ОПИСЬ ДЕКЛАРАЦИОННОГО ПАТЕНТА НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ (51) 7 B64C39/00, B64G9/00
advertisement
(51) 7 B64C39/00, B64G9/00 ОПИСЬ ДЕКЛАРАЦИОННОГО ПАТЕНТА НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ (54) ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ (21) u200503694 (22) 18.04.2005 (24) 15.08.2005 (46) 15.08.2005, Бюл. № 8, 2005 г. (72) Лазарев Николай Васильевич (73) Лазарев Николай Васильевич (57) Летательный аппарат, который содержит корпус, два диска с постоянными магнитами, установленными в корпусе с возможностью вращения, который вызывается тем, что один из дисков вставленный с возможностью смены аксиального или радиального, или наклонного его положения относительно другого диска. Полезная модель относится к конструкциям транспортных средств, более конкретно, к летательным аппаратам, включая космические аппараты. Известный летательный аппарат (декларационный патент Украины на полезную модель №1880, МКВ B64C39/00, B64G1/32, прiоритет вiд 09.10.2002), который содержит корпус и равномерно расположенные по кругу корпуса сверхпроводниковые соленоиды, гальванически связанные между собой, блоком питания, блоком управления и установленные с возможностью изменения положения относительно оси корпуса. Над соленоидами установлено, с возможностью поворачивать вокруг оси корпуса, сверхпроводниковое энергетическое кольцо, которое служит источником дополнительного магнитного поля и дополнительного электроснабжения, что позволяет снизить мощность основного источника энергии – атомного реактора, соединенного с генератором электрического тока. При работе аппарата в соленоиды и в электродвигель привода опорного кольца, соединенного изоляционным материалом с энергетическим кольцом, подают электрический ток, что вызывает появление вокруг соленоидов магнитного поля и тока, который наводится этим полем, в окружающем энергетическом кольце. В результате взаимодействия магнитных полей соленоидов и Земли возникает подъемная сила и силы, которые разворачивают оси соленоидов относительно оси аппарата на определенный угол. При дальнейшем увеличении тока аппарат отрывается от Земли и летит. Изменяя угол наклона осей всех соленоидов, изменяют направление сил, которые действуют на аппарат, что приводит к смене курса его полета. Учитывая известный в физике факт, что гравитация значительно слабее других фундаментальных взаимодействий, допускается, что вращающееся сверхпроводниковое энергетическое кольцо со своим мощным электромагнитным полем вместе с таким же полем соленоидов образуют в зоне вращения мощный электромагнитный вихрь, что может ослабить земную гравитацию возле корпуса аппарата, и сделать его невесомым. Электромагнитный вихрь можно усилить, если вращать соленоиды вокруг ихней оси, вставить в соленоиды и закрепить вокруг них ферромагнитные стержни. При вращении енергетического и опорного колец со скоростью 600 и более оборотов в минуту должна возникнуть подъемная сила, которая будет быстро нарастать при увеличении числа оборотов колец. Эта подъемная сила возникает под действием торсионных полей и этот эффект можно использовать при строительстве летательных аппаратов нового поколения с высокой маневренностью, большой скоростью и неограниченной высотой. Совместными свойствами аналога и решениями, которые заявляются, есть корпус и связанный с ним источники магнитного поля, установленные с возможностью обращения. В этом приборе источника магнитного поля исполненные в виде сверхпроводниковых соленоидов, гальванически связанные меж собой и получающих питание от генератора электроэнергии, который приводится в действие первичным источником энергии, таким как ядерный реактор, что делает устройство энергозависимым и при этом усложняет, удорожает изготовление и эксплуатацию, требует специальных мер и материалов для защиты от радиации, уменьшает полезный объем и подъемность устройства. Сверхпроводники требуют низких температур, что сужает область применения устройства либо требует специальных методов для поддержания необходимых температур, а его надежность ограничивается последовательным соединением соленоидов, потому что разрыв такого кольца в одном месте останавливает потребление питания ко всем соленоидам. Кроме того, проводники до соленоидов ограничивают их подвижность, что замедляет их реакцию на команды изменения положения и, соответственно, замедляет управление аппаратом. За прототип принят летальный аппарат [интернет, http://inworld.narod.ru/idei.htm], который содержит корпус, два установленных в нем диска – диск-компенсатор и несущий диск – с мощными постоянными магнитами, расположенными под углом и одноименными полюсами друг к другу, что приводит, из-за отталкивания магнитов, к вращению дисков с равной скоростью в противоположных направлениях, при этом осевая часть остается неподвижной. Чтобы вращение было плавным, магнитов на несущем диске должно быть на один-два больше, чем на диске-компенсаторе. Магниты расположены с внешних краев дисков, причем, магниты диска-компенсатора неподвижны, а магниты несущего диска могут изменять угол наклона относительно площади вращения под действием ихних приводов. Кроме того, предусматривается аккумуляторная батарея (балласт), которую можно передвигать рычагом управления от оси корпуса до его края, причем рычаг с аккумуляторной батареей должен обращаться вокруг оси аппарата. Устройство работает таким образом. Поворот под определенным углом одноименных полюсов магнитов ведущего диска относительно одноименных полюсов магнитов диска-компенсатора вызовет вращение дисков, образуя тем самым антигравитацию и вращающиеся магнитные поля, взаимодействующие с магнитным полем Земли, что образует подъемную силу, которая оторвет аппарат от поверхности. После набора заданной высоты подъем может быть остановлен за счет уменьшения оборотов дисков путем соответствующего поворота магнитов, и аппарат может быть переведен в горизонтальный полет при перемещении аккумуляторной батареи в обратное для полета направление, что создаст крен аппарата. При этом происходит разложение подъемной силы по принципу параллелограмма, то есть появится горизонтальная сила перемещения аппарата. Чтобы оставаться на заданной высоте, нужно выровнять вертикальную силу, увеличив обороты дисков. Для торможения и остановки дисков нужно магниты на дисках развернуть друг к другу разноименными полюсами. В случае выхода в космос для возврата на Землю понадобятся реактивные двигатели. Общими признаками прототипа и технического решения, что заявляется, есть корпус, два диска с постоянными магнитами, установленными в корпус с возможностью вращения. У этого аппарата для управления полетом используется изменение оборотов дисков путем поворота под определенным углом магнитов несущего диска относительно магнитов диска-компенсатора приводами, размещенными, как и магниты, с внешнего края несущего диска, изменение центра тяжести перемещением аккумуляторной батареи, которая приводит к крену аппарата и возникновению из-за этого горизонтальной силы перемещения. Но такое размещение привода с магнитами увеличивает инерцию дисков, что приводит к замедлению управления аппаратом. Кроме того, длительный полет в наклонном положении с неудобствами для экипажа требует закрепление всех громоздких предметов и груза, увеличит сопротивление движению при полете в атмосфере и односторонней нагрузке на подвижные детали, потому что к действию центробежной силы добавляется действие силы тяжести. Центробежная сила увеличивает нагрузку на движущиеся детали приводов и крепление магнитов, а также трение в них. Что опять замедляет смену их положения и, как следствие, замедляет управление аппаратом. Кроме того, уменьшение силы тяжести по мере отдаления от Земли делает аппарат все менее управляемым, поэтому для возвращения на Землю, необходим реактивный двигатель. В основу этой полезной модели поставлена задача расширения возможностей управления летательным аппаратом. Поставленная задача решена так, что в летательном аппарате, который содержит корпус, два диска с постоянными магнитами, установленные в корпусе с возможностью вращения, соотвественно с полезной моделью, один из дисков установлен с возможностью изменения аксиального, или радиального, или наклонного его положения относительно другого диска. Технический результат, который выражается в расширении возможностей управления летательным аппаратом, обеспечивается летательным аппаратом, который содержит корпус, два диска с постоянными магнитами, вставленные в корпус с возможностью вращения, причем один из дисков установлен с возможностью смены аксиального, или радиального, или наклонного его положения относительно другого диска. Возможность аксиального изменения положения одного из дисков относительно другого позволяет управлять скоростью их вращения простым изменением зазора между ними без установки приводов на вращаемый диск, что дает возможность уменьшить момент инерции диска и трения в приводах и крепления подвижных магнитов и повысить скорость управления аппаратом, как у сообщения с другими изменениями положения диска, так и без них. Возможность радиального изменения положения одного из дисков относительно другого позволяет смещать центр тяжести и вызывает крен корпуса аппарата для изменения направления полета в сторону крена. Возможность наклонного изменения положения одного из дисков относительно другого позволяет усиливать, за счет уменьшения зазора между внешними краями дисков, магнитное поле и его взаимодействие с внешним магнитным полем на одном конце аппарата и одновременно ослаблять, за счет увеличения зазора между диаметрально противоположными краями дисков, магнитное поле и его взаимодействие с внешним магнитным полем на противоположном конце аппарата, что дает ему возможность двигаться в направлении, обусловленным направлением градиентов магнитного поля, образованным наклоном диска, делающий повороты, или изменять одно направление движения на обратное. Кроме того, при отклонении одного из дисков от горизонтальной плоскости аппарата или оси вращения этого диска от вертикальной оси аппарата, сила, которая возникает только за счет вращения дисков, как например у летательного аппарата по международному патенту WO8503053, раскладывается на силу, направленную по вертикальной оси, и на силу, направленную по горизонтальной оси аппарата, что дает возможность, движения аппарата в направлениях, обусловленных направлениями отклонения диска в плоскости обеих осей аппарата. В зависимости от условий и среды полета одновременное или последовательное изменение положения одного из дисков дает возможность выбирать наиболее оптимальную траекторию движения при наилучшем положении в пространстве самого аппарата. Таким образом, признаки, которые образуют суть полезной модели, находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, который достигается. Еще большего расширения возможностей управления летательным аппаратом можно достичь, связав один из дисков с накопителем энергии через электромеханический преобразователь, который обеспечит кроме накопления энергии, возможность управления поворотом аппарата вокруг его вертикальной оси путем изменения числа оборотов одного из дисков относительно числа оборотов другого диска. Для большего понимания сути полезной модели ниже приводится детальное описание со ссылкой на чертежи, на которых они представлены. Рис. 1 – летательный аппарат, разрез в вертикальной плоскости Рис. 2 – летательный аппарат, вид A-A на Рис. 1 Рис. 3 – летательный аппарат, вид B-B на Рис. 1 Рис. 4 – летательный аппарат, вид I на Рис. 1 Рис. 5 – летательный аппарат, вид сбоку диска с наклонными магнитами Рис. 6 – летательный аппарат, схематичное изображение начального положения дисков в корпусе аппарата Рис. 7 – летательный аппарат, схематичное изображение положения дисков при изменении центра тяжести. Рис. 8 – летательный аппарат, схематичное изображение положения дсков при изменении наклонного положения одного из них относительно другого. Летательный аппарат содержит корпус 1, диски 2, 3 с плоскими постоянными магнитами 4, 5, обращенными в зазор 6 между ними одноименными, например, северными полюсами. Восемь магнитов 5 диска 3, закрепленному с возможностью вращения на валу 7, наклонены, как и в японской заявке JP1170360, в плоскости диска 3 и к шести магнитам 4 диска 2, прикрепленному к верхней обойме опорного подшипника 8, нижняя обойма которого прикреплена по кругу штоков 9 шести сервомеханизмов 10 изменения аксиального и наклонного положения диска 2, уставленных с возможностью скольжения, на горизонтальной переборке 11 корпуса 1. В свою очередь, сервомеханизмы 10 закреплены к штокам 12 шести сервомеханизмов 13 радиального перемещения диска 2, которые закреплены на горизонтальной переборке 11 вокруг сервомеханизмов 10. Для жесткости сервомеханизмы 10 могут быть закреплены на кольце (не показано). В радиальные пазы 14 диска 2 введены ребра жесткости 15, исполненные заодно с малым диском 16, закрепленным, с возможностью вращения, на валу 7, и зафиксированы своими концами в пазах 14 головками 17, что поддерживают диск 2, не ограничивая возможность изменения его положения относительно диска 3, который исполнен заодно с полым валом 18, закрпеленным, с возможностью вращения, на валу 7 и связанным через электромагнитную гидродинамическую муфту (не показана) с электромеханическим преобразователем энергии 19, в свою очередь электрически связанным со статичным накопителем энергии 20, исполненным в виде аккумуляторной батареи или батареи конденсаторов большой емкости и запитанным, вместе с электромагнитным преобразователем, сервомеханизмом и другое оборудование. Летательный аппарат работает таким образом. Включают сервомеханизмы 10 и, перемещая диск 2 к диску 3, уменьшают зазор 6 между магнитами 4, 5 этих дисков, до получения тангенциальной составляющей магнитного поля, который присутствует в нем благодаря наклону магнитов 5 относительно магнитов 4, достаточной для вращения дисков 2, 3 с магнитами 4, 5 в противоположных направлениях, в результате чего вокруг корпуса 1 появляются вращательные магнитые поля, взаимодействующие с внешним магнитным полем, а по его вертикальной оси, которая совпадает с валом 7 – подъемная сила, вызванная как обозначенным взаимодействием, так и вращением дисков, и аппарат, при достаточных оборотах дисков, которые достигаются уменьшением зазора 6, взлетает в вертикальном направлении. Для изменения направления движения аппарата сдвигом его центра тяжести включают сервомеханизмы 13 и меняют положение диска 2 в радиальном направлении, что совпадает с желательным направлением перемещения аппарата. Это образует крен аппарата и разложение подъемной силы на вертикальную и горизонтальную составляющие, совпадающие с желательным направлением перемещения. Для изменения направления движения аппарата путем изменения наклонного положения диска 2 относительно диска 3 включают часть сервомеханизма 10 и наклоняют диск 2 относительно диска 3 в направлении желательного перемещения аппарата. Так, для поворота вправо, если смотреть на Рис. 8, наклоняют диск 2 вправо, увеличивая зазор 6 на правой стороне дисков 2, 3 и одновременно уменьшая его на диаметрально противоположной, левой стороне дисков 2, 3. Потому что магниты 4, 5, обращенные в зазор 6 северными полюсами, то это приводит к усилению магнитного поля северной полярности на левой стороне аппарата и ослаблению на правой. Соответственно, внешнее магнитное поле северной полярности будет отталкивать левую сторону аппарата вправо с большей силой, чем правую влево, то есть равнодействующее взаимодействие магнитных полей аппарата и внешнего магнитного поля будет направлено вправо, куда и полетит аппарат. Кроме того, сила, вызываемая только вращением диска 2 и при взлете аппарата направлена по его вертикальной оси, тоже отклонится вправо, что вызовет появление вместе с вертикальной, горизонтальной составляющей, тоже направленной вправо, увеличивая этим самым скорость маневра и скорость движения после маневра. Выбирая то или иное изменение положения диска 2 относительно диска 3 или комбинируя эти изменения, получает возможность выбора оптимальных условий полета в разных физических средах с разными характеристиками. Для поворота аппарата вокруг его вертикальной оси, например, при состыковке с другим аппаратом, меняют число оборотов диска 3 относительно числа оборотов диска 2 путем подключения электромеханического преобразователя энергии 19 к полому валу 18 диска 3 и приведении этого преобразователя из режима генератора в режим двигателя, регулируя обороты которого или стабилизирует положение аппарата, предупреждая его неконтролируемый разворот, или разворачивают аппарат на необходимый центральный угол. На стоянке аппарат может исполнять функции местной электростанции, кроме того, его можно испробовать для подводного плавания. Эффекты управления сохраняются и при принудительном приводе дисков 2, 3 от любого двигателя. При этом форма и размещение магнитов 4, 5 должны обеспечить только наличие магнитного поля вокруг дисков 2, 3 и эти магниты могут быть расположены параллельно один к одному, хотя для более высокой надежности желательно, чтобы диски 2, 3 приводились во вращение и за счет особого размещения магнитов 4, 5.