MENU
Главная » Статьи » Физика и математика » Мои статьи

Гравилёт Кашубы В. Ю.

 

Яндекс.Метрика

Гравилёт Кашубы В. Ю.

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

Fcfi = mi * V2 / r – центробежная сила инерции материальной точки на кольце

Pi = mi * 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:

mi * g – Fcfi * cos β = 0

Как следует из вывода Кошубы, если вращение происходит близко к поверхности Земли, то:

Cos β = sin γ = r / Rз

тогда:

Fcfi * cos β = mi * (V2 / r) * (r / Rз) = mi * V2 / Rз

Условие (mi * g – Fcfi * 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, что следует из вывода самого автора Кашубы. Это совершенно естественный вывод из расчётов, приведённых автором, т.к. хотя центробежная сила инерции вопреки утверждению классической физики и не является фиктивной силой, в чём мы полностью согласны с автором, но её суммарное действие в плоскости кольца равно нулю.

Это означает, что анти гравитационную силу фактически создаёт не центробежная сила, образующаяся относительно  центра кольца в плоскости его вращения, а центробежная сила относительно центра Земли в плоскости орбиты.

Таким образом, никакой необходимости определять проекции кольцевой центробежной силы на вертикаль при помощи тригонометрии нет. Достаточно было определить центробежную силу относительно Земли, которая проявляется непосредственно вдоль вертикали. При этом расчёт значительно упрощается, а явление приобретает свой истинный смысл, соответствующий физическому смыслу вращательного движения в небесной механике.

Это очередной пример того факта, что математика неразрывно связана с физикой. Поэтому правильная математика даже без понимания природы физических процессов всегда приводит к правильным физическим результатам, если, конечно же, в дело не вмешаются неправильные начальные условия – постулаты. Но для того чтобы из правильного результата сделать правильные выводы необходимо всё-таки докопаться до природы вещей, в чём мы и попробуем помочь автору.

Главное преимущество идеи такого антигравилёта над спутниками, запускаемыми с помощью ракет, состоит в том, что кольцо можно раскрутить до нужной скорости без выброса массы. Однако это не безопорное движение, а обычная небесная механика Ньютона, в соответствии с которой летают все спутники после выведения их на орбиту. Хотя поскольку во вращательном движении в небесной механике жесткие связи отсутствуют, то такое движение в некотором смысле можно считать безопорным.Но дело собственно не в этом.

 Главный вопрос в том, будет ли такой спутник висеть над Землёй, не двигаясь по орбите и тем более летать? Автор утверждает, что будет. Он ссылается на данные реальных опытов с гироскопами, в которых зафиксирована небольшая потеря веса. Очень бы хотелось, чтобы эта идея работала. Однако не всё так просто, как кажется на первый взгляд. Реально существующие гироскопы почему-то упорно не хотят летать даже в соответствии с, безусловно, правильным количественным расчётом, представленным автором. Но на одном количестве правильную теорию не построить.

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 не повис над лабораторным столом. А изменение веса гироскопов, зафиксированное в опытах при их свободном падении, настолько мало, что его трудно даже зафиксировать. Так что экспериментаторы, которые получили эти данные, объясняют их не центробежной силой относительно центра вращения гироскопов и даже не небесной механикой Ньютона, а якобы неизвестным пока физике влиянием поля инерции гироскопа на поле тяготения. И это влияние, если оно действительно есть, как показывают опыты, очень слабое для полёта.

Мы видим в слабой антигравитационной силе гироскопов подтверждение нашей модели вращательного движения в небесной механике. Как показано в главе 3.4. (см. Рис. 3.4.1) спутник не падает на Землю только потому, что он движется по орбите в полном соответствии с механизмом формирования вращательного движения в небесной механике.

Рис. 3.4.1

При этом естественная девиация (ВД = 5 м), а длина орбитального пробега спутника в каждом цикле формирования вращательного движения в небесной механике (АВС) должна составлять 15800 м (см. гл. 3.4, Рис. 3.4.1).

Приведённый в главе (3.4.) оценочный расчёт параметров цикла формирования орбитального движения очень грубый. По мере накопления соответствующих знаний в науке его можно будет откорректировать более точно. Однако без соблюдения параметров циклов формирования орбитального движения удержание спутника на орбите за счёт центробежной силы в любом случае принципиально невозможно. Поэтому в виду отсутствия на сегодняшний день точных данных покажем теоретически, хотя бы на примере оценочных данных, какие размеры должен иметь кольцевой гравилёт, для того чтобы массовые элементы его кольца могли двигаться в соответствии с механизмом орбитального движения и нейтрализовывать при этом силу тяготения.

Как показано в главе (3.4., см. Рис. 3.4.1) траектория спутника, движущегося по круговой орбите, не является строгой окружностью. Она близка к циклоиде, заключенной между нижней начальной круговой (эллиптической) орбитой и верхней конечной орбитой. Очевидно, что для того чтобы гравилёт удерживался на орбите, необходимо чтобы, несмотря на вращательное движение кольца, которое происходит совсем не в плоскости орбиты, каждый массовый элемент кольца гравилёта (КГ), хотя бы частично в минимально необходимых пределах одновременно двигался бы и по траектории близкой к траектории орбитального движения (см. Рис. 12.4.10).

Рис. 12.4.10

На рисунке (12.4.10) схематично изображён кольцевой гравилёт Кашубы на околоземной орбите (пунктирное кольцо). Вначале обоснуем теоретически возможность удерживаться на орбите отдельных массовых элементов его кольца. Для этого предположим, что масса (1) не связана с кольцом и движется по орбите в плоскости (О – 8 - 2) от точки (1) к точке (2) как обыкновенный одиночный спутник.

Если протяжённость траектории достаточно велика для осуществления механизма орбитального движения, то у нас нет никаких причин сомневаться в реальности орбитального движения по ней массы (1). Допустим в некоторой точке (2) спутник (1) отражается от гипотетической отражающей поверхности, после чего его движение происходит точно по такой же орбите (2 – 4) в плоскости (О – 2 - 4), но расположенной под углом (900) к первоначальной орбите (8 - 2). После четырёх подобных отражений траектория движения спутника замыкается в квадрат.

Поскольку отражение происходит в плоскости перпендикулярной орбитальным плоскостям, то баланс центробежной силы и силы тяготения, который обеспечивается в соответствии с механизмом орбитального движения, при этом не нарушается. Поэтому главным условием удержания спутника на орбите при начальной орбитальной скорости (Vо = 7900 м/с) является достаточная для осуществления механизма формирования орбитального движения длина сторон такой квадратной траектории. Из расчёта, приведённого в главе (3.4.) и рисунка (12.4.10) следует, что минимальная длина стороны квадрата должна быть не менее длины орбитального пробега одного цикла формирования орбитального движения, т. е. (АВС  ≥ 15800 м, см. Рис. 3.4.1).

Если состыковать нижнюю и верхнюю орбиты, между которыми заключена квадратная траектория со сторонами длиной более (≥ 15800 м) в единую дугу окружности, то получится фрагмент обыкновенной для спутника орбиты длиной (≥ 63200 м), на которой может быть осуществлено четыре полноценных цикла формирования орбитального движения (см. развёртку на Рис 12.4.10). При этом стороны квадрата образуют между орбитами кривую, близкую к циклоиде. Это значит, что нет никаких теоретических причин, по которым такое движение по квадрату не могло бы существовать в случае его технической реализации. Причём для осуществления плавного изменения направления орбитального движения полёт по замкнутому квадрату можно заменить полётом по кольцу, описанному вокруг этого квадрата. Это и есть гравилёт Кашубы.

Рассчитаем минимальный радиус кольца, описанного вокруг квадрата со стороной (15800 м). Из рисунка (12.4.10) видно, что радиус (2 - Окг) равен корню квадратному из суммы квадратов (1 - Окг) и (1 - 2), т.е. из суммы квадратов половинок сторон квадрата:

r = √(79002 + 79002) = 11172 [м]

Мы не можем ручаться за точность нашего определения естественной природной девиации орбитального движения. Но в главе (3.4.) приведён и более оптимистичный для гравилёта расчет параметров цикла формирования орбитального движения, в котором время образования естественной девиации уменьшено в 100 раз и составляет (0,01 с). При этом величина девиации уменьшится до (ВД = 0, 0005 [м]), а величина орбитального пробега до (АВ = V1 * t = 79 [м]). Тогда радиус кольца составит (r = √(792 + 792) = 111, 72 [м]). Это тоже достаточно много по земным меркам. Однако не исключено, что мы наоборот занизили время образования девиации в 2-3 раза, т.е. оно составляет порядка 2-3 секунд, что по космическим меркам вполне реально. Тогда размеры кольца (r = 11172 м) соответственно возрастут в 2-3 раза и составят совсем нереальные по земным меркам размеры (22344 – 33516 [м]).

Для того чтобы разрешить этот вопрос необходимо выполнить соответствующие измерения на орбите, что вполне доступно современной науке, и тогда наша модель вращательного движения будет или подтверждена или опровергнута. А заодно будет разрешён и ещё один не менее важный вопрос для кольцевого гравилёта. Естественная девиация орбитального движения определяет не только размеры кольца. Как показано на рисунке (3.4.1) вертикальная тяга орбитального движения это ускоренная проекция орбитальной линейной скорости, ускорение которой достигается за счёт роста угла (ѱ) при естественном удалении спутника от Земли в направлении его линейной скорости.

Это чисто геометрическое свойство отклонения окружности от прямой линии, которое собственно и называется девиацией. Физической основой девиации и в нашей модели механизма формирования вращательного движения является инерционное сопротивление поэлементной поддержки преобразованию прямолинейного движения по направлению. Но из физической основы девиации и, следовательно, из нашей модели вращательного движения следует, что чем больше инерция прямолинейного движения спутника, т.е. его скорость, тем ближе его траектория на локальном участке к прямой линии и тем больше его отклонение от центра Земли в единицу времени, т.е. его вертикальная тяга.

Если когда-нибудь будет решена проблема разгона гироскопов (линейная скорость) до скоростей много больших первой космической, то какой бы не была естественная девиация орбитального движения, массовые элементы кольца смогут преодолевать её при вполне приемлемых по земным меркам размерах кольца. Однако даже при самых немыслимых скоростях кривая линия никогда не превратиться в идеальную прямую линию. И уж тем более она никогда не приобретёт обратную кривизну, т.е. не станет загибаться в сторону, противоположную центру Земли, т.к. никаких сил, направленных против силы тяготения, которые могли бы увлечь за собой гироскоп после нейтрализации им силы тяготения, нет! Для этого нужно разомкнуть кольцо и удаляться от Земли за счёт прироста скорости орбитального движения и длины траектории.

Таким образом, хотя с космическими скоростями мгновенная вертикальная тяга гироскопа может достигать космической величины, однако область её действия ограничена начальной и конечной орбитой механизма формирования орбитального движения в небесной механике. Причём в каждом последующем полуцикле направление вертикальной тяги меняется на (1800). В кольце конечная орбита не может удалиться от Земли дальше, чем край кольца.

Как только в точке (2) произойдёт поворот элемента кольца на (900) в сторону точки (3), т.е. в том числе одновременно и в сторону центра Земли по вертикали, то его орбитальный пробег, а так же линейная скорость и вертикальная тяга будут направлены уже в сторону центра Земли. При этом если линейная скорость останется прежней по величине, то за это же самое время элемент кольца в точке (3) не только опустится до высоты точки (1), но и значительно ниже её, т.к. на этом участке отрицательная вертикальная тяга будет складываться с силой тяготения. Соответственно опустится и весь гравилёт. Поэтому вместо полёта или хотя бы неподвижного зависания, гравилёт будет лишь несколько медленнее по сравнению со свободным падением опускаться на Землю.

Для того чтобы этого не произошло есть два пути. Один из них это регулирование скорости массовых элементов кольца, как по величине, так и по направлению после каждого поворота на (900).  На восходящем участке (1 – 2) скорость должна быть максимальной, а на нисходящем участке (2 - 3) скорость должна иметь такое направление в вертикальной плоскости, чтобы исключить отрицательную составляющую вертикальной тяги. Или же необходимо обеспечить такую её величину и направление, чтобы по прибытию в точку (3) элемент кольца опустился не ниже прежней высоты, пусть и за несколько большее время по сравнению с полуциклом (1 - 2). Фора во времени обеспечивается очень быстрым преодолением естественной девиации ещё на самом начальном этапе участка (1 – 2) и последующем удержании достигнутого положения до конца участка.

 Это очень сложный путь, как по алгоритму, так и по технической реализации. Космическими скоростями очень сложно манипулировать механическим способом из-за ограниченной прочности и жесткости земных конструкций. А если воспользоваться реактивной корректировкой, то это  сведет на нет преимущество кольцевого гравилёта, обусловленное отказом от реактивной тяги. Как говорится от чего ушли, к тому и пришли! Таким образом, достижение сверхвысоких скоростей для гироскопов обычных земных размеров вовсе не гарантирует их летучесть.

Однако есть и другой способ. Необходимое управление может обеспечить естественный механизм формирования орбитального движения в небесной механике. Рассмотрим, насколько реален этот способ.

Для максимального соблюдения естественного механизма орбитального движения кольцо, как показано выше, должно иметь геометрические размеры, соответствующие естественному орбитальному пробегу при образовании естественной девиации, и естественную начальную линейную скорость орбитального движения, соответствующую механизму образования естественной девиации. Но даже в этом случае параметры циклоиды при движении массы в составе кольца будут несколько отличаться от параметров естественной циклоиды, т.к. жёсткое кольцо механически ограничивает естественный механизм формирования орбитального движения своих массовых элементов.

Есть опять же два способа решить эту проблему.

Можно корректировать отклонения от естественной циклоиды двигателями корректировки в составе всего кольца. И второй способ, корректировать отдельные массовые элементы кольца индивидуально. Причём во втором способе есть свои сложности.

Синхронно ускоряться и замедляться в соответствии с естественным механизмом формирования орбитального движения будут только четвёрки нечётных (1, 3, 5, 7) и чётных (2, 4, 6, 8) элементов кольца (см. Рис. 12.4.10). Между собой эти четвёрки будут изменять свою орбитальную скорость в противофазе. Поэтому для каждого элемента кольца кроме корректирующих двигателей необходимо предусмотреть возможность свободного хода и реверсивные обгонные муфты.

Как видно с использованием естественного механизма формирования орбитального движения так же есть труднопреодолимые технические вопросы. Однако это опять же ещё не все недостатки кольцевого гравилёта.

Вертикальную тягу, причём ограниченную, имеют только массовые элементы самого кольца. Предполагаемая полезная нагрузка в центре гравилёта должна быть неподвижной, т.е. она не участвует в механизме формирования орбитального движения. Поэтому под действием её тяжести гравилёт даже с нейтрализованным весом кольца пусть несколько замедленно по сравнению с ускорением свободного падения будет опускаться на Землю. Расположить же полезную нагрузку на массовых элементах кольца не реально из-за космических скоростей вращения! Причём выведение полезной нагрузки на орбиту, а также само кольцо, вертикальная тяга которого не может выйти за его плоскость, после которой она равна нулю, придётся осуществлять обычным способом при помощи ракет.

Нереальность такого гравилёта подтверждается и самой природой. Поскольку такая система требует постоянной коррекции своей неестественной циклоиды, то её анти гравитация – явление неустойчивое. Даже если система из двух диаметрально вращающихся в общей плоскости объектов некоторое время взаимодействует с центральным гравитирующим объектом подобным образом, то без внешней коррекции либо оба объекта со временем перейдут на обычные орбиты относительно центрального объекта, либо по такой орбите будет вращаться вся система. И третий вариант. Оба объекта упадут на центральный объект. Поэтому в природе нигде и никогда не наблюдалось устойчивое гравитационное взаимодействие по типу гравилёта Кашубы.

Таким образом, кольцевой гравилёт это всего лишь занимательная физическая задачка, не представляющая никакого практического интереса. Она полезна лишь теоретически с точки зрения изучения физической модели вращательного движения и объяснения эффекта потери веса гироскопов. Хотя эффект потери веса гироскопов может быть связан ещё и с потерей ими свободных элементов вещества (см. главу 1.2.). Это нечто подобное предположению экспериментаторов о взаимодействии полей тяготения и полей инерции.

Подробнее см. А. А. Астахов "Физика движения", глава 3.4; 12.4

 

Категория: Мои статьи | Добавил: aaa2158 (12.11.2015)
Просмотров: 210 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar