесный Трон 4"(Уся (Wuxia)) А.Ригерман "Когда звезды коснутся Земли"(Научная фантастика) А.Кутищев "Мультикласс "Турнир""(ЛитРПГ) Н.Самсонова "Сагертская Военная Академия"(Любовное фэнтези)
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"