Устройство, перемещающееся под действием цетробежных сил инерции

(51) 03 7/08 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ 2013/1408.1 22.10.2013 16.11.2015, бюл. 11 Исаев Мурат Канафиевич 52613 1, 10.04.20062110432 С 1, 10.05.19982047001 С 1, 27.10.1995(54) УСТРОЙСТВО, ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЕСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЦЕТРОБЕЖНЫХ СИЛ ИНЕРЦИИ(57) Изобретение относится к области транспорта. В данной работе приводится новый способ перемещения, осуществляемый силами инерции. Но эти силы инерции требуют известный вид движителя,например,электродвигатель,используемый насосом для нагнетания жидкости в замкнутой трубе. Также в работе приводятся особенности конструкции и расчет сил приводящих установку в движение. Решается задача управления аппаратом,используя закон сохранения момента импульса,вводится понятие модулей, с помощью которых осуществляется не только движение, но и управление (поворот) аппаратом, при этом количество модулей четное. Изобретение относится к устройству перемещения, осуществляемому силами инерции. Лошадь и телега создают в паре транспорт,работающий на биологическом двигателе. Этот транспорт не может быть использован для передвижения по воздуху, для этого есть самолеты и вертолеты. В космосе, где нет среды, самолеты не летают, как и вертолеты, но там летают ракеты,которые используют реактивную тягу. Реактивная тяга основана на законе сохранения импульса И.В. Савельев. Курс общей физики том 1. Наука. М. 1966, .61. Предлагается новый вид движителя, который не основывается на законе сохранения импульса, но может быть использован и в космическом пространстве. Только, этот движитель требует дополнительный движитель для осуществления движения. Рассмотрим полый обруч, наполненный водой, и пусть вода течет по кругу, тогда на внешнюю стенку обруча будет действовать сила инерции, которая будет стремиться увеличить радиус обруча,распирая обруч. Для круга сумма всех распирающих сил равна нулю. Казалось, что нельзя использовать центробежную силу инерции, но есть выход. Для этого надо подробно рассчитать от чего зависит эта сила. Возьмем половину полого обруча и рассчитаем результирующую силу (фиг.1). Здесь- элемент жидкости в трубе,- радиус вектор до центра элемента жидкости,- угол между радиус вектором и осью . Если через- обозначить длину элемента жидкости, которая видна под угломиз точки О, а через- площадь сечения обруча, тогда, но(1) Разобьем обруч на множество равных частей длиной . Центробежная сила инерции И.В. Савельев. Курс общей физики том 1. Наука. М. 1966, .92,действующая на элемент жидкости равна(3) Найдем сумму проекций всех силна ось ,действующих на четверть круга, здесь угол меняется от 0 до Эта результирующая сила направлена вдоль оси. Найдем равнодействующую силу тяги,действующую на полукруг(5) Как видно, для полукруга равнодействующая сила не зависит от радиуса кривизны. Это значит,что есть условие для создания устройства,способного использовать эту силу тяги. 2 На фиг.2 изображены два бака, наполненные жидкостью. 21 - давление в баке 2 больше давления в баке 1. Если соединить эти баки перемычкой - трубкой в виде (полого) полукруга, то в силу перетекания жидкости, создается сила тяги, направленная вверх. Увеличивая количество таких перемычек, увеличим и силу тяги. Только не надо забывать, что сила тяги прямо пропорционально сечению перемычки и квадрату скорости жидкости. Сделаем некоторый расчет. Пусть количество трубок - полуокружностей будет равна 10, а Р выберем таким, что обеспечивает в трубках с площадью сечения 10 см 2 скорость истечения 10 м/с. 22 2 1000 кг/м 31010-4 м 2 102 м 2/с 2102000 Н 200 кГ(6) Если масса установки с водой будет меньше 200 кг, то установка может быть поднята силами инерции. Вот вам и летающая тарелка Можно гнать воду насосом по замкнутой трубе, но половина трубы должна иметь другое сечение. Тогда равнодействующая сила тяги будет направлена в сторону тонкой трубы. Для усиления эффекта можно сделать несколько витков из трубы,повторяющих сечения первого витка, у которого половина витка имеет широкое сечение, чем у другой половины, причем широкого и узкого сечения трубки расположены симметрично одной плоскости, проходящей перпендикулярно плоскости кольца. Результирующая сила тяги будет направлена радиально со стороны узких труб. ПроизведениеИ.В. Савельев. Курс общей физики том 1. Наука. М. 1966, с.160 в силу постоянства расхода жидкости. Уменьшая ,увеличиваем- быстроту течения жидкости. Если площадь сечения уменьшить в 3 раза, то скорость течения увеличится в три раза, и сила тяги увеличится в 3 раза согласно формуле (5). Отсюда делаем заключение если сила тяги со стороны широкой трубки - полукруга обозначим через , тогда сила, направленная со стороны узкой трубки - полукруга будет равна 3. А результирующая сила замкнутого круга будет равна 3 -2. Умножая силу 2 на количество витков, получим полную тягу установки. На фиг.3 - простой модуль в один виток. Здесь Р - помпа - жидкостный электронасос.- диффузор - устройство плавной стыковки труб разного диаметра. 1 - равнодействующая сила, приходящая на узкую трубу полукруг. 2 - равнодействующая сила, приходящая на широкую трубу полукруг. Сделаем расчет на спиралевидный модуль с количеством витков 10, скорость течения в широкой полости 10 м/с, а в узкой полости 30 м/с. 2 221000 кг/м 3 1010-4 м 2 102 м 2/с 2102000 Н (7) Сила тяги такой установки будет 222000 Н 4000 Н 408,16 кГ(8) Как видно из рисунка 12, силы действующие вдоль оси ОХ равны и противоположны. Если вместо воды взять ртуть р 13,56 г/см 3,тогда сила тяги увеличится в 13,56 раза и будет равна 54240 Н или 5534,7 кГ силы. На фиг.4 - силы, действующие на простейший модуль. Здесь 3 и 4 - сумма проекций сил на ось ОХ,действующих на левую и правую части полукруга тонкой трубы. Эти силы компенсируют друг друга.(9) 3 - 4, 3 121 Здесь 5 и 6 - сумма проекций сил на ось ОХ,действующих на левую и правую части полукруга толстой трубы. Эти силы компенсируют друг друга.(10) 5- 6, 5222 Поэтому на модуль действуют только силы вдоль оси . Совокупность последовательно соединенных жидкостного насоса, трубок с различными сечениями в замкнутую цепь, наполненных жидкостью мы назовем модулем. Модули могут быть много витковыми, а по форме иметь вид соленоида или спирали. В силу закона сохранения момента импульса И.В. Савельев. Курс общей физики том 1. Наука. М. 1966, С. 129, модуль будет вращаться в противоположную сторону движения жидкости вместе с платформой, на которую закреплен модуль. Чтобы устранить это вращение надо рядом установить такой же второй модуль, в котором жидкость будет течь в противоположную сторону,нежели в первом модуле. Модули устанавливают так, чтобы они располагались симметрично центру масс платформы или один над другим в центре платформы. Меняя скорость жидкости в модулях можно менять направление движения транспорта, т.е. рулить. Разумеется, транспорт может двигаться и по земле,и по воде. Количество модулей должно быть четным, чтобы рулить в разных плоскостях и поворачивать вправо, влево или двигаться прямо. Если будет один модуль, то устройство будет неуправляемым и будет двигаться по спирали Архимеда. Эффективность поступательного перемещения зависит от того, вращается ли платформа, на которую закреплен модуль. Платформа не должна вращаться. Поэтому используются два модуля с противоположными истечениями жидкостей. Где, с помощью электродвигателя постоянного тока насоса, можно изменять скорость жидкости в трубе,изменяя напряжение на нем. Аппарат при своем перемещении или полете бесшумный, маневренный, по форме может быть обтекаемым, как летающая тарелка. Согласно закону сохранения энергии, энергия электронасоса расходуется на кинетическую энергию вращающейся жидкости, на энергию поступательного перемещения аппарата и на работу сил трения - теплоту. Для одновиткового модуля закон сохранения энергии Здесь 1 - масса жидкости внутри тонкой трубы,2 - масса жидкости внутри толстой трубы, - масса всей установки, - скорость установки,Атр - суммарная работа всех сил трения,переходящая в тепло. Достаточно показать один лишь способ перемещения по Земле (фиг.5 а) и фиг.5 б). Самый простой такой транспорт состоит из платформы, на которую укрепляются две модули. К платформе снизу устанавливаются три колеса,расположенные на вершинах правильного треугольника, которые способны вращаться вокруг вертикальной и горизонтальной осей, как колеса кресел. В модуле 1 движение жидкости по часовой стрелке, а в модуле 2 движение жидкости против часовой стрелки. Модули располагаются симметрично центра тяжести платформы. Сеченияив вертикальной плоскости. Модули 1 и модуль 2 расположены не в центре платформы,чтобы избежать неустойчивого управления, так как при расположении их в центре платформа легко способна вращаться из-за малости момента инерции платформы относительно оси платформы. В любом случае первый модуль препятствует вращению платформы по часовой стрелки, а второй модуль препятствует вращению платформы по часовой стрелке, когда оба модуля включены в работу. Поэтому можно рулить(управлять направлением движения установки),меняя скорость течения жидкости в одном из модулей. В любой замкнутой системе движение жидкости по окружности в первом и втором модулях в разные стороны за счет внутренних механически сил невозможно. В нашем случае мы используем энергию внешних сил, в частности, аккумулятора,заряженного на стороне вдали от замкнутой системы. Поэтому установка будет двигаться поступательно при компенсации вращательных моментов рулм. В курсе физики для университетов доказывается, что момент импульса сохраняется,даже и в наличии внешних консервативных сил, но в нашем случае внешние силы неконсервативные, то есть их поле сил не потенциально. Речь идет об электрической энергии аккумулятора, которая преобразуются в электромагнитную энергию с вихревым полем сил. На фиг.5 б) показана спираль из трех витков, где в тонкой части трубы жидкость течет от нас , а толстой части трубы (-) на нас. В этом чертеже колеса не попадают в сечение , но они нарисованы для ориентации. Главная формула изобретения, что количество модулей, в которых идет вращение жидкости в полых трубах разного сечения, четно. Если хотите перемещаться в трх плоскостях, то количество модулей будет шесть. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство, перемещающееся под действием центробежных сил инерции,содержащее 3 платформу, на которой установлено четное количество модулей, представляющих собой совокупность последовательно соединенных жидкостного насоса,подключенного к аккумулятору, и замкнутых полых труб в виде спирали, наполненных жидкостью полукруги спирали, расположенные по обе стороны плоскости,проходящей перпендикулярно по оси симметрии спирали, имеют разное сечение - широкое и узкое снизу платформы закреплены колеса,с возможностью вращения вокруг вертикальной и горизонтальной осей. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модули установлены симметрично центра тяжести платформы. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модули установлены один над другим в центре платформы. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узкие полукруги модулей направлены в сторону перемещения, и направления течения жидкости в модулях противоположны. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью управления движением изменением скорости течения жидкости в модулях. Силы, действующие на простейший модуль