RU2124821C1 - Device for use of atmospheric electricity - atmospheric power plant of flight vehicles and spaceships - Google Patents
Device for use of atmospheric electricity - atmospheric power plant of flight vehicles and spaceships Download PDFInfo
- Publication number
- RU2124821C1 RU2124821C1 RU96118841A RU96118841A RU2124821C1 RU 2124821 C1 RU2124821 C1 RU 2124821C1 RU 96118841 A RU96118841 A RU 96118841A RU 96118841 A RU96118841 A RU 96118841A RU 2124821 C1 RU2124821 C1 RU 2124821C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shells
- bullets
- atmosphere
- bullet
- current collector
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области использования атмосферного электричества и может быть использовано для запитки энергией летательных аппаратов и космических кораблей при полетах в атмосферах планет с атмосферным электричеством и с грозовой активностью, например, Земли и Юпитера. Изобретение также может быть использовано в энергетике на Земле как электростанция. The invention relates to the use of atmospheric electricity and can be used to power aircraft and spacecraft during flights in atmospheres of planets with atmospheric electricity and with thunderstorm activity, for example, Earth and Jupiter. The invention can also be used in energy on Earth as a power plant.
Известен химический ракетный двигатель [1], в котором для создания тяги используется химическая энергия взаимодействия компонентов топлива. Недостатком этого устройства являются невозможность пополнять запасы энергии, требуемой для космического полета после старта летательного аппарата. Known chemical rocket engine [1], in which to create traction uses the chemical energy of interaction of the components of the fuel. The disadvantage of this device is the inability to replenish the reserves of energy required for space flight after the launch of the aircraft.
Известен ядерный ракетный двигатель [1], в котором для создания тяги используется ядерная энергия. Недостатком этого устройства является радиация и невозможность пополнять запасы рабочего тела и энергии, требуемые для космического полета после старта летательного аппарата. Known nuclear rocket engine [1], which uses nuclear energy to create traction. The disadvantage of this device is radiation and the inability to replenish the reserves of the working fluid and energy required for space flight after the launch of the aircraft.
Известен электроракетный двигатель Богданова [2], в котором для создания тяги в основном используется энергия, накопленная в сверхпроводящем соленоиде, а в качестве рабочего тела выступает ускоряемый электромагнитными полями ионизированный газ атмосферы. Недостатком этого двигателя является невозможность пополнить запасы энергии, требуемой для полета, после старта. Bogdanov’s electric rocket engine is known [2], in which the energy stored in the superconducting solenoid is mainly used to create traction, and the ionized atmosphere accelerated by electromagnetic fields acts as a working medium. The disadvantage of this engine is the inability to replenish the energy reserves required for the flight after launch.
Известно устройство приема, передачи и накопления атмосферного электричества [3] , включающее токоприемник атмосферного электричества в виде стержня, соединенного с токоотводом, прикрепленным к несущей опоре и соединенным с накопителем и нагрузкой. Устройство ловит удары молнии на стержень и передает ток молнии в накопитель. Недостатком этого устройства является то, что устройство пассивно ждет того момента времени, когда гроза пройдет над местом расположения устройства, и молния ударит именно в токоприемник. Поэтому устройство принимает малое количество молний и накапливает малое количество электричества. A device for receiving, transmitting and storing atmospheric electricity [3], including a current collector of atmospheric electricity in the form of a rod connected to a collector attached to a bearing support and connected to the drive and the load. The device catches lightning strikes on the rod and transfers lightning current to the drive. The disadvantage of this device is that the device passively waits for the point in time when a thunderstorm passes over the location of the device, and lightning strikes precisely into the current collector. Therefore, the device receives a small amount of lightning and accumulates a small amount of electricity.
Известно приспособление для использования атмосферного электричества [4] , которое содержит токоприемник, конденсатор, трансформатор и разрядник. Недостатком данного приспособления является получение только колебательных разрядов, а также малое количество энергии атмосферного электричества, которое использует приспособление, поскольку оно пассивно ждет прихода грозы в точку своего расположения. A device for using atmospheric electricity [4] is known, which comprises a current collector, a capacitor, a transformer and a spark gap. The disadvantage of this device is to obtain only vibrational discharges, as well as a small amount of atmospheric electricity, which the device uses, since it is passively waiting for the thunderstorm to arrive at its point of location.
Задачей, стоящей перед изобретением, является увеличение количества энергии, накапливаемой устройством, и обеспечение возможности летательным аппаратам и космическим кораблям заряжаться энергией непосредственно при полете в атмосфере. The challenge facing the invention is to increase the amount of energy accumulated by the device, and to enable aircraft and spacecraft to be charged with energy directly when flying in the atmosphere.
Указанная задача решается тем, что устройство для использования атмосферного электричества, содержащее конденсатор, токоприемник, дополнительно снабжено летательным аппаратом, выпрямителем, накопителем энергии, системой запитки накопителя и содержит по крайней мере два токоприемника, один из которых электрически через выпрямитель соединен с одной обкладкой конденсатора, а второй - с другой, причем около токоприемника установлено устройство создания проводящего канала в атмосфере, выполненное с возможностью создания проводящего канала в атмосфере, электрически контактирующего с токоприемником. Устройство создания проводящего канала в атмосфере содержит устройство, стреляющее пулями или снарядами. Пули и снаряды выполнены трассирующими и покрыты материалом, содержащим вещество с потенциалом ионизации менее 5,5 эВ. К пулям или снарядам присоединена проводящая проволока, выполненная с возможностью разматываться при движении пули или снаряда, электрически соединенная с токоприемником. Пули или снаряды наполнены внутри горючим материалом с возможностью сгорания и выхода продуктов горения через хвостовую часть пули или снаряда. Головная часть пули или снаряда покрыта материалом с работой выхода менее 3,6 эВ. Устройство создания проводящего канала в атмосфере снабжено источником ионизирующего излучения. Устройство, стреляющее пулями или снарядами, содержит огнестрельное оружие. Устройство, стреляющее пулями или снарядами, содержит электромагнитный ускоритель пуль или снарядов. Накопитель энергии выполнен в виде сверхпроводящего соленоида. Устройство создания проводящего канала в атмосфере снабжено лазером на свободных электронах. Пули или снаряды содержат материал, выполненный с возможностью вступать с компонентами воздуха в плазмохимические реакции с образованием частиц. Пули или снаряды наполнены изнутри горючим материалом, в который инжектированы атомы щелочного металла. Внутри пули или снаряда находятся топливо и окислитель. This problem is solved in that the device for using atmospheric electricity, containing a capacitor, a current collector, is additionally equipped with an aircraft, a rectifier, an energy store, a power supply system for the drive and contains at least two current collectors, one of which is electrically connected through a rectifier to one capacitor plate, and the second - on the other, and near the current collector there is a device for creating a conductive channel in the atmosphere, configured to create a conductive channel la in an atmosphere electrically contacting the susceptor. A device for creating a conductive channel in the atmosphere comprises a device firing bullets or shells. Bullets and shells are made tracer and covered with a material containing a substance with an ionization potential of less than 5.5 eV. A conductive wire is connected to the bullets or shells, made with the ability to unwind when the bullet or projectile moves, electrically connected to the current collector. Bullets or shells are filled inside with combustible material with the possibility of combustion and the exit of combustion products through the tail of the bullet or shell. The head of a bullet or projectile is covered with material with an output work of less than 3.6 eV. The device for creating a conductive channel in the atmosphere is equipped with a source of ionizing radiation. A device firing bullets or shells contains firearms. A device firing bullets or shells contains an electromagnetic accelerator of bullets or shells. The energy storage device is made in the form of a superconducting solenoid. The device for creating a conducting channel in the atmosphere is equipped with a free electron laser. Bullets or shells contain material that is capable of entering into plasma-chemical reactions with air components to form particles. Bullets or shells are filled inside with combustible material into which alkali metal atoms are injected. Inside the bullet or projectile are fuel and oxidizer.
Такое конструктивное решение позволяет устройству для использования атмосферного электричества Богданова атмосферной электростанции летательных аппаратов и космических кораблей (далее в тексте просто "устройству") значительно увеличить количество энергии, запасаемой устройством, за счет того, что атмосферное электричество в виде молний и других разрядов (тихих) собирается им и запасается конденсатором и накопителем энергии со значительной территории, где наблюдается повышенная грозовая активность, а не только в одной точке, как было в других устройствах. Устройство перемещается в атмосфере в поисках гроз и, достигнув грозовой ячейки, начинает активно вызывать на себя грозовые разряды, создавая в облаке проводящие каналы, по которым молнии и тихие разряды переносят электричество и заряжают обе обкладки конденсатора. Конденсатор заряжается, энергия с помощью системы запитки накопителя преобразуется и запасается в накопителе энергии, а затем используется либо для полета летательного аппарата или космического корабля, либо передается на Землю и используется аналогично энергии наземной электростанции. Such a constructive solution allows the device to use atmospheric electricity of Bogdanov’s atmospheric power plant for aircraft and spacecraft (hereinafter simply referred to as the “device”) to significantly increase the amount of energy stored by the device, due to the fact that atmospheric electricity in the form of lightning and other discharges (silent) it is collected and stored by a capacitor and energy storage device from a significant area where increased thunderstorm activity is observed, and not just at one point, as it was in other devices. The device moves in the atmosphere in search of thunderstorms and, having reached a thunderstorm cell, begins to actively cause lightning discharges, creating conductive channels in the cloud through which lightning and quiet discharges transfer electricity and charge both capacitor plates. The capacitor is charged, the energy is converted and stored in the energy store using the drive’s power supply system, and then it is used either to fly an aircraft or a spacecraft, or transmitted to the Earth and is used similarly to the energy of a ground-based power station.
Не обнаружено технических решений, решающих поставленную задачу аналогичными техническими средствами. No technical solutions were found that solve the problem with the same technical means.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a device.
Конденсатор 1 соединен с летательным аппаратом 2, в качестве которого используется или аппарат с электроракетным двигателем Богданова [2] или аппарат с двигателем на новых физических принципах [5], или любой другой известный аппарат, способный летать в грозовом облаке. Конденсатор размещен внутри летательного аппарата и соединен с устройствами создания проводящего канала в атмосфере 3 и 4, верхнее из которых (3) соединено с верхней обкладкой конденсатора, а нижнее (4) - с нижней обкладкой. Устройство создания проводящего канала в атмосфере выполнено с возможностью создания электрического канала в атмосфере, электрически контактирующего с токоприемником 5 или 6, причем один токоприемник, например, токоприемник 5, электрически соединен через выпрямитель 7 с верхней обкладкой конденсатора, а второй токоприемник 6 электрически соединен через выпрямитель 8 с нижней обкладкой конденсатора. Обкладки конденсатора электрически соединены с системой запитки накопителя 9, в качестве которого используется устройство, преобразующее энергию, накопленную в конденсаторе, в энергию, накапливаемую в накопителе энергии 10, который выполнен в виде сверхпроводящего соленоида. The capacitor 1 is connected to an aircraft 2, which is used either an apparatus with Bogdanov’s electric rocket engine [2] or an apparatus with an engine based on new physical principles [5], or any other known apparatus capable of flying in a thundercloud. The capacitor is located inside the aircraft and is connected to the devices for creating a conducting channel in the atmosphere 3 and 4, the upper of which (3) is connected to the upper lining of the capacitor, and the lower (4) to the lower lining. A device for creating a conductive channel in the atmosphere is configured to create an electric channel in the atmosphere electrically in contact with a current collector 5 or 6, moreover, one current collector, for example, a current collector 5, is electrically connected through a rectifier 7 to the upper plate of the capacitor, and a second current collector 6 is electrically connected through a rectifier 8 with the bottom plate of the capacitor. The capacitor plates are electrically connected to the power supply system of the drive 9, which is used as a device that converts the energy stored in the capacitor into energy stored in the energy store 10, which is made in the form of a superconducting solenoid.
Устройство, создающее проводящий канал в атмосфере, может быть выполнено нескольких видов. Наиболее простым и эффективным вариантом выполнения и размещения из них является вариант с устройством, стреляющим пулями или снарядами, принципиальная схема которого с пулей или снарядом представлена на фиг. 2. A device that creates a conductive channel in the atmosphere can be made of several types. The simplest and most effective embodiment and placement of them is the version with a device firing bullets or shells, a circuit diagram of which with a bullet or shell is shown in FIG. 2.
Пуля или снаряд 11 размещены в гильзе 12, установленной на токоприемнике 13. Гильза фиксируется в устойчивом положении зажимами 14, 15. Токоприемник и зажимы установлены на корпусе 16 летательного аппарата. Дно гильзы (ее нижняя часть) прижато к токоприемнику, электрически контактируя с ним. Ко дну гильзы присоединена пружина 17, к пружине присоединена проволока 18, которая внутри гильзы свернута в бухты 19, 20. Внутри гильзы размещены пороховые заряды 21, 22, выполненные так, что они разделяют послойно дно гильзы от нижней бухты проволоки и все бухты проволоки друг от друга. Верхний пороховой заряд 23 размещен между пулей и верхней бухтой проволоки 24. В нижней части пули или снаряда находятся топливо 25 и окислитель 26. На верхней части поверхности пули нанесен трассер 27, в нижней части гильзы - поджигающие электроды 28, 29, электроизолированные от гильзы изоляторами 30, 31 и электрически контактирующие с зажимами 14, 15. Около пули проволока 18 соединена с двумя проволоками 32, 33, смотанными в отдельные бухты, которые уже непосредственно соединены с пулей или снарядом. Проволоки 18, 33, 34, пуля (снаряд), пружина и токоприемник электрически соединены. Корпус пули (снаряда), проволоки, пружина и токоприемник выполнены из проводящих материалов. Длины проволок 32, 33 равны с точностью до 0,1 мм, определяются длиной факела от сгорания топлива, превышая ее, примерно, в 2 раза. В верхней и в нижней части летательного аппарата размещается по одному устройству, стреляющему пулями или снарядами. Оно помещено внутрь обтекаемого колпака с возможностью быстро вращаться вместе с ним вокруг оси и менять угол обстрела. Около выходных отверстий стволов могут находиться оголенные участки дополнительных токоприемников, которые имеют острия и выполнены тугоплавкими из материала с малой работой выхода, например, менее 3,6 эВ, например, из вольфрама с инжектированным цезием. Используются пули или снаряды, к которым присоединена проводящая проволока, выполненная с возможностью разматываться при движении в полете пули или снаряда, второй конец которой электрически соединен с токоприемником. Аналогичные устройства известны и использовались для инициации молний (для ракеты с прикрепленной к ней проволокой). A bullet or
В другом варианте используются трассирующие пули, покрытые трассером с высокой температурой горения, например, около 3000oC, например термитом, в который инжектированы атомы материала с малым потенциалом ионизации, например щелочных металлов, например цезия. Пули внутри могут быть полыми и наполнены таким же трассером такого же состава. Начальная скорость пули или снаряда определяется прочностью проволоки.In another embodiment, tracer bullets are used, coated with a tracer with a high combustion temperature, for example, about 3000 ° C, for example a termite, in which atoms of a material with a low ionization potential, for example, alkali metals, for example cesium, are injected. Bullets inside can be hollow and filled with the same tracer of the same composition. The initial velocity of a bullet or projectile is determined by the strength of the wire.
Другие варианты устройства, создающего проводящий канал в атмосфере. Вместо описанного выше устройства, стреляющего пулями или снарядами, устройство может содержать любое другое устройство, стреляющее пулями или снарядами. Это может быть огнестрельное оружие, например пулемет, либо электромагнитный ускоритель пуль или снарядов, например рельсовый ускоритель. Пули или снаряды могут быть выполнены полыми и внутри них могут находиться топливо и окислитель, выполненные с возможностью сгорания топлива и создания при горении реактивной тяги. Устройство может содержать источник ионизирующего излучения, например ускоритель заряженных частиц, например микротрон в верхней части летательного аппарата или циклотрон с изохронными прокладками - в нижней части. В качестве источника узконаправленного ионизирующего излучения может использоваться лазер на свободных электронах, например, жесткого рентгеновского диапазона. В качестве источника ионизирующего излучения может использоваться мощный СВЧ-генератор. В последних двух случаях длина волны выбирается эмпирически опытным путем, наиболее оптимальной для данной высоты и данной влажности воздуха. Здесь наиболее широкие перспективы дает лазер на свободных электронах, поскольку у него для различных устройств диапазон излучения меняется в очень широких пределах от 1 см до жесткого рентгеновского. Other options for a device that creates a conductive channel in the atmosphere. Instead of the above-described device firing bullets or shells, the device may comprise any other device firing bullets or shells. This can be a firearm, such as a machine gun, or an electromagnetic accelerator of bullets or shells, such as a rail accelerator. Bullets or shells can be made hollow and inside them there can be fuel and an oxidizing agent, made with the possibility of burning fuel and creating reactive thrust during combustion. The device may contain a source of ionizing radiation, for example an accelerator of charged particles, for example a microtron in the upper part of the aircraft or a cyclotron with isochronous gaskets in the lower part. A free electron laser, for example, of a hard X-ray range, can be used as a source of narrowly directed ionizing radiation. A powerful microwave generator can be used as a source of ionizing radiation. In the last two cases, the wavelength is chosen empirically empirically, the most optimal for a given height and given air humidity. Here, the free electron laser gives the widest prospects, since for it for different devices the radiation range varies over a very wide range from 1 cm to hard X-ray.
В электромагнитном ускорителе пуль или снарядов могут использоваться пули или снаряды из материала с возможностью вступать с компонентами воздуха при нагреве в плазмохимические реакции с образованием дисперсных частиц. Например, покрытие пуль или снарядов может быть выполнено из бора, а в сердцевину пуль или снарядов бор входит как компонент или добавка к тугоплавкому материалу большой плотности, например к вольфраму. In an electromagnetic accelerator of bullets or shells, bullets or shells made of material can be used with the ability to enter into plasma-chemical reactions with the formation of dispersed particles with air components when heated. For example, the coating of bullets or shells can be made of boron, and boron enters the core of bullets or shells as a component or additive to high-density refractory material, for example, tungsten.
Устройство создания проводящего канала в атмосфере может содержать ускоритель дисперсных частиц. Требование к материалу дисперсных частиц такое, что при разрушении и испарении дисперсных частиц при нагреве часть вещества дисперсной частицы должна быть способна вступать с компонентами воздуха в плазмохимическую реакцию с образованием каких-либо дисперсных частиц. Ускоритель, например, может содержать плазмохимический реактор и ускоритель плазмы. The device for creating a conductive channel in the atmosphere may contain an accelerator of dispersed particles. The requirement for the material of dispersed particles is such that upon the destruction and evaporation of dispersed particles during heating, part of the material of the dispersed particle must be able to react with the air components in a plasma-chemical reaction with the formation of any dispersed particles. The accelerator, for example, may contain a plasma chemical reactor and a plasma accelerator.
Устройство, стреляющее пулями или снарядами, может содержать установленные последовательно сначала у входа огнестрельное оружие, а затем ближе к выходу электромагнитный ускоритель пуль или снарядов, например рельсовый, с возможностью поэтапного ускорения пули или снаряда сначала только энергией пороховых газов, а затем еще и электромагнитной энергией в ускорителе. A device firing bullets or shells may contain firearms installed sequentially first at the entrance, and then closer to the exit, an electromagnetic accelerator of bullets or shells, for example a rail accelerator, with the possibility of phased acceleration of a bullet or projectile, first only with the energy of powder gases, and then also with electromagnetic energy in the accelerator.
Устройство, стреляющее пулями или снарядами, может содержать по крайней мере одну пару параллельных стволов, выполненных с возможностью синхронно выстреливать пули или снаряды по параллельным траекториям и синхронно менять угол обстрела с возможностью создания между выходными отверстиями стволов разности потенциалов. Расстояние между стволами порядка 10 м. Головная часть пули или снаряда содержит вещество с малой работой выхода, например, менее 3,6 эВ, например вольфрам с инжектированным цезием. A device firing bullets or shells may contain at least one pair of parallel barrels, configured to synchronously shoot bullets or shells along parallel paths and synchronously change the angle of fire with the possibility of creating a potential difference between the outlet openings of the barrels. The distance between the trunks is about 10 m. The head of a bullet or projectile contains a substance with a small work function, for example, less than 3.6 eV, for example tungsten with injected cesium.
Вместо конденсатора может использоваться батарея конденсаторов с возможностью запасать порядка 109 Дж энергии.Instead of a capacitor, a capacitor bank can be used with the ability to store about 10 9 J of energy.
Выпрямитель выполнен в виде сильноточного диода с большой поверхностью, через которую течет ток. Например, на обкладке конденсатора выполнена полупроводниковая структура с p/n переходом, площадь которого совпадает с площадью обкладки, на которую нанесено металлическое покрытие, электрически соединенное с токоприемником. The rectifier is made in the form of a high-current diode with a large surface through which current flows. For example, a semiconductor structure with a p / n junction is made on the capacitor plate, the area of which coincides with the area of the plate on which a metal coating is applied, electrically connected to the current collector.
Система запитки накопителя может быть выполнена двух видов. Первый вариант известен и используется для запитки соленоидов [6]. Эта система запитки включает преобразователь энергии, тоководы и нагреватель. Второй вариант представляет собой изобретение автора, информация о котором есть в работе [7] . Система запитки содержит преобразователь энергии и установленные последовательно генератор электромагнитного излучения, например мощный ОВЧ- генератор с длиной волны излучения примерно 1 м, параболическую антенну, автоэлектронный модулятор электромагнитного излучения Богданова и волновод для ОВЧ-излучения, на стенках или внутри которого находятся участки поверхности сверхпроводящего соленоида, который является накопителем энергии. Автоэлектронный модулятор электромагнитного излучения Богданова (далее просто "модулятор") содержит поляризатор, внешний конденсатор, между обкладками которого проходит ось распространения электромагнитного излучения и находятся проводящие пластины, на поверхности которых, обращенных к одной из обкладок, выполнены эмиссионные катоды. Расстояние между пластинами много меньше длины волны электромагнитного излучения, например 30 мкм, в качестве которого используется излучение ОВЧ- излучателя. Вместо волновода может быть установлен резонатор электромагнитного излучения, внутри которого установлены генератор электромагнитного излучения и модулятор. Модулятор установлен около одного из зеркал, на котором выполнен участок обмотки соленоида. The drive power supply system can be of two types. The first option is known and used to power the solenoids [6]. This power supply system includes an energy converter, current leads and a heater. The second option is the invention of the author, information about which is in [7]. The power supply system contains an energy converter and a sequentially installed electromagnetic radiation generator, for example, a powerful VHF generator with a radiation wavelength of about 1 m, a parabolic antenna, a Bogdanov field emission modulator and a VHF radiation waveguide, on the walls or inside of which there are sections of the surface of the superconducting solenoid which is an energy storage device. The Bogdanov auto-electronic modulator of electromagnetic radiation (hereinafter simply referred to as the “modulator") contains a polarizer, an external capacitor, between the plates of which the propagation axis of electromagnetic radiation passes and conductive plates are located on the surface of which, facing one of the plates, emission cathodes are made. The distance between the plates is much less than the wavelength of electromagnetic radiation, for example 30 microns, which is used as the radiation of a VHF emitter. Instead of a waveguide, an electromagnetic radiation resonator can be installed, inside which an electromagnetic radiation generator and a modulator are installed. The modulator is installed near one of the mirrors, on which the section of the solenoid winding is made.
Устройство может быть снабжено системой передачи энергии на Землю, например, направленным микроволновым излучателем. The device can be equipped with a system of energy transfer to the Earth, for example, a directional microwave emitter.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Конденсатор 1 на летательном аппарате 2 поднимается в воздух, движется к грозовому облаку и влетает в грозовую ячейку. Верхнее устройство создания проводящего канала в атмосфере 3 ионизирует воздух вдоль одной линии в верхней полуплоскости над конденсатором, а нижнее устройство 4 ионизирует воздух вдоль одной линии в нижней полуплоскости под конденсатором, создавая, таким образом, два проводящих канала в атмосфере. Верхняя и нижняя часть грозового облака заряжены электрическими зарядами разных знаков, между ними существует мощное электрическое поле, поэтому по проводящим каналам, созданным в атмосфере, проходят два электрических разряда, переносящих разные по знакам электрические заряды на токоприемники 5 и 6, а с них соответственно через выпрямители 7 и 8 и на противоположные обкладки конденсатора. Конденсатор заряжается. The capacitor 1 on the aircraft 2 rises into the air, moves toward a thundercloud and flies into a thunderstorm cell. The upper device for creating a conductive channel in the atmosphere 3 ionizes the air along one line in the upper half-plane above the condenser, and the lower device 4 ionizes the air along one line in the lower half-plane below the capacitor, thus creating two conductive channels in the atmosphere. The upper and lower parts of the thundercloud are charged with electric charges of different signs, between them there is a powerful electric field, therefore, two electric discharges pass through the conductive channels created in the atmosphere, transferring electric charges of different signs to current collectors 5 and 6, and from them respectively through rectifiers 7 and 8 and on opposite plates of the capacitor. The capacitor is charging.
Во время разряда молнии на токоприемник на его оголенных участках возникает коронный разряд, переходящий в стримерный, стример движется навстречу разряду молнии. Разряды встречаются, и на токоприемник переносится электрический разряд. Выпрямители нужны, чтобы возвратный стример не унес заряд с конденсатора в атмосферу. Они пропускают ток только в нужном для зарядки конденсатора направлении и не пропускают в обратном. Система запитки накопителя 9 преобразует энергию конденсатора и направляет ее в накопитель энергии 10, запитывая его энергией. Так повторяется несколько раз, пока вся электрическая энергия грозовой ячейки не перейдет в накопитель. После этого летательный аппарат перелетает в другую грозовую ячейку облака, и все повторяется до тех пор, пока устройство не облетит все грозовые ячейки облака. После этого посылается запрос на метеорологический спутник, и он дает координаты ближайшего участка грозовой активности. Летательный аппарат направляется туда, и все повторяется. During a lightning discharge to a current collector, a corona discharge occurs in its exposed areas, turning into a streamer, the streamer moves towards the lightning discharge. Discharges occur, and an electric discharge is transferred to the current collector. Rectifiers are needed so that the return streamer does not carry charge from the capacitor to the atmosphere. They pass current only in the direction necessary for charging the capacitor and do not pass in the opposite. The power supply system of the drive 9 converts the energy of the capacitor and directs it to the energy store 10, energizing it with energy. This is repeated several times until all the electrical energy of the lightning cell passes into the storage ring. After that, the aircraft flies to another thunderstorm cell of the cloud, and everything repeats until the device flies around all the thunderstorm cells of the cloud. After this, a request is sent to the meteorological satellite, and it gives the coordinates of the nearest section of thunderstorm activity. The aircraft goes there, and everything repeats.
Опишем работу отдельных элементов. We describe the work of individual elements.
Проводящий канал в атмосфере. Устройство создания проводящего канала в атмосфере создается несколькими способами. Простейший из них следующий. В атмосферу выстреливаются пули или снаряды, к которым присоединена проводящая проволока. В полете пули (снаряда) проволока разматывается и образует проводящий канал в атмосфере. Проволока находится в электрическом поле грозового облака, и по ней течет электрический ток. По мере разматывания проволоки сила тока увеличивается, растет разность потенциалов между пулей (снарядом) и устройством. К пуле стекаются заряды из облака и перетекают на устройство, заряжая конденсатор. Более интенсивно процесс происходит, если в проводящий канал ударяет молния. A conductive channel in the atmosphere. A device for creating a conductive channel in the atmosphere is created in several ways. The simplest of them is the following. Bullets or shells are fired into the atmosphere, to which a conductive wire is attached. In flight of a bullet (projectile), the wire is unwound and forms a conductive channel in the atmosphere. The wire is in the electric field of a thundercloud, and an electric current flows through it. As the wire is unwound, the current increases, the potential difference between the bullet (projectile) and the device grows. Charges from the cloud flow to the pool and flow onto the device, charging the capacitor. A more intense process occurs if lightning strikes a conductive channel.
Опишем более подробно работу устройства, стреляющего пулями или снарядами, изображенного на фиг. 2. Let us describe in more detail the operation of the device firing bullets or shells depicted in FIG. 2.
Устройство, стреляющее пулями или снарядами, работает следующим образом. A device that shoots bullets or shells works as follows.
Через зажимы 14, 15 на поджигающие электроды 28, 29 с корпуса 16 летательного аппарата подается мощный электрический импульс, который зажигает и взрывает один из пороховых зарядов 21, 22, а вместе с ним все остальные пороховые заряды 21, 22. Пороховые газы от взрывов давят на проволоку 18, заставляя ее постепенно разматываться из образованных ею бухт проволоки 19, 20. Взрывается верхний пороховой заряд 23 и поджигает топливо 25 внутри пули или снаряда, которое горит, используя окислитель 26. Пороховые газы и газы от сгорания топлива выталкивают пулю или снаряд из гильзы 12. Бухты проволоки в полете продолжают разматываться. Пружина 17 растягивается и не дает проволоке разорваться, амортизируя действующую на нее выталкивающую из гильзы силу. Изоляторы 30,31 изолируют поджигающие электроды от гильзы. Мощность каждого отдельно взятого порохового заряда подбирается такой, чтобы растягивающие усилия, действующие на каждый отдельно взятый крайний участок проволоки, в каждой из бухт были минимальные. Второе условие заключается в том, чтобы скорости вылетающих из гильзы бухт проволоки были примерно одинаковы. В полете пули или снаряда трассер 27 горит, нагревает воздух и разбрасывает в него ионы атомов с малым потенциалом ионизации. На токоприемник 13 подается электрический потенциал, под действием которого на проволоках 32, 33 возникают электрические заряды одного знака и электрические силы взаимного отталкивания. Проволоки отходят в разные стороны, и факел сгорания топлива пули или снаряда нагревает их слабо. Когда пуля (снаряд) отлетит на значительное расстояние, на пулю (снаряд) и на проволоки начнет перетекать атмосферное электричество, а с проволок через пружину на токоприемник. Можно засчитать работу устройства, стреляющего пулями или снарядами, работе источника ионизирующего излучения. Например, выстреливается пуля или снаряд с прикрепленной к ним проволокой и вдоль их траектории направляется поток ионизирующего излучения. Through the
Проводящий канал в атмосфере может создаваться потоком ионизирующего излучения, например потоком электронов или ионов, излучением мощного СВЧ- излучателя, вызывающего электрический пробой газа атмосферы, излучением лазера на свободных электронах. Недостатком потока заряженных частиц по сравнению с излучением лазера на свободных электронах является большая расходимость пучка, недостатком лазера на свободных электронах - малый КПД. A conducting channel in the atmosphere can be created by a stream of ionizing radiation, for example, a stream of electrons or ions, radiation from a powerful microwave emitter, causing an electrical breakdown of atmospheric gas, or from a free-electron laser. The disadvantage of the flow of charged particles in comparison with the radiation of a free-electron laser is a large beam divergence, and the disadvantage of a free-electron laser is a low efficiency.
Проводящий канал в атмосфере может создаваться трассирующей пулей или снарядом. Сгорающее покрытие (трассер) оставляет плазменный след из нагретых до высокой температуры продуктов горения, в которых присутствуют легкоионизирующиеся добавки с малым потенциалом ионизации, например щелочные металлы. Дополнительно при температуре горения трассера из термита выше 3000oC может заметно ионизироваться воздух. Если внутри пули (снаряда) находятся топливо и окислитель, то, сгорая, они дают дополнительную реактивную тягу. Это помогает преодолеть сопротивление воздуха, увеличить дальность полета пули (снаряда), дополнительно приводя к разогреву плазменного следа и увеличению его проводимости.A conductive channel in the atmosphere can be created by a tracer bullet or projectile. The burning coating (tracer) leaves a plasma trace of the combustion products heated to a high temperature, in which readily ionizing additives with a low ionization potential, for example, alkali metals, are present. Additionally, at a burning temperature of the termite tracer above 3000 o C, air can be noticeably ionized. If fuel and an oxidizing agent are inside the bullet (projectile), then, when burned, they give additional reactive thrust. This helps to overcome air resistance, increase the range of a bullet (projectile), additionally leading to a heating of the plasma wake and an increase in its conductivity.
Преимуществом использования трассирующей пули (снаряда) перед потоком ионизирующего излучения являются малая расходимость проводящего канала и малый нагрев устройства создания проводящего канала в атмосфере, обусловленный тем, что значительная часть энергии для создания проводящего канала выделяется при химической реакции горения трассера вне устройства. Недостатком является малая скорость полета пули (снаряда), из-за чего плазменный след во время ее (его) полета может разрушаться ветром до начала электрического разряда. The advantage of using a tracer bullet (projectile) over the flow of ionizing radiation is the small divergence of the conductive channel and the low heating of the device for creating a conductive channel in the atmosphere, due to the fact that a significant part of the energy for creating a conductive channel is released during the chemical reaction of combustion of the tracer outside the device. The disadvantage is the low speed of the bullet (projectile), which is why the plasma trace during its flight can be destroyed by the wind before the start of the electric discharge.
Если пули или снаряды содержат вещество, вступающее с компонентами воздуха в плазмохимические реакции с образованием дисперсных частиц, то устройство, создающее проводящий канал в атмосфере, работает следующим образом. Пуля или снаряд разгоняется электромагнитным ускорителем до сверхзвуковой скорости, например, 8 км/с, при которой головная часть пули (снаряда) нагревается до температур, при которых компоненты воздуха ионизируются, например, выше 3000oC. В атмосфере образуется плазменный след, который становится проводящим каналом. При этом часть поверхностного покрытия пули (снаряда) испаряется, ионизируется и вступает с компонентами воздуха в плазмохимические реакции с образованием дисперсных частиц, например, бор вступает в реакции с азотом с образованием нитрита бора в виде дисперсных частиц диаметром 50 мкм. Дисперсные частицы движутся с большой скоростью, ионизируя газ атмосферы. Скорость дисперсных частиц обусловлена кинетической энергией пули (снаряда), испаряющееся вещество которых также обладает кинетической энергией поступательного движения в направлении полета пули (снаряда). Возможен вариант, когда пуля или снаряд за счет трения о воздух полностью сгорает в атмосфере, и поступательное движение в том же направлении, естественно, с некоторой расходимостью продолжают дисперсные частицы. При этом за счет высокой скорости они ионизуют при столкновении молекулы газа атмосферы, нагревая его до 3000oC и выше. Если скорость пули (снаряда) увеличить значительно выше 10 км/с, то при столкновении с воздухом дисперсные частицы переднего фронта потока начнут сами испаряться и ионизироваться. Ионы бора в свою очередь будут снова вступать с ионами азота в плазмохимические реакции и опять создавать дисперсные частицы, летящие с большой скоростью в прежнем направлении потока.If bullets or shells contain a substance that enters into plasma-chemical reactions with the formation of dispersed particles with air components, the device that creates a conductive channel in the atmosphere works as follows. A bullet or projectile is accelerated by an electromagnetic accelerator to a supersonic speed, for example, 8 km / s, at which the warhead of the bullet (projectile) is heated to temperatures at which the air components are ionized, for example, above 3000 o C. In the atmosphere, a plasma trace forms, which becomes conductive channel. At the same time, part of the surface coating of the bullet (projectile) evaporates, ionizes, and enters plasma-chemical reactions with air components to form dispersed particles, for example, boron reacts with nitrogen to form boron nitrite in the form of dispersed particles with a diameter of 50 μm. Dispersed particles move at high speed, ionizing atmospheric gas. The speed of dispersed particles is due to the kinetic energy of the bullet (projectile), the evaporating substance of which also has the kinetic energy of translational motion in the direction of flight of the bullet (projectile). It is possible that a bullet or projectile due to friction against air completely burns out in the atmosphere, and translational movement in the same direction, of course, continues with some divergence of dispersed particles. At the same time, due to the high speed, they ionize in a collision a gas molecule of the atmosphere, heating it to 3000 o C and above. If the velocity of a bullet (projectile) is increased significantly above 10 km / s, then when it collides with air, the dispersed particles of the leading edge of the flow will begin to evaporate and ionize themselves. Boron ions, in turn, will again enter plasma-chemical reactions with nitrogen ions and again create dispersed particles flying at high speed in the same direction of flow.
При этом ионы бора переднего фронта сначала отстают от фронта, компоненты воздуха, столкнувшиеся с дисперсными частицами, разгоняются, скорость их сравнивается со скоростью отставших ионов бора, происходят плазмохимическая реакция и образование дисперсных частиц уже на удалении от фронта. Скорость фронта постепенно за счет столкновений дисперсных частиц с воздухом падает, сравнивается со скоростью отставших ионов бора, которые уже образовали новые дисперсные частицы, и эти новые дисперсные частицы уже могут вновь ионизировать газ атмосферы и образовывать передний фронт. Эти рассуждения справедливы не только для дисперсных частиц переднего фронта потока, но и для всех частиц потока, скорость которых достаточна для ионизации газа атмосферы. In this case, the boron ions of the leading front initially lag behind the front, the air components colliding with the dispersed particles accelerate, their speed is compared with the speed of the lagging boron ions, a plasma-chemical reaction occurs and the formation of dispersed particles is already at a distance from the front. The front velocity gradually decreases due to collisions of dispersed particles with air, it is compared with the rate of lagging boron ions, which have already formed new dispersed particles, and these new dispersed particles can already ionize the atmosphere gas and form a leading front. These considerations are valid not only for dispersed particles of the leading edge of the flow, but also for all particles of the flow whose velocity is sufficient for ionization of the atmospheric gas.
Ожидается, что такая последовательность событий испарение бора - ионизация - плазмохимическая реакция - дисперсная частица - ионизация газа атмосферы - испарение бора и так далее сопровождает движение потока дисперсных частиц до того момента, пока скорость переднего фронта не упадет настолько, что при столкновении с дисперсными частицами газ атмосферы перестанет ионизироваться. It is expected that such a sequence of events - boron evaporation - ionization - plasmochemical reaction - dispersed particle - atmospheric gas ionization - boron evaporation and so on accompanies the movement of a dispersed particle flow until the leading front velocity drops so much that in a collision with dispersed particles the gas atmosphere will cease to ionize.
Дисперсные частицы аналогичного состава могут ускоряться ускорителем дисперсных частиц. Предварительно дисперсные частицы создаются плазмохимическим реактором и затем ускоряются вместе с той плазмой, в которой были созданы, известными способами ускорения плазмы, например рельсовым ускорителем. Dispersed particles of a similar composition can be accelerated by a dispersed particle accelerator. Pre-dispersed particles are created by a plasma-chemical reactor and then accelerated together with the plasma in which they were created by known methods of plasma acceleration, for example, a rail accelerator.
Можно рекомендовать ускорять пули (снаряды) и дисперсные частицы (вместе с плазмой) электромагнитным ускорителем в вакуумной камере, выходное окно которой закрыто тонкой мембраной. Вакуумные камеры выполняются одноразовыми, поскольку пуля (снаряд) или вылетающая плазма с дисперсными частицами делают в мембране дыру, и для каждого нового выстрела (ускорения дисперсных частиц) надо использовать новую вакуумную камеру. Рекомендуется использовать устройства с последовательной подачей многих вакуумных камер, внутри которых размещены пули (снаряды) или компоненты для плазмохимических реакций. It can be recommended to accelerate bullets (shells) and dispersed particles (together with plasma) with an electromagnetic accelerator in a vacuum chamber, the exit window of which is closed by a thin membrane. Vacuum chambers are disposable, because a bullet (projectile) or an emitted plasma with dispersed particles makes a hole in the membrane, and for each new shot (acceleration of dispersed particles) a new vacuum chamber must be used. It is recommended to use devices with sequential supply of many vacuum chambers, inside of which are placed bullets (shells) or components for plasma-chemical reactions.
Преимущество последних перечисленных двух вариантов создания проводящего канала в атмосфере с использованием дисперсных частиц перед вариантами с использованием ионизирующего излучения (кроме лазера на свободных электронах) в малой расходимости дисперсных частиц. The advantage of the last two listed options for creating a conducting channel in the atmosphere using dispersed particles over the options using ionizing radiation (except for a free electron laser) in the small divergence of dispersed particles.
Все перечисленные выше способы создания проводящего канала в атмосфере можно комбинировать друг с другом с целью добиться максимальной проводимости. Например, плазменный след, оставленный трассирующей пулей, можно облучать излучением СНЧ- излучателя. Для увеличения проводимости очень хорошо облучать пламенный след излучением CO2 лазера, поскольку его излучение очень хорошо поглощается плазмой воздуха и позволяет нагреть ее до 20000К.All of the above methods for creating a conductive channel in the atmosphere can be combined with each other in order to achieve maximum conductivity. For example, a plasma trail left by a tracer bullet can be irradiated with radiation from an ELF emitter. To increase the conductivity, it is very good to irradiate a flame trail with CO 2 laser radiation, since its radiation is very well absorbed by air plasma and allows it to be heated to 20000K.
Пули или снаряды могут быть выполнены разрывными с возможностью взрываться на определенном расстоянии от летательного аппарата. Оболочка в этом случае выполняется из материала с возможностью сгорания в воздухе с высокой температурой горения. Например, возможно использование материалов для фейерверка или салюта. Пуля или снаряд на определенном расстоянии от летательного аппарата взрываются, осколки разлетаются и сгорают, образуя расходящиеся в разные стороны проводящие каналы, по которым стекает атмосферное электричество. Bullets or shells can be made explosive with the ability to explode at a certain distance from the aircraft. The shell in this case is made of material with the possibility of combustion in air with a high combustion temperature. For example, it is possible to use materials for fireworks or fireworks. A bullet or projectile at a certain distance from the aircraft explodes, the fragments fly apart and burn up, forming conductive channels diverging in different directions, through which atmospheric electricity flows.
Устройство, стреляющее пулями или снарядами, может выстреливать одновременно пару трассирующих пуль или снарядов, летящих параллельно в одном направлении. (В дальнейшем для удобства изложения говорится только о пуле). Трассер, пиротехнический состав, покрывает пулю, а также находится внутри нее. В полете трассер горит, создавая след продуктов горения в виде плазменного шнура и дополнительно разгоняя пулю или снаряд, компенсируя тем самым потерю кинетической энергии на сопротивление воздуха. Продукты горения нагреты до 3000oC. Трассер содержит атомы вещества с малым потенциалом ионизации, меньше 5,5 эВ, например атомы щелочных металлов, которые ионизируются, создавая проводящую плазму, которая тянется в виде двух параллельных друг другу проводящих плазменных шнуров. Пули соединены с токоприемниками проволокой. На токоприемники подается импульсами большая разность потенциалов, например 30 кв, при расстоянии между стволами около 10 м. Напряжение по проволокам передается на обе пули, и с головной части той из них, которая находится под отрицательным потенциалом, начинается интенсивная термоэлектронная эмиссия. Электроны вылетают с этой пули, движутся в воздухе по другой, ионизируя при этом воздух. При этом концентрация электронов и ионов в воздухе возрастает и возрастает проводимость воздуха. Когда приложенный импульс напряжения перестает подаваться на токоприемники, на свободные электроны воздействует поле грозовой ячейки, ускоряет их и создает искровые разряды, которые служат инициаторами молний и тихих разрядов, и увеличивают ток в грозовой ячейке. Длительность и мощность подаваемого импульса определяются энергетическим балансом затрат энергии на инициацию молний и тихих разрядов и получаемой с них энергии. В последнем случае может использоваться проволока, покрытая изолятором, чтобы не было короткого замыкания при соприкосновении двух проволок разных пуль (снарядов).A device firing bullets or shells can simultaneously fire a pair of tracer bullets or shells flying parallel in the same direction. (Hereinafter, for convenience of presentation, only the pool is referred to). The tracer, a pyrotechnic composition, covers the bullet, and is also located inside it. In flight, the tracer burns, creating a trace of combustion products in the form of a plasma cord and additionally accelerating a bullet or projectile, thereby compensating for the loss of kinetic energy on air resistance. The combustion products are heated to 3000 o C. The tracer contains atoms of a substance with a low ionization potential of less than 5.5 eV, for example, alkali metal atoms that ionize, creating a conductive plasma that stretches in the form of two conductive plasma cords parallel to each other. Bullets are connected to the current collectors by wire. A large potential difference is applied to the current collectors, for example, 30 kV, with a distance between the trunks of about 10 m.The voltage across the wires is transmitted to both bullets, and intense thermionic emission begins from the head of the one that is at negative potential. Electrons fly out of this bullet, move in the air through another, ionizing the air. In this case, the concentration of electrons and ions in air increases and the conductivity of air increases. When the applied voltage pulse ceases to be supplied to the current collectors, the field of the lightning cell acts on free electrons, accelerates them and creates spark discharges that serve as initiators of lightning and quiet discharges, and increase the current in the lightning cell. The duration and power of the supplied pulse are determined by the energy balance of the energy spent on the initiation of lightning and quiet discharges and the energy received from them. In the latter case, a wire coated with an insulator can be used so that there is no short circuit when two wires of different bullets (shells) come into contact.
Устройство, стреляющее пулями или снарядами, может содержать установленные последовательно огнестрельное оружие и электромагнитный ускоритель пуль или снарядов, например рельсовый. В этом случае пулю или снаряд сначала ускоряют пороховые газы, а затем - электромагнитные поля ускорителя, например рельсового. A device firing bullets or shells may contain sequentially installed firearms and an electromagnetic accelerator of bullets or shells, such as a rail. In this case, the bullet or projectile is first accelerated by the powder gases, and then the electromagnetic fields of the accelerator, for example, rail.
Система запитки накопителя работает следующим образом. Первый вариант давно известен. Участок обмотки соленоида нагревается, переходит в нормальное состояние, и через тоководы на участок подается разность потенциалов. По обмотке течет ток и соленоид запитывается. После запитки соленоид весь переводится в сверхпроводящее состояние. Второй вариант - изобретение автора. Электромагнитное излучение генератора электромагнитного излучения поступает внутрь резонатора или внутрь волновода. В резонаторе излучение отражается от зеркал и усиливается. При этом излучение проходит поляризатор и становится линейно поляризованным, затем проходит между параллельными пластинами модулятора, разогревает их, и с поверхностей эмиссионных катодов начинается термоавтоэлектронная эмиссия. При этом, поскольку эмиссионные катоды выполнены на поверхностях проводящих полосок, обращенных к одной обкладке внешнего конденсатора, то эмиссия будет интенсивной только при определенной полярности электрического поля волны, а при другой полярности эмиссионные электроны будут тормозиться полем волны. При определенной плотности эмиссионных электронов в зазоре между пластинами электронное облако отражает электромагнитную волну. При этом между обкладками внешнего конденсатора через них между проводящими пластинами течет ток. При обратной полярности поля волна между пластинами проходит. Получается, что волна модулирует сама себя, при этом частота модуляции равна частоте волны. The drive power supply system operates as follows. The first option has long been known. The section of the solenoid winding heats up, goes into a normal state, and the potential difference is fed through the current leads to the section. Current flows through the winding and the solenoid is energized. After powering, the entire solenoid is transferred to the superconducting state. The second option is the invention of the author. The electromagnetic radiation of the electromagnetic radiation generator enters the cavity or into the waveguide. In the resonator, radiation is reflected from the mirrors and amplified. In this case, the radiation passes through the polarizer and becomes linearly polarized, then passes between the parallel plates of the modulator, heats them, and thermoelectronic emission begins from the surfaces of the emission cathodes. Moreover, since the emission cathodes are made on the surfaces of the conducting strips facing one of the external capacitor plates, the emission will be intense only with a certain polarity of the electric field of the wave, and with a different polarity, the emission electrons will be inhibited by the wave field. At a certain density of emission electrons in the gap between the plates, the electron cloud reflects an electromagnetic wave. In this case, a current flows between the plates of the external capacitor through them between the conductive plates. When the field polarity is reversed, a wave passes between the plates. It turns out that the wave modulates itself, while the modulation frequency is equal to the wave frequency.
Модулированная волна имеет принципиальное отличие от всех известных видов электромагнитного излучения: это линейно поляризованная волна, вектор электрического поля которой направлен строго в одну сторону в течение одного полупериода, и его интенсивность равна нулю в течение другого полупериода. В других периодах направление вектора электрического поля остается прежним. A modulated wave has a fundamental difference from all known types of electromagnetic radiation: it is a linearly polarized wave, the electric field vector of which is directed strictly in one direction during one half-cycle, and its intensity is zero during the other half-period. In other periods, the direction of the electric field vector remains the same.
Модулированная волна выходит из модулятора и поступает на поверхность обмотки сверхпроводящего соленоида, который является накопителем энергии. Расстояние от выхода модулятора до обмотки много меньше длины волны излучения. Волна поступает на обмотку всегда с вектором электрического поля, направленным в одну и ту же сторону. Это поле разгоняет носители тока в сверхпроводнике и запитывает соленоид. При этом он полностью находится в сверхпроводящем состоянии. Отраженная от сверхпроводника волна направляется обратно в модулятор и проходит сквозь него в генератор электромагнитного излучения, в котором рассеивается на электронах и переизлучается обратно. Отраженная от сверхпроводника волна и волна, идущая из генератора в модуляторе, взаимно ослабляются, поле их компенсируется, и поэтому эмиссионные катоды на отраженную волну практически не реагируют. The modulated wave exits the modulator and enters the surface of the winding of the superconducting solenoid, which is an energy storage device. The distance from the modulator output to the winding is much less than the radiation wavelength. The wave always enters the winding with an electric field vector directed in the same direction. This field accelerates the current carriers in the superconductor and energizes the solenoid. Moreover, it is completely in the superconducting state. The wave reflected from the superconductor is directed back to the modulator and passes through it to the electromagnetic radiation generator, in which it is scattered by electrons and reradiated. The wave reflected from the superconductor and the wave coming from the generator in the modulator are mutually attenuated, their field is compensated, and therefore the emission cathodes practically do not respond to the reflected wave.
Аналогично происходит запитка соленоида и в том случае, если вместо резонатора используется волновод. На одной из его стенок расположен участок обмотки сверхпроводящего соленоида, около которой на расстоянии, много меньшем длины волны, установлен модулятор. Обмотка тянется вдоль всей стенки волновода. Несколько модуляторов выполнены вдоль всей стенки рядом с обмоткой. Излучение запускается в волновод. Промодулированное излучение поступает на обмотку с определенным направлением электрического поля волны и запитывает соленоид, отраженное возвращается в волновод. Similarly, a solenoid is energized if a waveguide is used instead of a resonator. On one of its walls there is a section of the winding of a superconducting solenoid, near which at a distance much shorter than the wavelength, a modulator is installed. The winding extends along the entire wall of the waveguide. Several modulators are made along the entire wall near the winding. The radiation is launched into the waveguide. Modulated radiation enters the winding with a certain direction of the electric field of the wave and energizes the solenoid, the reflected returns to the waveguide.
Возможны другие варианты, описанные в заявке на изобретение Богданова автоэлектронного модулятора электромагнитного излучения. Возможно использование приборов, определяющих направление электрического поля в грозовом облаке. Одно из таких устройств может иметь следующий вид: герметически закрытая капсула из диэлектрика, например стекла, в которой подвешен электрический диполь, например диэлектрическая палочка, на концах которой - разноименно заряженные металлические шары. В электрическом поле грозового облака диполь поворачивается по току. По положению, принимаемому диполем, определяется направление поля в грозовом облаке и направление, в котором надо создавать проводящий канал в атмосфере. Other options are possible, described in the application for the invention of Bogdanov autoelectronic modulator of electromagnetic radiation. It is possible to use instruments that determine the direction of the electric field in a thundercloud. One of such devices may have the following form: a hermetically sealed capsule made of a dielectric, for example glass, in which an electric dipole is suspended, for example a dielectric rod, at the ends of which are oppositely charged metal balls. In the electric field of a thundercloud, the dipole rotates in current. The position taken by the dipole determines the direction of the field in a thundercloud and the direction in which a conducting channel in the atmosphere should be created.
Другой вариант. Внешняя поверхность летательного аппарата может быть покрыта коронирующими электродами, например, остриями. В поле облака с их поверхности течет ток. К электродам (остриям) изнутри устройства подходят провода с измерителями тока, например амперметрами, по показаниям которых определяются направление поля в облаке и направление, в котором надо создавать проводящие каналы в атмосфере. Another variant. The outer surface of the aircraft may be covered with corona electrodes, for example, tips. A current flows in the cloud field from their surface. Wires with current meters, such as ammeters, are suitable for the electrodes (tips) from the inside of the device, the readings of which determine the direction of the field in the cloud and the direction in which the conductive channels in the atmosphere should be created.
Определим эффективность и параметры работы устройства. We determine the effectiveness and operation parameters of the device.
Одна молния в среднем несет 109 Дж электрической энергии [8]. В тропических странах грозы длятся по несколько часов, и удары молний происходят практически каждую минуту (удары грома следуют непрерывно) [9]. На Земле есть места, например, около острова Ява, где за сутки, выискивая в тропиках грозовые облака и перелетая от грозовой ячейки к ячейке, возможно вызывать на устройство по одной молнии каждую минуту 12 ч в сутки (12 ч уходят на перелеты). Это теоретически дает 7,2•1012 Дж энергии в сутки.One lightning on average carries 10 9 J of electric energy [8]. In tropical countries, thunderstorms last for several hours, and lightning strikes occur almost every minute (thunder strikes follow continuously) [9]. On Earth, there are places, for example, near Java, where for a day, looking for thunderstorm clouds in the tropics and flying from a thunderstorm to a cell, it is possible to call one lightning device every
Целесообразно для запитки энергией мощных космических кораблей с энергией накопителя, достаточной для полета на другую планету, использовать несколько мелких летательных аппаратов для полетов только в атмосфере с энергией накопителей много меньше. Десять таких аппаратов теоретически в сутки могут набрать 7,2•1013 Дж энергии. В дальнейшем они отдают эту энергию на основной летательный аппарат для полетов в космосе. Таким образом, необходимую энергию можно набрать за определенный промежуток времени.It is advisable to use the energy of powerful spaceships with storage energy sufficient to fly to another planet, to use several small aircraft for flights only in the atmosphere with energy storage much less. Ten such devices theoretically per day can gain 7.2 • 10 13 J of energy. In the future, they give this energy to the main spacecraft. Thus, the necessary energy can be gained for a certain period of time.
Летательный аппарат с такой энергией, обладающий электроракетным двигателем Богданова, выполненным даже в сильно упрощенном конструктивном варианте, например только с коаксиальными ускорителями плазмы для горизонтального разгона в атмосфере, за счет накопленной в соленоиде энергии способен летать на Венеру, Марс и Юпитер, причем туда и обратно. Подчеркнем, что на Юпитере есть грозовая активность, а значит, и возможность с помощью устройства заново дополнительно запасать энергию. An aircraft with such energy, having a Bogdanov electric rocket engine, made even in a very simplified design, for example, only with coaxial plasma accelerators for horizontal acceleration in the atmosphere, can fly to Venus, Mars, and Jupiter due to the energy stored in the solenoid, and back and forth . We emphasize that there is thunderstorm activity on Jupiter, which means that it is possible to use the device again to additionally store energy.
При горизонтальном разгоне в атмосфере с помощью электроракетного двигателя Богданова устройство для создания проводящего канала в атмосфере может работать как ионизатор газа атмосферы впереди по курсу летательного аппарата, например, перед коаксиальными электродами. With horizontal acceleration in the atmosphere using the Bogdanov electric rocket engine, the device for creating a conducting channel in the atmosphere can work as an atmosphere gas ionizer in front of the aircraft heading, for example, in front of coaxial electrodes.
Для повышения эффективности работы устройства в грозовое облако можно распылять различные вещества, усиливающие грозовую активность и процессы накопления атмосферного электричества, например, путем ускорения образования дисперсных частиц льда в атмосфере. To increase the efficiency of the device in a thundercloud, you can spray various substances that enhance thunderstorm activity and the processes of accumulation of atmospheric electricity, for example, by accelerating the formation of dispersed ice particles in the atmosphere.
Энергию, выработанную устройством, можно передавать на Землю, например, с помощью направленного микроволнового излучения и использовать как энергию наземной электростанции. Также можно транспортировать на Землю после запитки накопители энергии (соленоиды) и брать энергию уже из них, направляя их затем снова в атмосферу. The energy generated by the device can be transmitted to the Earth, for example, using directional microwave radiation and used as energy from a ground-based power station. It is also possible to transport energy storage devices (solenoids) to the Earth after feeding them and take energy from them, directing them back to the atmosphere.
Теоретическая средняя мощность, развиваемая устройством при накоплении энергии порядка 2•107 Вт, - это та мощность, с которой позволяет накапливать энергию природа грозовых облаков. Ограничения возникают из-за устройства запитки накопителя энергии. Для одного соленоида запитка должна вестись через несколько участков обмотки. При этом автор полагает, что запитка устройством, содержащим предлагаенмый автоэлектронный модулятор электромагнитного излучения, будет более эффективна, чем применявшаяся ранее система, и позволит работать с такой мощностью.The theoretical average power developed by the device when energy is stored on the order of 2 • 10 7 W is the power with which the nature of thunderclouds makes it possible to accumulate energy. Limitations arise from the power storage device. For one solenoid, the supply must be conducted through several sections of the winding. At the same time, the author believes that powering the device containing the proposed auto-electronic modulator of electromagnetic radiation will be more effective than the previously used system, and will allow working with such power.
Устройство дает человечеству экологически чистый источник энергии и позволяет существенно снизить остроту наступающего энергетического кризиса, обеспечивая земную цивилизацию количеством энергии, сравнимым по порядку величины с ее сегодняшними потребностями в электроэнергии. Также устройство решает проблемы энергообеспечения воздушного транспорта и космических полетов. The device provides humanity with an ecologically clean source of energy and can significantly reduce the severity of the coming energy crisis, providing Earth civilization with an amount of energy comparable in order of magnitude to its current electricity needs. The device also solves the problems of energy supply for air transport and space flights.
Источники информации
1. Космические двигатели: состояние и перспективы, 1988 г.Sources of information
1. Space engines: state and prospects, 1988
2. Богданов И.Г. Электроракетный двигатель Богданова. Патент N 2046210. Положительное решение по заявке 5064411 от 5 октября 1992 г. 2. Bogdanov I.G. Electric rocket engine Bogdanov. Patent N 2046210. A positive decision on the application 5064411 of October 5, 1992
3. Приспособление для использования атмосферного электричества. Авторское свидетельство СССР N 781 от 1925 г. 3. A device for using atmospheric electricity. USSR copyright certificate N 781 of 1925
4. Устройство приема, передачи и накопления атмосферного электричества. Патент 2019918. Положительное решение по заявке 93003002/21 от 18.01.93. 4. A device for receiving, transmitting and storing atmospheric electricity. Patent 2019918. A positive decision on application 93003002/21 of 01/18/93.
5. Ю.А.Бауров, В.М. Огарков. Способ перемещения объекта в пространстве и устройство для его осуществления. Заявка N 4881920/07 от 11.11.1990 г. Положительное решение 23.07.1992 г. 5. Yu.A. Baurov, V.M. Ogarkov. A method of moving an object in space and a device for its implementation. Application N 4881920/07 dated 11/11/1990. Positive decision 07/23/1992.
6. Брехна Г. Сверхпроводящие магнитные системы. 1976 г. 6. Brekhna G. Superconducting magnetic systems. 1976
7. Богданов И.Г. Автоэлектронный модулятор электромагнитного излучения - прибор, выпрямляющий волну. Запитка соленоидов летательных аппаратов и другие применения. Ассоциация делового сотрудничества "Земляне". Тезисы докладов VI международной научно - практической конференции "ДЕЛОВЫЕ ЛЮДИ И ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ОСВОЕНИЕ КОСМОСА", М., 1994 год. 7. Bogdanov I.G. Auto-electronic modulator of electromagnetic radiation - a device that rectifies a wave. Powering aircraft solenoids and other applications. Association of business cooperation "Earthlings". Abstracts of the VI international scientific and practical conference "BUSINESS PEOPLE AND ECONOMIC DEVELOPMENT OF SPACE", M., 1994.
8. Райзер Ю.П. Физика газового разряда, 1987 г. 8. Riser Yu.P. Gas Discharge Physics, 1987
9. Колоколов В.П. Грозы идут по планете, 1965 г. 9. Bells V.P. Thunderstorms go around the planet, 1965
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96118841A RU2124821C1 (en) | 1996-09-23 | 1996-09-23 | Device for use of atmospheric electricity - atmospheric power plant of flight vehicles and spaceships |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96118841A RU2124821C1 (en) | 1996-09-23 | 1996-09-23 | Device for use of atmospheric electricity - atmospheric power plant of flight vehicles and spaceships |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96118841A RU96118841A (en) | 1998-12-20 |
| RU2124821C1 true RU2124821C1 (en) | 1999-01-10 |
Family
ID=20185680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96118841A RU2124821C1 (en) | 1996-09-23 | 1996-09-23 | Device for use of atmospheric electricity - atmospheric power plant of flight vehicles and spaceships |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2124821C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482640C2 (en) * | 2011-02-11 | 2013-05-20 | Борис Иванович Блёскин | Device for usage of atmospheric electricity "ruselectro" |
| RU2525842C1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of initiating lightning discharges |
| RU2548992C2 (en) * | 2013-03-27 | 2015-04-20 | Василий Иванович Котельников | Method and device for generation of electrical power under field conditions |
-
1996
- 1996-09-23 RU RU96118841A patent/RU2124821C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482640C2 (en) * | 2011-02-11 | 2013-05-20 | Борис Иванович Блёскин | Device for usage of atmospheric electricity "ruselectro" |
| RU2525842C1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Method of initiating lightning discharges |
| RU2548992C2 (en) * | 2013-03-27 | 2015-04-20 | Василий Иванович Котельников | Method and device for generation of electrical power under field conditions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5797563A (en) | System for increasing the aerodynamic and hydrodynamic efficiency of a vehicle in motion | |
| Carter | Directed energy missile defense in space | |
| US3173248A (en) | Ionization and plasma acceleration apparatus | |
| RU2124821C1 (en) | Device for use of atmospheric electricity - atmospheric power plant of flight vehicles and spaceships | |
| Cheng | Application of a deflagration plasma gun as a space propulsion thruster | |
| RU2046210C1 (en) | Electric rocket engine | |
| Aheieva et al. | Vacuum arc thruster development and testing for micro and nano satellites | |
| Shmatov | Some problems related to heating the compressed thermonuclear fuel through the cone | |
| US20220106944A1 (en) | Fiber-fed advanced pulsed plasma thruster (fppt) | |
| CN105201769A (en) | Laser plasma combined propelling system | |
| US11242844B2 (en) | Fiber-fed advanced pulsed plasma thruster (FPPT) | |
| US3184915A (en) | Electrostatic propulsion system with a direct nuclear electro generator | |
| RU2175173C2 (en) | Accelerator for conducting controlled fusion reaction | |
| RU2279624C2 (en) | Electron-dynamic projectile, method for its formation, methods for its acceleration and gun for fire by electron-dynamic projectiles | |
| RU2242809C2 (en) | Device for conducting controlled thermonuclear fusion reaction | |
| RU2776324C1 (en) | Ramjet relativistic engine | |
| US4381280A (en) | Method and device for producing nuclear fusion | |
| RU2643883C1 (en) | Laser rocket engine with electrostatic acceleration of the working medium | |
| RU2150798C1 (en) | Method for producing man-made luminous entities in near-earth space | |
| Tidman et al. | Acceleration of projectiles to hypervelocities using a series of imploded annular plasma discharges | |
| Fenstermacher | The effects of nuclear test‐ban regimes on third‐generation‐weapon innovation | |
| Jasani | Space weapons | |
| Pozwolski | Fusion by hypervelocity impact | |
| RU2072447C1 (en) | Method of producing thrust in electrical rocket engine | |
| Winterberg | Advanced deuterium fusion rocket propulsion for manned deep space missions |