BG67513B1 - Inertia motor - Google Patents

Inertia motor Download PDF

Info

Publication number
BG67513B1
BG67513B1 BG113143A BG11314320A BG67513B1 BG 67513 B1 BG67513 B1 BG 67513B1 BG 113143 A BG113143 A BG 113143A BG 11314320 A BG11314320 A BG 11314320A BG 67513 B1 BG67513 B1 BG 67513B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
axis
inertia
motor
masses
inertial
Prior art date
Application number
BG113143A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG113143A (en
Inventor
Борис Василев
Илиев Василев Борис
Original Assignee
Илиев Василев Борис
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Илиев Василев Борис filed Critical Илиев Василев Борис
Priority to BG113143A priority Critical patent/BG67513B1/en
Publication of BG113143A publication Critical patent/BG113143A/en
Publication of BG67513B1 publication Critical patent/BG67513B1/en

Links

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

The inertia motor contains masses m1 and m2 characterized by the fact that their angular velocities have equal moduli and opposite directions versus axis (1') of inertia module (1) which has a motor (5) and gearbox (6) for setting in motion the inertia masses m1 and m2, wherein axis (3) of inertia module (1) provides masses m1 and m2 with second-order freedom versus object (2), while the application of directionally variable moment M creates traction with constant axial direction perpendicular to the axis (3) of inertia module (1). The inertia motor is intended to replace various types of motors for considerations of cost-efficiency, dimensions and weight, wherein a motor of this type can be implemented at sites which require reactive traction, and can be used on the ground, in the air, in water and in outer space.

Description

Област на техникатаField of technique

Изобретението се отнася до двигател, който може да се използва за задвижване на различни видове транспорт - сухоземен, морски, въздушен и космически. Паралелно с това, може да бъде използван като двигател при генерирането на електрическа енергия и за всички системи, където е необходимо задвижване, било то линейно или въртеливо.The invention relates to an engine that can be used to drive various types of transport - land, sea, air and space. In parallel, it can be used as a motor in the generation of electrical energy and for all systems where a drive is required, be it linear or rotary.

Предшестващо състояние на техникатаPrior art

Известни са различни видове двигатели. Основно приложение в транспорта намират двигателите с вътрешно горене, електрически двигатели и реактивните двигатели с тяхната разновидност ракетни и йонни двигатели. Основни недостатъци на цитираните по-горе двигатели е замърсяването на околната среда, включително и от добиването на електрическа енергия, ниският коефициент на полезно действие, голям обем и тегло и ограничените природни ресурси на Земята. Реактивните двигатели и тяхната разновидност ракетните двигатели, намират приложение най-често в авиационния транспорт и космическите апарати [2]. Специално за космическите апарати трябва да се отбележи, че тягата на двигателя трябва да бъде огромна за да изведе космическия апарат в околоземна орбита с голяма скорост. За добиването на електрическа енергия най-често се използва потенциалната енергия на водна маса или атомна енергия. Огромният проблем при това е пренасянето на електрическата енергия. Смята се, че това е един от екологичните източници на енергия, но като се имат предвид проблемите при атомните електроцентрали и тези при топлоцентралите, екологичността на този тип енергия вече е под съмнение. Известни са двигатели, които използват инерционните сили, възникващи при въртеливо движение на маса в линейни такива [3,4,6,7]. Най-често са тези, при които двойка маси се въртят около общ център с равни по амплитуда и противоположни по посока ъглови скорости. При това възникват сили по направлението, определено от точките на съвпадане положенията на двете маси в равнината. По направлението, перпендикулярно на линията на действие на възникващите линейни сили, резултантната сила е равна на нула, защото силите от двете маси взаимно се компенсират. Друг, подобен тип двигатели, използващи инерционните сили, описани в литературата, са тези, при които резултантната центробежна сила е по дадена посока в резултат от изменение радиуса на въртене на инерционните маси спрямо зададен център. Основен недостатък на описаните по-горе инерционни двигатели е пулсиращият характер на създадените линейни сили с противоположни посоки. Оттук и трудностите при преобразуването на двете противоположни посоки в еднопосочно въртеливо или линейно действие, описано в цитираните литературни източници.Various types of engines are known. Internal combustion engines, electric motors and jet engines with their variety of rocket and ion engines are mainly used in transport. The main disadvantages of the engines cited above are the pollution of the environment, including from the extraction of electrical energy, the low coefficient of useful action, large volume and weight and the limited natural resources of the Earth. Jet engines and their variety, rocket engines, are most often used in aviation transport and space vehicles [2]. Especially for spacecraft, it should be noted that the thrust of the engine must be enormous to bring the spacecraft into Earth orbit at high speed. For the extraction of electrical energy, the potential energy of a water mass or atomic energy is most often used. The huge problem with this is the transmission of electrical energy. It is considered to be one of the greenest sources of energy, but considering the problems with nuclear power plants and those with thermal plants, the environmental friendliness of this type of energy is already in doubt. Engines are known that use the inertial forces arising from the rotary motion of a mass in linear ones [3,4,6,7]. The most common are those in which a pair of masses rotate around a common center with angular velocities equal in amplitude and opposite in direction. At the same time, forces arise in the direction determined by the points of coincidence of the positions of the two masses in the plane. In the direction perpendicular to the line of action of the resulting linear forces, the resultant force is zero because the forces from the two masses cancel each other out. Another, similar type of motors using inertial forces described in the literature are those in which the resultant centrifugal force is in a given direction as a result of changing the radius of gyration of the inertial masses relative to a given center. A major drawback of the inertia motors described above is the pulsating nature of the linear forces created with opposite directions. Hence the difficulties in converting the two opposite directions into a unidirectional rotary or linear action described in the cited literature.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

На Архимед се приписват думите „Дайте ми опорна точка и аз ще преместя Земята“. Целта на изобретението се постига, като за тази „опорна точка“ се използва инерцията. От механиката е известно, че скоростта на обектите е векторна величина, т.е. тя се характеризира с модул и посока. Всяко изменение на тези два параметъра или само на един от тях е ускорение, което в крайна сметка е обусловено от инерционността на тялото. Съгласно втория закон на Нютон F = ma, т.е. наличието на ускорение, води до сила, действаща на маса m.Archimedes is credited with saying, "Give me a fulcrum and I will move the Earth." The object of the invention is achieved by using inertia as this "fulcrum". It is known from mechanics that the speed of objects is a vector quantity, i.e. it is characterized by modulus and direction. Any change in these two parameters or just one of them is acceleration, which is ultimately determined by the inertia of the body. According to Newton's second law, F = ma, i.e. the presence of acceleration results in a force acting on mass m.

Задача на изобретението е използването на ускорения, породени от изменение посоката на вектора на скоростта. Такова е центробежното ускорение, което е резултат от изменение посоката на периферната скорост на тяло с маса m, движещо се по окръжност. Подобно явление се наблюдава при класическия механичен жироскоп [1], представляващ бързо въртящо се симетрично тяло и при наличието на момент (двойка сили) по една от осите на двете рамки, възниква прецесия по оста на другата рамка, породена от инерционните сили. Разликата между жироскопа и предлаганото изобретение е, че при жироскопа симетричните маси са с равни по модул и различни по посока периферни скорости и съответно инерционните сили са в различни посоки и създават жироскопичен момент, противоположен на приложения външен момент. В предлаганото изобретение, двойка маси имат еднакви по модул и посока периферни скорости Vi и V2 благодарение на различните по посока ъглови скорости (фиг. 2) и при въздействието на външен момент по ос, перпендикулярна на оста на въртене на масите mi или m2, когато двете инерционни маси лежат на ос 3 на инерционен модул 1, двойката сили е с еднакви посоки и следователно е налице резултантна сила, действаща по оста, перпендикулярна на ос 3 (фиг. 1) на инерционния модул.The task of the invention is the use of accelerations caused by changing the direction of the velocity vector. Such is the centrifugal acceleration, which is the result of a change in the direction of the peripheral speed of a body with mass m moving in a circle. A similar phenomenon is observed in the classic mechanical gyroscope [1], which is a rapidly rotating symmetrical body and in the presence of a moment (pair of forces) along one of the axes of the two frames, precession occurs along the axis of the other frame caused by inertial forces. The difference between the gyroscope and the proposed invention is that in the case of the gyroscope the symmetrical masses have the same modulus and different peripheral velocities, and accordingly the inertial forces are in different directions and create a gyroscopic moment opposite to the applied external moment. In the proposed invention, a pair of masses have peripheral velocities Vi and V2 identical in magnitude and direction due to the different angular velocities (Fig. 2) and under the influence of an external moment along an axis perpendicular to the axis of rotation of the masses mi or m2, when the two inertial masses lie on axis 3 of inertial module 1, the pair of forces has the same direction and therefore there is a resultant force acting along the axis perpendicular to axis 3 (Fig. 1) of the inertial module.

Посоката на приложения момент ще определя и посоката на резултантната сила.The direction of the applied moment will also determine the direction of the resultant force.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures

Фигура 1 показва схема на инерционен двигател. Две инерционни маси mi и m2 се въртят с еднакви по модул и противоположни по посока ъглови скорости по отношение ос 1’ на инерционен модул 1. Инерционният модул 1 има степен на свобода по отношение на обект 2 благодарение на ос 3. Двигател 5 чрез редуктор 6 върти масите mi и m2 в различни посоки.Figure 1 shows a schematic of an inertial motor. Two inertial masses mi and m2 rotate with angular velocities equal in magnitude and opposite in direction with respect to axis 1' of inertial module 1. Inertia module 1 has a degree of freedom with respect to object 2 thanks to axis 3. Motor 5 via reduction gear 6 rotate the masses mi and m 2 in different directions.

Фигура 2 представлява принципната схема на инерционен двигател, съдържащ инерционни маси mi и m2, които се въртят с еднакви по модул и противоположни по посока ъглови скорости по отношение корпуса на инерционен модул 1, притежаващ степен на свобода спрямо обект 2. Еднаквите по модул ъглови скорости определят и еднакви по модул и посока периферни скорости Vi и V2. Последното е условие за еднопосочност на силите на реакцията, породени от въртенето на инерционния модул 1 около неговата ос. Двата момента Mi и M2 са еднакви по модул, с противоположни посоки и действат в различни интервали от време.Figure 2 represents the schematic diagram of an inertial motor containing inertial masses mi and m 2 , which rotate with angular velocities equal in magnitude and opposite in direction relative to the body of an inertial module 1 having a degree of freedom relative to object 2. The angular velocities equal in magnitude velocities also define peripheral velocities Vi and V2 equal in magnitude and direction. The latter is a condition for the unidirectionality of the reaction forces caused by the rotation of the inertial module 1 around its axis. The two moments Mi and M2 are the same in magnitude, with opposite directions and act in different time intervals.

Фигура 3 представлява примерно изпълнение на инерционен двигател с един инерционен модул.Figure 3 represents an exemplary embodiment of an inertial motor with one inertial module.

Фигура 4 представлява примерно изпълнение на инерционен двигател с два инерционни модула.Figure 4 represents an exemplary embodiment of an inertial motor with two inertial modules.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of implementation of the invention

Фиг. 3 представя физически модел на инерционен двигател, реализиран с инерционен модул 1, монтиран на платформа 4, имаща степен на свобода по оста 3. Системата за създаване на моменти спрямо оста 3 на платформата 4 включва датчик 7, електрически двигател 8 и моментен редуктор 9. Това е класически тип система за създаване на момент, използван при механичните жироскопи за стабилизация оста на ротора на жироскопа по зададено направление. Датчикът 7 може да бъде различен тип в зависимост от конструктивното решение на инерционния двигател. Пружина 11 също е конструктивно предложение. Нейното присъствие зависи от избраното конструктивно решение.Fig. 3 presents a physical model of an inertial motor realized with an inertial module 1 mounted on a platform 4 having a degree of freedom along the axis 3. The system for creating moments relative to the axis 3 of the platform 4 includes a sensor 7, an electric motor 8 and a moment reducer 9. This is a classic type of torque system used in mechanical gyroscopes to stabilize the gyroscope rotor axis in a set direction. The sensor 7 can be of a different type depending on the design of the inertial motor. Spring 11 is also a constructive suggestion. Its presence depends on the chosen design solution.

На фиг. 4 е показана конфигурацията на инерционен двигател с два инерционни модула 1 и 10, фиксирани спрямо платформа 4. Създадените инерционни сили по оста, перпендикулярна на ос 3 от двата инерционни блока се използват за възникването на моменти Mi или M2 спрямо оста 3, определящи се от разстоянието на инерционните модули до оста 3, което разстояние определя и модула на двата момента Mi и М2. Когато инерционните маси mi и m2 на единия инерционен модул лежат на оста 3, се приложи момент Mi или съответно M2, по направлението на оста 3 от втория инерционен модул, ще възникнат инерционни сили. Прилагането на подобни моменти е възможно, благодарение на лагеруването на платформата 4 в обекта 2.In fig. 4 shows the configuration of an inertial motor with two inertial modules 1 and 10 fixed relative to platform 4. The inertial forces created along the axis perpendicular to axis 3 from the two inertial blocks are used to produce moments Mi or M2 relative to axis 3 defined by the distance of the inertia modules to axis 3, which distance also determines the module of the two moments Mi and M2. When the inertial masses mi and m2 of one inertial module lie on axis 3, a moment Mi or M2 respectively is applied, along the direction of axis 3 of the second inertial module, inertial forces will arise. Applying such moments is possible thanks to the bearing of platform 4 in site 2.

Показаните физически модели на инерционния двигател могат да бъдат реализирани като реални двигатели с използване в различните видове транспорт и други приложения в практиката. Особен интерес представлява използването на инерционния двигател в космическите полети, където необходимостта от огромна тяга на ракетните двигатели ще отпадне и космическият обект ще може да бъде изведен в произволна точка от околоземното пространство за неограничен интервал от време без необходимост от развиването на първа космическа скорост. При това, космическите апарати биха могли да се реализират като геостационарни без да бъдат извеждани на геостационарна орбита. Това може да се използва за навигационни, телекомуникационни и всякакъв друг вид цели при решаването на задачи от типа на съвременните спътникови навигационни системи, телекомуникационни системи, дистанционни методи за изследване на Земята и ред други.The physical models of the inertial motor shown can be implemented as real motors for use in various types of transport and other applications in practice. Of particular interest is the use of the inertial engine in space flights, where the need for a huge thrust of the rocket engines will disappear and the space object will be able to be brought to an arbitrary point in the space around the Earth for an unlimited time interval without the need to develop the first space velocity. In addition, spacecraft could be realized as geostationary without being launched into geostationary orbit. This can be used for navigational, telecommunication and all kinds of other purposes in solving tasks such as modern satellite navigation systems, telecommunication systems, remote methods of Earth exploration and a number of others.

Claims (1)

Инерционен двигател за създаване на тяга върху обект (2), включващ въртящи се с равни по модул и противоположни посоки ъглови скорости около ос (1’) маси m1 и m2, задвижвани от двигател (5) и редуктор (6), характеризиращ се с това, че е добавена втора степен на свобода на масите m1 и m2 около ос (3) на инерционен модул (1), върху която ос (3) се прилага променлив по посока момент М.An inertial motor for creating a thrust on an object (2), including rotating with equal magnitude and opposite angular velocities around an axis (1') masses m1 and m2, driven by a motor (5) and a reducer (6), characterized by that a second degree of freedom of the masses m1 and m2 has been added around axis (3) of inertial module (1), on which axis (3) a variable moment M is applied.
BG113143A 2020-05-27 2020-05-27 Inertia motor BG67513B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG113143A BG67513B1 (en) 2020-05-27 2020-05-27 Inertia motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG113143A BG67513B1 (en) 2020-05-27 2020-05-27 Inertia motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG113143A BG113143A (en) 2021-12-15
BG67513B1 true BG67513B1 (en) 2023-04-18

Family

ID=80632832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG113143A BG67513B1 (en) 2020-05-27 2020-05-27 Inertia motor

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG67513B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BG113143A (en) 2021-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chernousko et al. Evolution of motions of a rigid body about its center of mass
Lappas et al. Attitude control for small satellites using control moment gyros
CN106096204B (en) A kind of spacecraft day heart ellipse suspension railway design method based on solar sail Push Technology
Schwartz et al. System identification of a spherical air-bearing spacecraft simulator
Hall Spinup dynamics of gyrostats
BG67513B1 (en) Inertia motor
Takao et al. Self-excited oscillation of spinning solar sails utilizing solar radiation pressure
Náhlík et al. Applications of gyroscopic effect in transportation
Marchand et al. Aspherical formations near the libration points in the sun-earth/moon ephemeris system
US20050109138A1 (en) Inertial propulsion drive
Dignath et al. Control of the vibrations of a tethered satellite system
Alifanov et al. An approach to forming the design performance of the attitude control system for small spacecraft
Kane et al. A method of active attitude control based on energy considerations.
Ciulin System to produce mechanical inertial force and/or torque
Mori et al. Attitude Dynamics of Spinning Solar Sail “IKAROS” Considering Thruster Plume
RU2338669C1 (en) Method for flying in outer space
Gutierrez-Carmona et al. Experimental Platform for Modeling and Control of Articulated Bodies
Dong et al. Stability of a spinning satellite with flexible antennas
Rollo et al. The Analysis Of Payload Exchange Failures Between Staged Space Tethers
Parman Study on structural deflection of flexible satellite during attitude maneuver using fuel-efficient input shaper
Dias Dynamics of a Gyrostat Satellite with the Vector of Gyrostatic Moment Along the Principal Plane of Inertia
RU2594056C1 (en) Method for uniaxial orientation of spacecraft with elongated shape
Legostaev Russian space programs: Achievements and prospects of automatic control applications
Doroshin et al. Investigation of the attitude dynamics of a composite nanosatellite with a gravitational damper on circular orbits
Mao et al. Modeling and control design for a new spacecraft concept for measuring particles and fields with unprecedented resolution and accuracy