Кинетические двигатели


О кинетических прямоточных двигателях и кумуляции: marstraktor

В последнее время приходится много читать об использовании гравитационной и кинетической энергии небесных тел для разгона космических  аппаратов (далее КА) (см. здесь , здесь и там по ссылкам). Действительно, идея представляется крайне заманчивой, т.к. этой энергии там просто моря.

Дело в том, что существует обидная «дырка» в энергиях между химическими взаимодействиями, на которых работают двигатели современных ракет (единицы электронвольт) и ядерными (мегаэлектронвольты). Химия (горючее+окислитель) – это слишком слабо, ракета везет в основном запас топлива и окислителя, отношение массы полезной нагрузки к массе заправленного носителя ничтожно, а при необходимости достижения скоростей, сколько-нибудь превышающих первую космическую,  оно падает в разы. Ядерная энергия – напротив, слишком сильно, трудноуправляемо, опасно,  связано с экстремальными мощностями и сверхвысокими энергиями, выделяющимися в малом объеме,  необходима мощная защита от радиации и выбросов.

А вот кинетическая энергия небесных тел (далее НТ) – то, что нужно. Она по порядку величин как раз заполняет эту нишу между химией и ядерной тягой. Дело в том, что энергия растет как квадрат скорости и куб линейных размеров объекта, так что камешек размерами вдвое больше другого камешка, летящий вдвое быстрее его, будет обладать энергией,  в 32 раза большей.

Приснопамятный челябинский метеорит, довольно небольшой по астероидным  масштабам, имел кинетическую энергию, эквивалентную полумегатонне тротила, которая выделилась в виде тепла, света и ударной волны. Такой энергией (в теории) можно разогнать стотонный космический корабль (такой, как «Буран») до скорости 218 км/с.  Это много. До Нептуна такой корабль долетит за 8 месяцев, в отличие от «Вояджера-2», летевшего туда 12 лет. И всего-навсего 15-метровый камешек, который сравним по размеру с самим кораблем.

Затормозив Венеру всего на 1 миллиметр в секунду (ее орбитальная скорость 35 км/с), мы получим выделившуюся энергию, эквивалентную 580 мегатонн тротила (10 бомб типа «Кузькина мать»).  Это позволит разогнать до 100 км/с грузов общей массой 486000 тонн.

Но эти запасы энергии находятся в, так сказать, плохо растворимом виде. Не очень понятно, например, как (обо что) тормозить  планету или астероид. Гравитационным полем?  В настоящее время используется такой способ разгона космических аппаратов – гравитационный маневр.  alboros предлагает делать из вещества НТ пропеллентные потоки с высокой скоростью, которые направлять к Земле и использовать в камерах сгорания прямоточных кинетических двигателей.  И если не рассматривать экзотические варианты вроде WARP-двигателя, искривляющего пространство за и перед планетой, и тем самым создающий тормозящую силу, то основной (и единственный) вариант получения этой самой гравитационной энергии в приемлемом виде – чем-нибудь по этой планете сильно ударить или приложить к ней в направлении, противоположном вектору орбитальной скорости, некую силу.

Но чем стукнуть об планету? Самим кораблем? Не очень удачный вариант: это примерно то же, что пытаться запустить муху на пятый этаж, со всего маху врезав по ней теннисной ракеткой или, того хуже, бейсбольной битой. Или, что более правдоподобно с  точки зрения соотношения масштабов, протаранив сверхзвуковым самолетом. Понятно, муху просто расплющит или нашинкует на полоски.

Однако можно несколько исхитриться, посадив муху на теннисный мячик. Тогда у мухи появляется шанс уцелеть и оказаться на пятом этаже. Но что это (в нашем случае) должен быть за мячик? Правильно. Астероид. Тут сразу два профита: астероиды тяжелые и скоростные. И энергии при столкновении, скажем, такого астероида, как 50-метровый 2012DA14, пролетевший в прошлом году над Антарктидой,  например, с той же Венерой (почему я всё про Венеру, станет яснее попозже), выделится прилично – 30-50 мегатонн.

Но как ее использовать? При столкновениях ядер комет и астероидов с НТ энергия выделяется колоссальная (при падении кометы Шумейкеров-Леви на Юпитер выделилось 6 миллионов мегатонн!) Эта энергия слишком острая, это не конфетка, а бочка кайенского перца, ее трудновато схрумкать и переварить. К тому же , но большая часть ее разлетается в пространство в виде теплового излучения.

Но нельзя ли ее сконцентрировать и перевести в более «растворимую» форму? Ну, давайте помечтаем.

Вот и про Венеру теперь поговорим. Видите ли, 96% атмосферы Венеры – углекислый газ. А где может применяться углекислый газ? …Да, вон мальчик мне подсказывает,  в баллончиках для пневматики, но я не про это. А вот, скажем, сверхмощные лазеры – это уже ближе. И лазеры такие бывают не простые, а газодинамические (см. здесь и здесь). Вот примерно такое разгонное устройство и давайте представим. Это устройство, превращающее кинетическую энергию системы «метеорит-планета» в энергию лазерного луча, каковым лучом мы и разгоняем корабль, находящийся где-нибудь неподалеку.Рисунок:

Здесь 1 - входное сопло (коллектор атмосферного газа), 2 - тело астероида, 3 - камера сгорания, в которой входящий поток взаимодействует с веществом астероида с выделением энергии, 4 - резонатор лазера, 6 - выходной луч, 6 - отработанный поток.

Недостатки системы: высокая сложность конструкции (необходимость высокоточной обработки тракта, оптический резонатор и пр.), малый КПД, короткий период действия (минуты максимум), применимость только на планетах с мощной атмосферой. В общем, решение извратное и применимое лишь как теоретическая демонстрация принципа преобразования кинетической энергии НТ во что-нибудь удобоприменимое для разгона КА. Хотя, если будут разработаны ГД-лазеры (или лучше - мазеры), способные работать при больших градиентах давлений (напр., при пролете сквозь атмосферу газового гиганта или звезды), то, возможно, овчинка и станет стоить выделки (а идею-то я уже застолбил, ха!.. Над Эдисоном тоже смеялись.)

Далее, можно создать в недрах астероида некий мини-завод по производству высокоскоростного пропеллентного потока, который затем использовать в кинетическом двигателе alboros'а. Рисунок:

1 – входное сопло-коллектор, 2 – тело астероида, 3 – система подачи вещества астероида в камеру сгорания (4), 5 – сопло Лаваля, 6 – выходной поток. Принцип прост, это "кинетический двигатель наоборот": входящий в камеру с высокой скоростью поток атмосферного газа взаимодействует с веществом астероида, в результате чего выделяется энергия, которая разгоняет продукты "сгорания" до скорости Vk >> Vm. Система работает на принципе кумуляции энергии.

И когда я произнес слово "кумуляция", на меня снизошло сатори. "Какого", - подумал я, - "ведь можно использовать принцип простейшего, известного уже лет 150, кумулятивного заряда впрямую!"

Нам и атмосфера не понадобится! Напротив, она в данном случае будет только мешать.  Смотрите: принцип работы кумулятивного заряда основан на схлопывании металлической воронки детонационной волной, что приводит к выбрасыванию кумулятивной струи, скорость которой может во много раз превышать скорость фронта детонации.  Скорость детонации большинства ВВ – около 5 км/с, а скорость кумулятивной струи может достигать 90 км/с.

С какой скоростью мы можем долбануть астероидом по, например, Луне? 30 км/с. Тут и взрывной заряд не понадобится: детонационная волна возникнет при ударе импактера о планету. Чувствуете, как вкусно, ннь?.. Снова картинка (извиняюсь, это был фотошоп CS5 и мышь). Картинка нарисована в системе отсчета, связанной с влетающим в поверхность планеты (коричневая) импактером (синий).

При этом "тот, кто нам мешает, тот нам поможет". Вот что имеет место в реальных кумулятивных зарядах: "Однако в процессе формирования струи разные ее части приобретают разную скорость (задние – меньшую), поэтому далеко кумулятивная струя полететь не может – она начинает растягиваться и распадаться, теряя способность к бронепробитию." (источник) Но позвольте, нам не броню надо пробивать, а использовать струю в кинетическом двигателе корабля, который висит на орбите! А длинная струя – это как раз то, что надо для работы кинетического прямоточника!

Далее – см. здесь.

Да, и вот еще: конечно же, мне тут же пришла в голову идея подобного устройства, работающего на принципе магнитной кумуляции (йыхх, я прямо его так и увидел в сверкании меди и алюминия!), вот я и ее тоже засталбливаю. Но это уже – следующим постом.

marstraktor.livejournal.com

двигатель с кинетическим аккумулятором - патент РФ 2377439

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателям с аккумулированием кинетической энергии. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель состоит из основания, вращающегося кольца, приводного редуктора, соединительной муфты, вала привода, понижающего редуктора и приборов контроля. На основании закреплена опорная ось вращающегося кольца и опора промежуточной шестерни приводного редуктора. На одном конце вала привода установлена муфта разгонная, на другом конце вала привода установлен понижающий редуктор. При включении приводного двигателя последний через разгонную муфту и двухступенчатый редуктор первоначально раскручивает вращающееся кольцо до установленного верхнего предела угловой скорости вращения, накапливает кинетическую энергию, и приводной двигатель отключается. Мощность от вращающегося кольца передается на трансмиссию транспортного средства. При снижении угловой скорости вращения вращающегося кольца до установленного нижнего предела включается приводной двигатель, который дораскручивает вращающееся кольцо до верхнего предела угловой скорости вращения и отключается, далее процесс повторяется. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2377439

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в качестве силовой установки на автомобилях, других видах транспорта, а также для привода энергетических машин. Известны двигатели с механическим аккумулятором, в которых в середине прошлого века механическая энергия раскручивала маховик, аккумулировала в нем кинетическую энергию, то есть заряжала его, последняя приводила в движение гировозы, которые осуществляли движение небольших поездов. Длина пробега поезда после одной зарядки маховика составляла 4-5 км, применялись гировозы в качестве вспомогательного транспорта во взрывоопасных шахтах. Некоторое практическое применение получили тогда в Бельгии, Швейцарии, России электрожиробусы, оборудованные маховым агрегатом, состоящим из асинхронного двигателя-генератора, сочлененного с маховиком, и тяговых электродвигателей. При этом КПД был менее 50%, а по затратам в эксплуатации дороже троллейбуса и автобуса (БСЭ том 9, стр.222). Основными недостатками были: применение в качестве аккумулятора-маховика стального сплошного диска, момент инерции которого в два раза меньше (J=mr2 /2,) например, тонкостенного цилиндрического кольца (J=mr 2), так как во вращательном движении роль массы играет момент инерции; небольшое максимальное число оборотов 2000-3000 об/мин), при котором невысокая угловая скорость вращения маховика не могла развивать и аккумулировать большое количество кинетической энергии, T=J/22. Эти недостатки сделали двигатель громоздким, не эффективным и утратили интерес в его дальнейшем развитии и применении.

Кинетическая энергия (T=J/22) является наиболее распространенной энергией, с которой мы постоянно сталкиваемся в повседневной жизни, практически мало изучена, забыта и не используется. Потенциал этой энергии огромен и в применении безграничен, не требует больших затрат на создание на ее базе двигателей на кинетической энергии, которые могут составить серьезную конкуренцию современным двигателям, другим силовым установкам, работающим на углеводородном или биологическом топливе, экологически чистый. Современные технологии позволяют изготовить любые детали указанного двигателя.

Основу двигателя на кинетической энергии составляет тело вращения цилиндрической формы, в данном случае кинетическое кольцо небольшой массы и габаритов, с высоким моментом инерции, которое может накапливать большой заряд кинетической энергии и передавать часть этой энергии в виде работы на трансмиссию автомобиля, другого транспортного средства. Кинетическая энергия кинетического кольца обладает рядом важнейших свойств: при ее угасании или торможении производит работу, что позволяет осуществлять отбор части этой энергии путем рекуперации для привода машин и механизмов; механическая энергия приводного двигателя, передаваемая кинетическому кольцу при его первоначальном раскручивании до установленного верхнего предела угловой скорости вращения, и последующих дораскручиваниях, изменяет величину потенциала массы кинетического кольца при возрастании угловой скорости его вращения, если скорость увеличивается, то потенциальная энергия кинетического кольца (его инертность) уменьшается, в то же время, возрастает «напряженность» массы кинетического кольца, которая возрастает пропорционально этой «напряженности» и создает заряд кинетической энергии (аналогично автомобилю - чем больше скорость, тем меньше требуется мощности двигателя на движение автомобиля). В результате сумма потенциальной и кинетической энергий остается постоянной, что соответствует требованиям Закона сохранения энергии. Следовательно, масса (момент инерции) является определяющим элементом в кинетическом аккумуляторе. Предлагаемый двигатель с кинетическим аккумулятором преобразует механическую энергию приводного двигателя в заряд кинетической энергии кинетического кольца, осуществляет отбор путем рекуперации части этой энергии, которая производит работу по приведению в действие машин и механизмов, электрогенераторов и др.

Устройство двигателя на кинетической энергии (фиг.1) состоит из основания 1, кинетического кольца 2, опорного вала 3, двухступенчатого редуктора 4, вала 5 привода, муфты 6 разгонной, компенсатора 7 мощности, понижающего редуктора 8, приводного двигателя 9, кожуха 11. Основание 1 представляет собой стальную сварную конструкцию, на которой установлен опорный вал 3, консоль 12. Кинетическое кольцо 2 установлено на опорном валу 3, на двух подшипниках 13, с торца закреплена малая цилиндрическая шестерня 14 редуктора 4. Опорный вал 3 установлен на двух радиальных подшипниках 15 и одном упорном подшипнике 16, в гнездах 17 основания 1. Редуктор 4 привода состоит из пары цилиндрических шестерен 14 и 18 и пары конических шестерен 19 и 20, большая цилиндрическая шестерня 18 установлена на консоли 12, на подшипнике 21 и жестко соединена с малой конической шестерней 19, большая коническая шестерня 20 установлена и закреплена на валу 5 привода. Вал 5 привода установлен на подшипниках 22 в гнездах 23 основания 1. Муфта 6 разгонная соединяет вал 5 привода с приводным двигателем 9. Компенсатор 7 мощности установлен на валу 5 привода, соединен с понижающим редуктором 8 и выполняет частично функции вариатора. Приводной двигатель 9 установлен на раме 24 транспортного средства и производит первоначальное раскручивание через приводной редуктор 4, кинетическое кольцо 2 и дальнейшее его дораскручивание в процессе работы системы через определенные промежутки времени. Трансмиссия 10 транспортного средства. Кожух 11.

Работа двигателя с кинетическим аккумулятором (фиг.1). В исходном положении кинетическое кольцо 2 находится в состоянии покоя, то есть не вращается. При включении приводного двигателя 9 муфта 6 соединяется с валом привода 5 и через шестерни редуктора 4 раскручивает кинетическое кольцо 2 до установленного верхнего предела угловой скорости вращения, последнее аккумулирует максимальный заряд кинетической энергии, и приводной двигатель 9 отключается. С этого момента кинетическое кольцо 2 вращается свободно от приводного двигателя и передает часть заряда кинетической энергии через редуктор 4 на вал 5 привода. Энергия производит работу, вращает вал 5 и через компенсатор 7 мощности передает усилие энергии на трансмиссию 10 транспортного средства. Через определенное время часть заряда кинетической энергии расходуется, и угловая скорость вращения кинетического кольца 2 снижается. Достигнув нижнего предела угловой скорости вращения, автоматически включается приводной двигатель 9, который дораскручивает кинетическое кольцо 2 до верхнего предела угловой скорости его вращения, кинетическое кольцо накапливает максимальный заряд кинетической энергии и приводной двигатель отключается. Далее процесс повторяется. Двигатель с кинетическим аккумулятором может быть выполнен (фиг.2) с одноступенчатым редуктором, состоящим из двух конических шестерен 25 и 26, шестерня 25 жестко соединена с кинетическим кольцом 2, муфта 6 разгона установлена на валу коробки передач 29, шестерня 26 установлена на валу 5 привода с муфтой 30, на конце вала 5 установлен компенсатор 7 мощности с механизмом заднего хода 31 и соединены с трансмиссией 10 транспортного средства. Расчетное время движения автомобиля на одном заряде энергии может составлять более двух часов, величина заряда зависит от момента инерции данного кинетического кольца 2 и скорости его вращения. На дораскручивание кинетического кольца 2 затрачивается несколько десятков секунд, и транспортное средство останавливать для этих целей не обязательно. Двигатель с кинетическим аккумулятором прост по конструкции, экологически чистый, устанавливается, предпочтительно, под кузовом, на рамы многих грузовых автомобилей и не требует конструктивных изменений рам и агрегатов, с которыми будут сочленены их механизмы и агрегаты.

Двигатель с кинетическим аккумулятором технологичен в изготовлении, может быть различной мощности и широкого применения. Расход топлива приводного двигателя по расчету составляет около 2 л в день для автомобиля типа ЗИЛ с штатным двигателем внутреннего сгорания. Кинематическая схема двигателя с кинетическим аккумулятором может быть подключена параллельно к штатной кинематической схеме трансмиссии автомобиля (фиг.2).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Двигатель с кинетическим аккумулятором, состоящий из привода, сочлененного с маховым агрегатом, отличающийся тем, что двигатель состоит из основания сварной конструкции, вращающегося кольца, приводного редуктора, соединительной муфты, вала привода, понижающего редуктора, приборов контроля, на основании закреплена опорная ось вращающегося кольца и опора промежуточной шестерни приводного редуктора, вращающееся кольцо установлено на опорной оси на радиально-упорных и на опорном подшипнике, размещенных в основании, с торца вращающегося кольца закреплена малая цилиндрическая шестерня приводного редуктора, приводной редуктор двухступенчатый, с парой цилиндрических и парой конических шестерен, малая цилиндрическая шестерня находится в зацеплении с промежуточной цилиндрической шестерней, установленной на подшипнике консоли основания и жестко соединена с малой конической шестерней, большая коническая шестерня приводного редуктора установлена на валу привода и находится в зацеплении с малой конической шестерней, вал привода установлен на подшипниках в гнездах основания, на одном конце вала привода установлена муфта разгонная, на другом конце вала привода установлен понижающий редуктор, при включении приводного двигателя, последний через разгонную муфту и двухступенчатый редуктор, первоначально раскручивает вращающееся кольцо до установленного верхнего предела угловой скорости вращения, накапливает кинетическую энергию, и приводной двигатель отключается, отбор мощности от вращающегося кольца производится путем рекуперации, передается на трансмиссию транспортного средства, при снижении угловой скорости вращения вращающегося кольца до установленного нижнего предела включается приводной двигатель, который дораскручивает вращающееся кольцо до верхнего предела угловой скорости вращения и отключается, далее процесс повторяется.

2. Двигатель с кинетическим аккумулятором по п.1, отличающийся тем, что он имеет механизм заднего хода, муфта разгона установлена на коробке передач, а кинематическая схема подключена параллельно штатной кинематической схеме трансмиссии автомобиля.

www.freepatent.ru

Кинетические двигатели – смотреть видео онлайн в Моем Мире

","videoIsOwner" : true,"canAdd": false,"showPauseRoll": "0","flashEnabled": "0","comscore": "1","enableReconnect": "1","trashClusters": "","trashClustersPreroll": "","enableDash": "1","dashFilter": "{duration:1}","dashRejectAgents": "Trident/,Edge/,Tizen","allowEmailInUrl": "0","reRequestOverlay": "1","showLastOverlay": "0","customOverlayShowPolicy": "{\"empty\":\"all\",\"exclude_domain\":\"go.mail.ru,kino.mail.ru,tv.mail.ru,newyear.mail.ru\"}","externalAdvConfig": "{\"enabled\":\"1\",\"unauth\":\"1\",\"excludedDomains\":\"kino.mail.ru,auto.mail.ru,tv.mail.ru\",\"onPlay\":\"0\",\"onInit\":\"1\",\"onOverlay\":\"1\",\"internal\":\"1\"}","mpegDashDebug": "1","dashBufferTime": "15","webRTCCdn": "all","overlayStartTime": "2","overlayCheckBlack": "3600","videoUseCredentials": "0","pauseBackscreen": "1","trashPrerollSkipTime": "5","relatedLimit": 40,"fromBackscreenAutoplay": 0,"mrcuCookie":"","rbRegion":"188","metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/50108391304986993","time": "","flash": {"video": {"swfurl": "https://my2.imgsmail.ru/r/video2/uvpv3.swf?60","width": "","height": ""},"videoplayer": {"movieSrc": "/mail/anenkov_a/_myvideo/369","host": "content.video.my.mail.ru","contentHost": "content.video.my.mail.ru","likeconfigid": "like-11666769-video-369"}},"locales": {"advRemaining": "This ad can be skipped in sec.","advSkip": "Skip ad","advertisement": "Advertising","videoAddedToAlbum": "Added to album ","defaultAlbumName": "No name"},"backscreen": {"locales": {"addVideo": "+ Save to my page","next": "Следующее"}},"videoControls": {"cssVideoRetinaVersion": "","videoSwfurl" : "https://my2.imgsmail.ru/r/video2/uvpv3.swf?60","likeEnable": false,"locales": {"quality": "Качество:","notSupport": "Video playback is not supported in your browser","copyLink": "Copy link","copyFrameLink": "Copy link to the current frame","copyEmbedCode": "Copy code to clipboard","linkCopied": "Link copied","qualityList": {"full_hd": "1080p","hd": "720p","md2": "480p","md1": "360p","sd": "240p"},"bubbleLinkHeader": "You can copy this code to your page","linkToVideo": "Video URL","useOldCode": "Use the old code","unsupportMobileDevice": "Not supported on mobile devices","html": "HTML","bbCode": "BB-code","like": "Like","link": "Link","share": "Share"}},"videoErrors": {"liteLoadingError": "Error loading data","mediaErrAborted": "Playback error","mediaErrNetwork": "Connection error","mediaErrDecode": "The video file is damaged or not supported by the codec","mediaErrSrcNotSupported": "This format is not supported by your browser","accessError": "Private video"}},"videoTop": [{"id": "21010","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21010","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026158"},{"id": "20990","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20990","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026178"},{"id": "20991","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20991","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026177"},{"id": "20992","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20992","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026176"},{"id": "20993","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20993","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026175"},{"id": "20994","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20994","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026174"},{"id": "20995","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20995","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026173"},{"id": "20996","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20996","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026172"},{"id": "21001","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21001","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026167"},{"id": "20997","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20997","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026171"},{"id": "20998","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20998","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026170"},{"id": "20999","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/20999","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026169"},{"id": "21000","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21000","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026168"},{"id": "21002","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21002","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026166"},{"id": "21003","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21003","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026165"},{"id": "21004","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21004","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026164"},{"id": "21005","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21005","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026163"},{"id": "21006","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21006","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026162"},{"id": "21007","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21007","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026161"},{"id": "21008","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21008","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026160"},{"id": "21009","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21009","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026159"},{"id": "21011","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21011","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026157"},{"id": "21012","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21012","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026156"},{"id": "21013","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21013","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026155"},{"id": "21014","album": "alltop","email": "topclips","dir": "/v/topclips/","isCommunity": "1","isVideoChannel": "1","externalId": "/v/topclips/alltop/21014","userId": "-3689058","isLikeable": "1","isLegal": false,"metaUrl": "https://my.mail.ru/+/video/meta/-15844383463026154"}],"isOwner": false,"isCanView": true,"isCanWriteComments": false,"isScrollRightColumn": true,"isLegal": false,"relatedDeep": "","comments": {"item": {"locales": {"answer": "Reply","replyFor": "for","more": "more","delete": "Delete comment","complaint": "Report spam","complained": "Complaint submitted"}},"locales": {"more": "More","comments": {"one": "комментарий","two": "комментария","five": "комментариев"}}},"timeoutPlayerInit": 1,"isHideVideoStream": false,"autoPlay": {"isEnable": true,"timeout": "2000"}} Андрей Аненков 61 25.12.2009

Like

VKontakte Odnoklassniki

Уснул за рулем) Супер топ 45 257 15.01.2018 Миссия орешек) Супер топ 7 101 15.01.2018 Когда не хочешь прощаться с новым годом) Супер топ 6 371 15.01.2018 Ахахаха) Супер топ 9 017 15.01.2018 Распушился) Супер топ 3 305 15.01.2018 Покормил тюленя) Супер топ 4 208 15.01.2018 Вспомнил детство и прокатился на ледянке) Супер топ 3 718 15.01.2018 Двойной фейл) Супер топ 2 411 15.01.2018 За ручки) Супер топ 2 453 15.01.2018 Ох уж эти блоггеры) Супер топ 1 610 15.01.2018 Эффектно залетел в воду) Супер топ 1 934 15.01.2018 Ручной крокодил) Супер топ 1 481 15.01.2018 Упс) Супер топ 1 669 15.01.2018 Расчихался) Супер топ 1 335 15.01.2018 Как усыпить котёнка) Супер топ 945 15.01.2018 Сёрфоскейт) Супер топ 1 072 15.01.2018 Как быстро и удобно сделать маникюр собаке) Супер топ 1 015 15.01.2018 Надвигается) Супер топ 1 004 15.01.2018 Дружба животных) Супер топ 923 15.01.2018 Ледяные шарики) Супер топ 838 15.01.2018 Щенок и черепашка) Супер топ 639 15.01.2018 Девочка любит своего щеночка) Супер топ 781 15.01.2018 Крыса и печенюшка) Супер топ 642 15.01.2018 Столкнулись на арене) Супер топ 571 15.01.2018 Я лечуууу) Супер топ 926 15.01.2018

my.mail.ru

Разное. Научно-техническая библиотека универсальная

Валентин Подвысоцкий

Полная версия статьи: DOCX; PDF

Аннотация: В данной статье будет рассмотрен способ использования ударного кинетического двигателя для вывода грузов на околоземную орбиту. Разгон космического аппарата осуществляется за счет использование импульса и кинетической энергии специальных управляемых зондов. Эти зонды выбрасываются с поверхности Луны при помощи метательных устройств и движутся в направлении Земли. Под действием силы тяготения Земли скорость зондов возрастает. В результате, в околоземном пространстве формируется группировка зондов, которые движутся с очень высокой скоростью, и могут быть использованы для вывода грузов на околоземную орбиту, при помощи ударного кинетического двигателя. Космический аппарат поднимается над поверхностью Земли на высоту порядка нескольких десятков или сотен километров при помощи многоразового носителя. После этого многоразовый носитель возвращается на поверхность Земли, а космический аппарат начинает свой разгон за счет захвата лунных зондов.

Ключевые слова: космонавтика, космический, аппарат, корабль, многоразовый, носитель, полет, кинетический, реактивный, двигатель, рабочая, камера, зонд, мишень, взрыв, Земля, Луна, освоение, колонизация, лунная, база, орбита, пространство, груз, транспортная, система.

Оглавление
  • Введение.
  • Лунная база как элемент космической транспортной системы.
  • Принцип разгона космического аппарата попутным потоком лунного вещества.
  • Расчет эффективности ударного кинетического двигателя.
  • Оптимизация работы ударного кинетического двигателя.
  • Работа ударного кинетического двигателя без использования мишеней.
  • Работа ударного кинетического двигателя с подачей вещества через форсунки.
  • Некоторые возможные трансформации ударного кинетического двигателя.
  • Заключение.
Введение

Одной из основных задач современной космонавтики и важнейшим ключевым условием эффективного освоения космического пространства является доставка грузов с поверхности Земли на околоземную орбиту. В настоящее время эта задача решается при помощи мощных термохимических двигателей, применение которых сопровождается высокой стоимостью доставки и ограниченностью величины грузопотока. Для решения этой проблемы существует ряд перспективных проектов, реализация которых может снизить стоимость вывода грузов в космическое пространство и увеличить грузопоток. В частности с нашей точки зрения одним из наиболее интересных проектов является проект транспортной системы без использования ракет-носителей в виде космического лифта «Земля – Луна» А.В. Багрова [1]. В дополнение к существующим проектам в нашей статье будет предложен еще один способ совершения космических полетов в околоземное пространство, и рассмотрена проблема организации массовой доставки грузов с поверхности Земли на околоземную орбиту с точки зрения реализации проекта ударного кинетического двигателя [2, 3, 4, 5]. Ударный кинетический двигатель является одним из представителей нового класса реактивных двигателей, принцип действия которых основан на захвате и торможении внешнего потока вещества [6, 7]. В нашей статье будут рассмотрены некоторые частные случаи работы предлагаемого ударного кинетического двигателя, для организации грузопотока с поверхности Земли на околоземную орбиту, в рамках программ создания лунной базы и освоения лунной поверхности.

Лунная база как элемент космической транспортной системы

Необходимым условием для работы ударного кинетического двигателя является наличие группировки специальных управляемых зондов, которые движутся относительно космического аппарата с большой скоростью. Для формирования такого дискретного потока вещества (группировки управляемых зондов) движущегося с высокой скоростью в окрестностях Земли целесообразно использовать метательные устройства различных типов, расположенные на поверхности Луны. Это могут быть: пороховые пушки (при условии дополнительного разгона зондов микрореактивными двигателями), пневматические метательные устройства [8], электромагнитные катапульты [3, 4] и т.д.

Вторая космическая скорость для Луны составляет ≈ 2400 м/с. Если лунное метательное устройство обеспечит разгон зондов до второй космической скорости, то эти зонды покинут поверхность Луны и начнут приближаться к Земле. Возможен также разгон зонда до более значительных значений скорости, однако особой потребности в этом пока что не существует. Минимальное расстояние Луны от Земли составляет 356 400 км (перигей), а максимальное расстояние равно 406 700 км (апогей). Некоторый выигрыш можно получить при запуске зондов в момент нахождения Луны в точке апогея. В этом случае, запускаемые с Луны зонды будут приобретать возле Земли максимальную скорость. При запуске зондов с лунной поверхности их скорость на небольшом расстоянии от поверхности Земли (порядка 100 км) составит примерно 11 200 м/c.

Необходимо особо остановиться на возможности применения пневматических метательных устройств [8]. Принцип действия таких устройств основан на использовании сжатого до очень высоких давлений кислорода (или смеси кислорода с другими газами). При сжигании в сжатом кислороде металлического сгорающего элемента выделяется очень большое количество энергии. Причем, лишь часть кислорода (или кислородной смеси) вступает в химическую реакцию, а оставшаяся часть давит на снаряд, разгоняя его в канале ствола. Такие метательные заряды могут иметь очень высокое удельное тепловыделение (значительно превышающее удельную теплоту сгорания пороха). За счет этого можно рассчитывать на достижение очень высокой начальной скорости снаряда, превышающей вторую космическую скорость на поверхности Луны. Кроме того, все необходимые элементы для изготовления таких метательных зарядов (кислород, металлы) в больших количествах содержатся в лунных породах [9]. Это обстоятельство позволяет организовать производство метательных зарядов из лунного сырья при условии создания и доставки на Луну соответствующего промышленного оборудования.

Данную технологию пневматических метательных устройств целесообразно использовать на первых этапах освоения лунной поверхности. Но в процессе дальнейшего развития лунной промышленной базы более целесообразным будет переход к электромагнитным ускорителям. Применение таких электромагнитных устройств, которые будут способны обеспечивать скорость метания лунных зондов порядка десятков км/с [3, 4] в комплексе с развитыми технологиями кинетических двигателей, позволит активно осуществлять космические полеты к дальним планетам Солнечной системы, и даже за ее пределы.

Полная версия статьи: DOCX; PDF

Заключение

База на Луне может использоваться в качестве платформы для создания глобальной космической транспортной системы будущего. Ключевым элементом данной транспортной системы является технология кинетического двигателя. Использование технологии кинетического двигателя в рамках космической транспортной системы, позволяет уменьшить затраты энергии на вывод грузов на околоземную орбиту в несколько десятков (!) раз. Данная система может развиваться в рамках программы создания лунной базы и освоения лунной поверхности. Причем при ее реализации будет проявляться обратная связь. Данная обратная связь заключается в том, что освоение лунной поверхности позволит увеличивать поток грузов на Луну, а увеличение потока грузов на Луну позволит еще более активно осваивать лунную поверхность. Создание космической транспортной системы на основе лунной базы и с применением ударного кинетического двигателя, может оказаться «волшебным» ключом для получения взрывного роста темпов освоения космического пространства в обозримом будущем.

 

Литература:

  1. Bagrov Alexander V. The space elevator Earth-Moon as space transport system without carrier rocket employment (на русском). Space Colonization Journal, Vol. 2, 2013 (Журнал «Колонизация космоса», том 2, 2013).
  2. Podvysotsky V.V. Theoretical Study of the Possibility of Creating Kinetic Jet Engine. Перспективы науки. 2013. Т. 4(43). С. 56...66; Подвысоцкий В.В. Теоретическое исследование возможности создания кинетического реактивного двигателя. 2013.
  3. Панов А.Д. О статье Д.Б. Зотьева об осуществимости кинетического двигателя.
  4. Panov Alexander D. On the possibility of creating the kinetic jet engine for interstellar travel. Space Colonization Journal, Vol. 13, 2014 (Журнал «Колонизация космоса», том 13, 2014).
  5. Подвысоцкий В.В. К вопросу о критике кинетического двигателя.
  6. Подвысоцкий В.В. Космический двигатель третьего тысячелетия. НиТ, 2003.
  7. Подвысоцкий В.В. Кинетические реактивные двигатели. 2014.
  8. Подвысоцкий В.В. Пневматическое устройство для метания снаряда. Патент RU 2301952.
  9. Викторов С.В., Чесноков В.И. Химия лунного грунта.
  10. Arlin Crotts (Columbia University). Water on The Moon, III. Volatiles & Activity. 25.05.2012.
  11. Инженерный справочник DPVA.info.
  12. Dyson F.J. Interstellar Transport. Physics Today. October 1968. P. 42...45.
  13. Bonometti J.A., Morton P.J. External Pulsed Plasma Propulsion (EPPP) Analysis Maturation. 2000.

Дата публикации:

16 июня 2014 года

ntbu.ru


Смотрите также