RU2313467C2

RU2313467C2 - Method and device for creating thrust force

Info

Publication number: RU2313467C2
Application number: RU2006101488/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Борисович Пашуков (RU); Евгений Борисович Пашуков
Original assignee: Евгений Борисович Пашуков
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-12-27
Also published as: RU2006101488A

Abstract

FIELD: hydro- and aero-dynamics of objects moving in space.

SUBSTANCE: propulsor in form of induction motor stator provided with cogged zone on external side may lock and move objects in space irrespective of nature of medium which is achieved by action of electric discharge on boundary layer of medium and by moving magnetic field. Boundary layer deflecting from body and meeting an obstacle creates thrust force.

EFFECT: reduced drag to moving object.

14 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидро- и аэродинамике объектов, находящихся и движущихся в пространстве. Изобретение также относится к электрическим асинхронным машинам и может быть использовано в судостроении и ракетостроении. Предлагается новый тип движителя, способный создавать силу упора, независимо от характера среды. Изобретение является пионерным.The invention relates to hydro and aerodynamics of objects located and moving in space. The invention also relates to electric asynchronous machines and can be used in shipbuilding and rocket science. A new type of propulsion system is proposed, capable of creating a thrust force, regardless of the nature of the medium. The invention is pioneering.

В качестве отдаленного аналога можно рассмотреть асинхронный электрический двигатель с короткозамкнутым ротором типа "беличья клетка". Вращающееся магнитное поле, ВМП, в двигателе создается за счет магнитопровода круговой конструкции, имеющей, систему пазов и зубцов, расположенных по окружности внутренней расточки статора. При трехфазной системе питания в пазы укладываются три обмотки. Они распределены по окружности статора так, что между осями полюсов имеется угол в 120 градусов. Наличие в симметричной трехфазной, системе временного и пространственного сдвига в 120 градусов обуславливает появление ВМП.As a remote analogue, we can consider an asynchronous squirrel cage squirrel cage rotor. A rotating magnetic field, VMP, in the engine is created due to the magnetic circuit of a circular design having a system of grooves and teeth located around the circumference of the inner bore of the stator. With a three-phase power system, three windings fit into the grooves. They are distributed around the circumference of the stator so that between the axis of the poles there is an angle of 120 degrees. The presence of a temporary and spatial shift of 120 degrees in a symmetric three-phase system causes the appearance of an HMF.

Путь распространения магнитного потока проходит через зубцы, обращенные к оси вращения магнитного поля, зазоры между статором и ротором и тело ротора. На периферии магнитный потов замыкается по ярму. Магнитный поток пересекает стержни "беличьи клетки" (они проходит параллельно оси вращения), наводит в них электрический ток. От последнего возникает магнитное поле, взаимодействующее с первичным магнитным полем. Создается вращающий момент, приложенный к ротору (1, с.270-278). Ротор увлекается магнитным полем статора с некоторым отставанием (скольжением). На наружную поверхность статора магнитное поле почти не выходит (исключая потоки рассеяния). Однако в рассматриваемом случае (создание нового движителя) требуется его выход на поверхность статора, например, раскручивание пограничного слоя среды, в которой движется объект. При этом пограничный слой должен обладать определенной элетропроводностью. Указанное способно компенсировать силу давления среды на корпус объекта и снижать лобовое сопротивление.The path of propagation of the magnetic flux passes through the teeth facing the axis of rotation of the magnetic field, the gaps between the stator and the rotor and the rotor body. At the periphery, the magnetic sweat closes by the yoke. Magnetic flux crosses the squirrel cage rods (they travel parallel to the axis of rotation), induces an electric current in them. From the latter, a magnetic field arises, interacting with the primary magnetic field. Creates a torque applied to the rotor (1, p.270-278). The rotor is carried away by the stator magnetic field with some lag (slip). The magnetic field almost does not reach the outer surface of the stator (excluding scattering fluxes). However, in the case under consideration (the creation of a new mover), its exit to the stator surface is required, for example, unwinding of the boundary layer of the medium in which the object is moving. In this case, the boundary layer must have a certain electrical conductivity. The specified is able to compensate for the force of the pressure of the medium on the body of the object and reduce drag.

С целью получения вращающегося магнитного поля при помощи трехфазной системы обмоток статора последние должны иметь оси, сдвинутые в пространстве на 120 градусов. Направление, в котором основная волна индукции имеет наибольшее значение, называют осью магнитного поля.In order to obtain a rotating magnetic field using a three-phase system of stator windings, the latter must have axes 120 degrees shifted in space. The direction in which the main wave of induction is of greatest importance is called the axis of the magnetic field.

Магнитное поле, ось которого вращается, принято называть вращающимся магнитным полем. Если значение индукции в воздушном зазоре в точке, лежащей на оси полюса вращающегося поля, остается неизменным, то такое поле называют круговым вращающимся полем, так как его можно изобразить вращающимся вектором неизменной длины, описывающим своим концом окружность (4, часть вторая, с.186).A magnetic field whose axis rotates is commonly called a rotating magnetic field. If the value of induction in the air gap at a point lying on the axis of the pole of the rotating field remains unchanged, then such a field is called a circular rotating field, since it can be represented by a rotating vector of constant length, describing the circle at its end (4, part two, p.186 )

Другим аналогом может быть однофазный конденсаторный асинхронный электродвигатель, ротор которого выполнен в виде беличьей клетки или в виде тонкостенного немагнитного полого цилиндра (1, c.278-316). В этих двигателях используются две отдельные однофазные обмотки, распределенные в пазах статора и взаимно сдвинутые по его окружности на половину полюсного деления. В одну из обмоток включается фазосдвигающий конденсатор. При этом поле получается эллиптическим и снижается коэффициент полезного действия, КПД.Another analogue can be a single-phase capacitor induction motor, the rotor of which is made in the form of a squirrel cage or in the form of a thin-walled non-magnetic hollow cylinder (1, p. 278-316). These motors use two separate single-phase windings distributed in the grooves of the stator and mutually shifted along its circumference by half of the pole division. A phase-shifting capacitor is included in one of the windings. In this case, the field is elliptical and the efficiency, efficiency is reduced.

Третьим аналогом (прототипом) может быть асинхронный двухфазный управляемый двигатель (2, с.128-161). Ротор такого двигателя является короткозамкнутым и выполняется в виде беличьей клетки или полого немагнитного с внутренним магнитопроводом. На статоре двигателя располагаются две распределенные обмотки, сдвинутые в пространстве на 90 электрических градусов. Одна обмотка (ОВ) называется обмоткой возбуждения. Она постоянно включена в сеть переменного тока. Вторая обмотка (ОУ) является управляющей. Применяются следующие режимы управления: амплитудный, фазовый и амплитудно-фазовый. Этот аналог больше других может быть прототипом, так как вращается полый ротор (подобие пограничного слоя) и возможно плавное изменение скорости вращения.The third analogue (prototype) can be an asynchronous two-phase controlled motor (2, p.128-161). The rotor of such an engine is squirrel-cage and is made in the form of a squirrel cage or a hollow non-magnetic with an internal magnetic circuit. On the motor stator are two distributed windings shifted in space by 90 electrical degrees. One winding (OH) is called an excitation winding. It is constantly plugged into AC power. The second winding (op-amp) is the control. The following control modes are applied: amplitude, phase and amplitude-phase. This analogue can be a prototype more than others, since a hollow rotor rotates (similar to a boundary layer) and a smooth change in the rotation speed is possible.

Общей особенностью рассмотренных аналогов является обращение полюсов статора (зубцов статора) внутрь, к оси вращения. Последнее делает невозможным их использование для воздействия на пограничный слой и вынуждает осуществить конструктивные изменениям.A common feature of the considered analogues is the reversal of the stator poles (stator teeth) inward, to the axis of rotation. The latter makes it impossible to use them to influence the boundary layer and forces the implementation of structural changes.

Понимая, что магнитное поле может воздействовать только на свободные электрические заряды, находящиеся в пограничном слое (степень воздействия определяется силой Лоренца), условно заменим это воздействие на обычное, механическое, подобное от действия вращающегося диска, кольца или винта. Такое упрощение позволит приблизительно оценить необходимые скорость и мощность вращения. Далее в эти цифры будут внесены поправки.Understanding that a magnetic field can act only on free electric charges located in the boundary layer (the degree of influence is determined by the Lorentz force), we conditionally replace this effect with a regular, mechanical one, similar to the action of a rotating disk, ring or screw. This simplification will approximately estimate the necessary speed and power of rotation. Further, these figures will be amended.

С целью создания вращающегося магнитного поля используется принцип, лежащий в основе работы асинхронного двигателя (используется только статор). Его магнитная система проходит через внутреннюю часть, включающую воздушный зазор и ротор. В предлагаемой магнитной системе магнитный поток выходит на внешнюю поверхность статора (зубцы обращены от оси вращения, а ярмо перенесено внутрь).In order to create a rotating magnetic field, the principle underlying the operation of an induction motor is used (only a stator is used). Its magnetic system passes through an interior including an air gap and a rotor. In the proposed magnetic system, the magnetic flux goes to the outer surface of the stator (the teeth are facing away from the axis of rotation, and the yoke is transferred inward).

Указанное пространство обладает магнитной проводимостью более низкой по сравнению с магнитопроводом, выполненным, например, из электротехнической стали. При индукции, равной 1 Тл, падение намагничивающей силы на единицу длины потока по воздуху в 50-300 раз больше, чем на ферромагнитных участках магнитопровода. При индукции в зубцах в 2 Тл это отношение уменьшается до 6-8 (3, с.66). Очевидно, что в предлагаемой конструкции статора (назовем его обращенным статором) необходимо до минимума снизить длину пути магнитного потока вне магнитопровода (от полюса до полюса). Это достигается увеличением до возможного максимума числа пар полюсов.The specified space has a lower magnetic conductivity compared to a magnetic circuit made, for example, of electrical steel. With an induction equal to 1 T, the drop in the magnetizing force per unit length of the air flow is 50-300 times greater than in the ferromagnetic sections of the magnetic circuit. With induction in the teeth of 2 T, this ratio decreases to 6-8 (3, p. 66). Obviously, in the proposed design of the stator (let's call it the reversed stator), it is necessary to minimize the path length of the magnetic flux outside the magnetic circuit (from pole to pole). This is achieved by increasing to the maximum possible number of pole pairs.

Другое мероприятие заключается в подъеме индукции до возможного максимума в зубцах статора. Оно возможно за счет выбора материала магнитопровода и оптимальной геометрии. Длина пути магнитного потока по магнитопроводу должна значительно превышать длину пути вне его. При этом не должно происходить насыщение магнитопровода.Another measure is to raise induction to the maximum possible in the stator teeth. It is possible due to the choice of magnetic core material and optimal geometry. The path length of the magnetic flux through the magnetic circuit should significantly exceed the path length outside it. In this case, the saturation of the magnetic circuit should not occur.

Рассмотренное подтверждается формулой для величины номинального пускового момента, приходящего на один ватт потребляемой мощности для асинхронного двигателя с полым ротором (2, с.148-152)The considered is confirmed by the formula for the value of the rated starting torque per one watt of power consumption for an asynchronous motor with a hollow rotor (2, p.148-152)

где: Р - число пар полюсов, f - частота питающей сети, А - коэффициент, структуру которого можно определить из указанного источника.where: P is the number of pole pairs, f is the frequency of the supply network, A is the coefficient, the structure of which can be determined from the specified source.

В соответствии с (1, с.271) вращающий момент многофазного асинхронного двигателя определяется выражениемIn accordance with (1, p. 271), the torque of a multiphase induction motor is determined by the expression

где: m_Ф- число фаз статора, U_Ф- фазное напряжение питающей сети, ω₁ - угловая синхронная скорость вращающегося поля, К - сомножитель, включающий электрическое сопротивление и скольжение.where: m _Ф is the number of phases of the stator, U _Ф is the phase voltage of the supply network, ω ₁ is the angular synchronous speed of a rotating field, K is a factor including electrical resistance and slip.

Из выражения 2 следует, что момент можно увеличить за счет увеличения напряжения (наиболее аффективно), числа фаз и снижения электрического сопротивления пограничного слоя среды, в которую помещен обращенный статор. Увеличение первых двух величин осуществляется обычными схемными решениями. Уменьшение сопротивления возможно за счет искусственного внесения в пограничный слой вещества (его раствора), например электролита. Увеличение электропроводности возможно путем предварительной ударной ионизации. Последняя возникает (сопровождает) процесс раскрутки пограничного слоя.From expression 2 it follows that the moment can be increased by increasing the voltage (most affectively), the number of phases and reducing the electrical resistance of the boundary layer of the medium into which the inverted stator is placed. The increase in the first two quantities is carried out by conventional circuit solutions. A decrease in resistance is possible due to the artificial introduction of a substance (its solution), for example, an electrolyte, into the boundary layer. An increase in electrical conductivity is possible by preliminary impact ionization. The latter arises (accompanies) the process of promoting the boundary layer.

Основное назначение обращенного статора заключается в воздействии на пограничный слой среды (снижение лобового сопротивления), в которой движется объект (аппарат). Обращенный статор устанавливается в головной части аппарата перед и на самом напряженном (в смысле лобового сопротивления) участке. При этом ось вращения магнитного поля должна совпадать с продольной осью симметрии аппарата.The main purpose of the inverted stator is to influence the boundary layer of the medium (decrease in drag), in which the object (apparatus) moves. The inverted stator is installed in the head of the apparatus in front of and on the most stressed (in the sense of drag) section. In this case, the axis of rotation of the magnetic field should coincide with the longitudinal axis of symmetry of the apparatus.

В указанной системе пограничный слой находится под действием центробежной силы, силы противодействия вхождению в магнитное поле и силы трения. Вкладывая энергию в магнитное поле обращенного статора, мы уменьшаем силу давления среды на корпус, т.е. силу трения. Последнее приводит к значительной экономии энергии главной энергетической установки.In this system, the boundary layer is under the action of centrifugal force, the forces of counteraction to entry into the magnetic field and the friction force. By investing energy in the magnetic field of the reversed stator, we reduce the pressure force of the medium on the housing, i.e. friction force. The latter leads to significant energy savings of the main power plant.

Кинетическая энергия вращающегося пограничного слоя определяется по формулеThe kinetic energy of a rotating boundary layer is determined by the formula

где: m - масса пограничного слоя, V - линейная скорость вращения пограничного слоя.where: m is the mass of the boundary layer, V is the linear velocity of rotation of the boundary layer.

Массу пограничного слоя можно рассчитать по формулеThe mass of the boundary layer can be calculated by the formula

где геометрические параметры слоя: L - длина, R - наименьший радиус, δ - толщина, ρ - плотность слоя.where the geometric parameters of the layer: L is the length, R is the smallest radius, δ is the thickness, ρ is the density of the layer.

Синхронная (угловая) скорость вращения магнитного поля имеет зависимостьThe synchronous (angular) magnetic field rotation speed has a dependence

Центробежная сила, обусловленная вращением магнитного поля, имеет видThe centrifugal force due to the rotation of the magnetic field has the form

где: m - масса элементарного объема пограничного слоя, R - радиус вращения и V - линейная скорость вращения элементарного объема.where: m is the mass of the elementary volume of the boundary layer, R is the radius of rotation, and V is the linear speed of rotation of the elementary volume.

Сила статического давления среды на наружную поверхность обращенного статора или на элементарный объем пограничного слоя определяется по формулеThe strength of the static pressure of the medium on the outer surface of the facing stator or on the elementary volume of the boundary layer is determined by the formula

где: P₀- абсолютное давление на границе двух сред (воды и воздуха), γh - избыточное (дефицитное) давление, h - глубина погружения (высота полета) аппарата, γ - удельный вес среды.where: P ₀ is the absolute pressure at the boundary of two media (water and air), γh is the excess (scarce) pressure, h is the immersion depth (flight height) of the apparatus, γ is the specific gravity of the medium.

Приравняв выражения 6 и 7, получим формулу для нахождения необходимой скорости вращения магнитного поля в зависимости от горизонта движенияEquating expressions 6 and 7, we obtain the formula for finding the necessary rotation speed of the magnetic field depending on the horizon

Встречный поток оказывает динамическое давление на поверхность статора (точнее его нормальная составляющая). Последняя связана с углом расхождения носовой части аппарата зависимостьюThe counter flow exerts dynamic pressure on the stator surface (more precisely, its normal component). The latter is related to the angle of divergence of the nasal part of the apparatus by the dependence

где: Р_дин.- динамическое давление потока, Р_н.д.- нормальная составляющая динамического потока, α - угол расхождения носовой части аппарата.where: R _din. - dynamic flow pressure, P _n.d. is the normal component of the dynamic flow, α is the divergence angle of the bow of the apparatus.

Общее давление среды на аппарат равно сумме нормальных составляющих статического и динамическогоThe total pressure of the medium on the apparatus is equal to the sum of the normal components of the static and dynamic

Приравняв выражения 6 и 9 и решая относительно V, получим зависимость для скорости вращения магнитного поляEquating expressions 6 and 9 and solving for V, we obtain the dependence for the rotation speed of the magnetic field

где

Where

Известно (1, c.11), что магнитное поле в расточке асинхронного статора может вращаться со скоростью от 1000 до 180000 об/мин. Частота питающего напряжения находится в диапазоне от 50 до 3000 гц.It is known (1, p. 11) that the magnetic field in the bore of an asynchronous stator can rotate at a speed of 1000 to 180,000 rpm. The frequency of the supply voltage is in the range from 50 to 3000 Hz.

В случае самоходного подводного аппарата, СПА, наибольшая скорость набегающего потока составляет 1800 м/мин. Линейная скорость вращения ротора асинхронного двигателя мощностью 1000 Вт, диаметром 0,2 м и скоростью 3000 об/мин составляет 1880 м/мин.In the case of a self-propelled underwater vehicle, SPA, the highest speed of the incoming flow is 1800 m / min. The linear rotational speed of the rotor of an induction motor with a power of 1000 W, a diameter of 0.2 m and a speed of 3000 rpm is 1880 m / min.

Для летательного аппарата, ЛА, наибольшая скорость набегающего потока составляет 25800 м/мин. При среднем радиусе статора в 0,2 м поле должно совершать 20541 об/мин.For an aircraft, an aircraft, the highest free-stream velocity is 25800 m / min. With an average stator radius of 0.2 m, the field should be 20541 rpm.

Приведенные данные показывают реальность выполнения данного предложения при использовании обычной технологии и материалов.The data presented show the reality of the implementation of this proposal using conventional technology and materials.

Таким образом, обращенный статор должен быть электрической машиной, аппаратом многофазным, высоковольтным, многополюсным, с повышенной частотой питания, с запасом по мощности и скорости вращения магнитного поля. При этом его внешний диаметр в большинстве случаев определяется внешним диаметром объекта использования статора, внутренний диаметр и длина по оси вращения определяются необходимой мощностью. Ширина зубцов доводится до минимума, а их длина по оси вращения определяется максимально возможной индукцией в зубце. Межполюсное расстояние доводится до возможного минимума.Thus, the inverted stator must be an electric machine, a multiphase, high-voltage, multipolar apparatus, with an increased supply frequency, with a margin of power and magnetic field rotation speed. Moreover, its outer diameter in most cases is determined by the outer diameter of the object of use of the stator, the inner diameter and length along the axis of rotation are determined by the required power. The width of the teeth is minimized, and their length along the axis of rotation is determined by the maximum possible induction in the tooth. The interpolar distance is reduced to a possible minimum.

Рассчитаем необходимую мощность обращенного статора для СПА и ЛА, используя формулы 3 и 4. Скорость вращения пограничного слоя должна во много раз превосходить скорость набегающего потока, точнее его составляющую, параллельную поверхностиWe calculate the required power of the inverted stator for SPA and LA, using formulas 3 and 4. The rotation speed of the boundary layer should be many times higher than the speed of the incoming flow, more precisely its component, parallel to the surface

где: К1 - коэффициент превышения. При значительном К1 траектория движения элементарного объема пограничного слоя будет представлять спираль с малым шагом. Более точное значение скорости можно рассчитать по формуле 11.where: K1 - excess coefficient. With a significant K1, the trajectory of the elementary volume of the boundary layer will represent a spiral with a small pitch. A more accurate value of the speed can be calculated by the formula 11.

Пусть обращенный статор имеет внешний диаметр 0,4 м, плотность воды 1000 кг/м³, скорость набегающего потока 30 м/с, значения К1: 1, 5 и 10, толщина пограничного слоя 0,01 м, угол расхождения носовой части аппарата 90 град. и длину 0,64 м. При перечисленных значениях полезная мощность обращенного статора должна составлять соответственно 1,8, 45 и 180 кВт. При этом масса пограничного слоя составляет 8,24 кг.Let the inverted stator have an external diameter of 0.4 m, a water density of 1000 kg / m ³ , a free-stream velocity of 30 m / s, K1 values: 1, 5 and 10, a boundary layer thickness of 0.01 m, a divergence angle of the bow of the apparatus 90 hail. and a length of 0.64 m. With the listed values, the useful power of the inverted stator should be 1.8, 45 and 180 kW, respectively. The mass of the boundary layer is 8.24 kg.

Пусть обращенный статор для СПА имеет 40 пар полюсов, тогда в соответствии с формулой 5 обеспечить скорости вращения магнитного поля 21, 105 и 210 м/с можно, используя частоты питания 669, 3339 и 6678 Гц.Let the inverted stator for SPA have 40 pole pairs, then, in accordance with formula 5, it is possible to provide magnetic field rotation speeds of 21, 105 and 210 m / s using power frequencies of 669, 3339 and 6678 Hz.

Для ЛА оценим необходимую полезную мощность, принимая указанные диаметр, длину обращенного статора, угол расхождения носовой части ЛА, значения коэффициента К1. Плотность воздуха принимаем равной 1,226 кг/м³, а скорость набегающего потока 430 м/с. Масса пограничного слоя, рассчитанная по формуле 4, составляет 0,01 кг. Полезная мощность равна 0,5 кВт, 11,3 кВт и 45,3 кВт. Пусть статор имеет 40 пар полюсов, тогда для обеспечения скорости вращения магнитного поля в 301, 1505 и 3010 м/с необходимо иметь частоты питания в 9586, 47930 и 95860 Гц.For an aircraft, we estimate the required useful power, taking the indicated diameter, the length of the stator facing, the angle of divergence of the nose of the aircraft, and the coefficient K1. The air density is assumed to be 1.226 kg / m ³ , and the free-stream velocity is 430 m / s. The mass of the boundary layer, calculated by formula 4, is 0.01 kg Net power is 0.5 kW, 11.3 kW and 45.3 kW. Let the stator have 40 pairs of poles, then to ensure the magnetic field rotation speed of 301, 1505 and 3010 m / s, it is necessary to have power frequencies of 9586, 47930 and 95860 Hz.

Движение ЛА с большой скоростью сопровождается значительным нагревом пограничного слоя и его электризацией. Наличие электрических зарядов, движущихся в магнитном поле, обуславливает появление сил Лоренца, изменяющих траекторию зарядов. Пусть коэффициент K1>>1, тогда (см. ф.12) можно представить, что заряды пронизывают однородное магнитное поле перпендикулярно вектору его напряженности и на них действует сила Лоренца, равнаяThe movement of the aircraft at high speed is accompanied by significant heating of the boundary layer and its electrification. The presence of electric charges moving in a magnetic field causes the appearance of Lorentz forces that change the trajectory of charges. Let the coefficient K1 >> 1, then (see Section 12) it can be imagined that the charges penetrate a uniform magnetic field perpendicular to its intensity vector and that they are affected by the Lorentz force equal to

где: е - величина заряда, υ - скорость движения заряда, Н - напряженность магнитного поля.where: e is the magnitude of the charge, υ is the velocity of the charge, H is the magnetic field strength.

Заряды вращаются по окружности радиусаThe charges rotate around a circle of radius

где m - масса заряда. При этом заряды, имеющие разные знаки, вращаются в противоположных направлениях. Однако процесс электризации пограничного слоя и корпуса ЛА сопровождается разделением зарядов разного знака. Например, на корпусе возникает избыток отрицательных зарядов, а в пограничном слое - положительных зарядов. Последнее дает возможность говорить о преобладающем движении зарядов в пограничном слое - в одном направлении. При этом электризация сопровождается разрядами и ударной ионизацией. В случае высокой степени ионизации газ превращается в плазму, обладающую электропроводностью, подобную проводникам (5, с.375).where m is the mass of the charge. In this case, charges having different signs rotate in opposite directions. However, the process of electrification of the boundary layer and the aircraft body is accompanied by the separation of charges of different signs. For example, an excess of negative charges arises on the body, and positive charges in the boundary layer. The latter makes it possible to talk about the predominant movement of charges in the boundary layer — in one direction. In this case, electrification is accompanied by discharges and impact ionization. In the case of a high degree of ionization, the gas turns into a plasma having electrical conductivity similar to conductors (5, p. 375).

В общем случае υ не перпендикулярно Н и υ необходимо разложить на две составляющие: υ_n-лежащую в плоскости, перпендикулярной Н, и υ_t - направленную вдоль Н. Вторая составляющая превращает движением по окружности в движение по спирали. При этом время обращения по спирали так же не зависит от υ, как и время обращения по окружности.In the general case, υ is not perpendicular to Н and υ must be decomposed into two components: υ _{n -} lying in the plane perpendicular to Н, and υ _t - directed along Н. The second component turns the movement in a circle in a spiral motion. Moreover, the time of revolution in a spiral is also independent of υ, as well as the time of revolution in a circle.

В случае наличия вращающегося магнитного поля, особенно эллиптического, действие поля на заряженную частицу можно охарактеризовать как импульсное с пологими фронтами. Временная последовательность таких импульсов должна раскрутить заряд по расходящейся спирали и отодвинуть от корпуса объекта. Тяжелые заряды, обладающие сравнительно большой массой (ионы, протоны), при движении должны иметь присоединенную массу. Последнее увеличивает степень воздействия магнитного поля на пограничный слой.In the case of a rotating magnetic field, especially an elliptical one, the effect of the field on a charged particle can be characterized as pulsed with shallow fronts. The time sequence of such pulses should unroll the charge in a diverging spiral and move it away from the body of the object. Heavy charges with a relatively large mass (ions, protons) must have an attached mass when moving. The latter increases the degree of influence of the magnetic field on the boundary layer.

На практике не существует идеального кругового вращающегося магнитного поля. Каждое поле является эллиптическим (степень эллиптичности разная). Последнее обуславливает и определенную асимметрию в раскручивании. С целью ее компенсации процесс раскручивания должен состоять из двух действий (последовательных): раскручивание в одном направлении и раскручивание в противоположном. Пограничный слой последовательно проходит два вращающихся магнитных поля.In practice, there is no ideal circular rotating magnetic field. Each field is elliptic (the degree of ellipticity is different). The latter causes a certain asymmetry in the unwinding. In order to compensate for it, the untwisting process should consist of two actions (sequential): untwisting in one direction and untwisting in the opposite. The boundary layer sequentially passes through two rotating magnetic fields.

В некоторых случаях (конструктивные особенности или ходовые и летные) нет необходимости иметь магнитное поле, вращающееся по окружности. Достаточно иметь поле, перемещающееся по замкнутой эллиптической кривой или подобной ей, по незамкнутой кривой, по прямой линии и т.п. В этом случае обращенный статор круговой превращается в некруговой или в развернутый нелинейный или в линейный.In some cases (design features or running and flight), it is not necessary to have a magnetic field rotating in a circle. It is enough to have a field moving along a closed elliptic curve or the like, along an open curve, in a straight line, etc. In this case, the inverted circular stator turns into a non-circular or expanded non-linear or linear one.

″Разрезая″ круговой обращенный статор по радиусу в районе паза, можно путем ″развертывания″ его в линейку (прямоугольный параллелепипед) или в иную фигуру получить непрерывное движение магнитного, поля в одну сторону, например, слева направо. Располагая такую линейку (фигуру) на корпусе объекта (аппарата) и ориентируя ее по-разному относительно оси симметрии, можно получить необходимый эффект снижения лобового сопротивления.″ By cutting ″ the circular facing stator along the radius in the region of the groove, you can ″ deploy ″ it into a ruler (rectangular box) or into another figure to obtain a continuous magnetic motion of the field in one direction, for example, from left to right. By placing such a ruler (figure) on the body of an object (apparatus) and orienting it differently relative to the axis of symmetry, you can get the necessary effect of reducing drag.

Алюминиевый стакан вращается в расточке статора, так как его материал обладает электронной проводимостью и сцеплен с магнитным потоком. Наличие указанных условий является обязательным. Существование в материале (пограничном слое) свободных зарядов разного знака и в равном количестве обусловит появление вихревых токов противоположного направления и соответствующих вращающих моментов, компенсирующих друг друга. Отсутствие потокосцепления у пограничного слоя также обусловит нулевой вращающий момент.The aluminum cup rotates in the stator bore, as its material has electronic conductivity and is coupled to magnetic flux. The presence of these conditions is mandatory. The existence in the material (boundary layer) of free charges of different signs and in equal quantities will cause the appearance of eddy currents in the opposite direction and the corresponding torques that cancel each other out. The absence of flux linkage at the boundary layer will also cause zero torque.

При наличии результирующего вращающего момента пограничный слой, прошедший обращенный статор по структуре (поле скоростей) будет подобен пограничному слою, образованному на корпусе корабля или ЛА. Его средняя скорость будет обусловлена средней скоростью вращения магнитного поля и скоростью перемещения объекта (сложение двух векторов). Пульсационная составляющая (наличие турбулентности) определяется неравномерностью магнитного поля и неоднородностью пограничного слоя.In the presence of the resulting torque, the boundary layer that has passed through the inverted stator in structure (velocity field) will be similar to the boundary layer formed on the ship or aircraft hull. Its average speed will be determined by the average rotation speed of the magnetic field and the speed of the object (addition of two vectors). The pulsation component (the presence of turbulence) is determined by the unevenness of the magnetic field and the heterogeneity of the boundary layer.

Рассмотрим пригодность обращенного статора для работы в различных средах. Металлы обладают электронной проводимостью. Свободные электроны, имеющие минусовой заряд, обуславливают появление результирующего вращающего момента. Жидкости и газы обладают ионной проводимостью. В них имеются как частицы, заряженные плюсом, так и минусом. При их равном количестве результирующий момент равен нулю (нет вращения).Consider the suitability of a reversed stator for operation in various environments. Metals have electronic conductivity. Free electrons having a negative charge determine the appearance of the resulting torque. Liquids and gases have ionic conductivity. They contain both particles charged by plus and minus. With their equal number, the resulting moment is zero (no rotation).

В обычных (естественных) условиях жидкости и газы электрически нейтральны. Однако существуют обстоятельства (условия), при которых они теряют нейтральность и становятся полярными. При этом разность потенциалов может достигать очень большой величины (разряд между облаками или между облаком и землей). Указанное обуславливает необходимость наличия на корпусе объекта перед обращенным статором участка для интенсивной электризации пограничного слоя. Во избежание разряда как участок, так и поверхность статора должны быть покрыты электроизолирующим слоем. Длина участка определяется необходимой степенью электризации.Under normal (natural) conditions, liquids and gases are electrically neutral. However, there are circumstances (conditions) under which they lose their neutrality and become polar. In this case, the potential difference can reach a very large value (discharge between the clouds or between the cloud and the earth). The aforementioned necessitates the presence on the body of the object in front of the stator facing the section for intensive electrification of the boundary layer. To avoid discharge, both the section and the stator surface must be covered with an electrically insulating layer. The length of the plot is determined by the required degree of electrification.

Назовем первый участок траектории относительного движения пограничного слоя участком поляризации. Второй участок вниз по потоку назовем участком раскручивания. На этом участке находится обращенный статор. Третий участок, создающий наибольшее сопротивление, назовем участком сопротивления. Благодаря работе обращенного статора, пограничный слой на третьем участка должен иметь дефицит плотности. На четвертом участке плотность пограничного слоя восстанавливается из-за действия сил Архимеда на ракрученные массы. Этот участок назовем участком коллапса.The first section of the trajectory of the relative motion of the boundary layer is called the polarization section. The second section downstream is called the unwinding section. On this site is the facing stator. The third section that creates the greatest resistance is called the resistance section. Due to the inverted stator, the boundary layer in the third section should have a density deficit. In the fourth section, the density of the boundary layer is restored due to the action of Archimedes forces on the swirling masses. This section is called the collapse section.

В создании вихревых токов и соответствующих моментов участвуют заряженные частицы, обладающие массой (в том числе и присоединенной). Уточним характер взаимодействия вихревых токов разного (противоположного) направления, их магнитных полей с основным вращающимся магнитным полем. Воздух является парамагнетиком (относительная магнитная проницаемость больше 1) и при воздействии внешнего магнитного поля создается преимущественное направление в расположении элементарных магнитных моментов, воздух оказывается намагниченным. Степень намагниченности незначительна.In the creation of eddy currents and corresponding moments, charged particles with a mass (including attached mass) are involved. Let us clarify the nature of the interaction of eddy currents of different (opposite) directions, their magnetic fields with the main rotating magnetic field. Air is paramagnet (relative magnetic permeability is greater than 1) and when an external magnetic field is applied, a preferential direction is created in the arrangement of elementary magnetic moments, the air is magnetized. The degree of magnetization is negligible.

Роль орбитальных моментов мала в намагничивании. Основными элементарными носителями магнетизма являются спиновые моменты, образующие в результате вращения электрона вокруг своей оси. Однако их может оказаться недостаточно и необходима дополнительная операция над пограничным слоем. С целью выбивания электронов с высоких уровней в атомной структуре возможна ударная ионизация с помощью искрового разряда. В воздухе образуются электронные лавины, приводящие к образованию каналов повышенной электропроводности. Скорость распространения электронной лавины меньше, чем скорость образования электропроводящего канала. Последнее обусловлено фотонной ионизацией воздуха (6, с.372-377 и 5, с.213).The role of orbital moments is small in magnetization. The main elementary carriers of magnetism are spin moments that form as a result of the rotation of an electron around its axis. However, they may not be enough and an additional operation on the boundary layer is necessary. In order to knock electrons from high levels in the atomic structure, shock ionization by means of a spark discharge is possible. Electronic avalanches form in the air, leading to the formation of channels of increased electrical conductivity. The propagation velocity of an electron avalanche is less than the rate of formation of an electrically conductive channel. The latter is due to photon ionization of air (6, p. 372-377 and 5, p. 213).

Система искровых разрядников размещается на корпусе ЛА на первом участке, перед обращенным статором, равномерно по окружности. Подача высокого напряжения на электроды может быть синхронизирована с перемещением магнитного поля. При этом очередной разряд должен происходить с опережением, величина которого определяется временем ионизации промежутка: электрод, обращенный статор. Отметим, что использование ударной ионизации является мерой, дополняющей электризацию пограничного слоя от трения. При сравнительно малой скорости перемещения ЛА, при коротком первом участке такая мера может оказаться основной.The spark gap system is located on the aircraft body in the first section, in front of the facing stator, uniformly around the circumference. The supply of high voltage to the electrodes can be synchronized with the movement of the magnetic field. In this case, the next discharge should occur ahead of time, the value of which is determined by the time of ionization of the gap: the electrode, the inverted stator. Note that the use of impact ionization is a measure that complements the electrification of the boundary layer from friction. With a relatively low speed of movement of the aircraft, with a short first section, such a measure may be the main one.

В случае СПА ионный разбаланс в воде можно осуществить следующим образом. Во-первых, впрыскиванием в пограничный слой раствора вещества, имеющего необходимые ионы и обладающего повышенной электропроводностью. В качестве такого может быть щелочной электролит с удельной электропроводностью 6 сим/м. Такие ионы можно отбирать из раствора, в котором происходит электролиз. Источником отрицательно заряженных ионов является пространство, окружающее анод. Источником положительно заряженных ионов является пространство, окружающее катод. Отбирая часть ионов одного знака полярности и впрыскивая их под давлением в пограничный слой, можно осуществить электризацию. Способ громоздкий, дорогой и тяжело управляемый. Его также можно использовать и для ЛА.In the case of SPA, the ion imbalance in water can be carried out as follows. Firstly, by injecting into the boundary layer a solution of a substance that has the necessary ions and has increased electrical conductivity. As such, there may be an alkaline electrolyte with a specific conductivity of 6 sim / m. Such ions can be selected from the solution in which electrolysis takes place. The source of negatively charged ions is the space surrounding the anode. The source of positively charged ions is the space surrounding the cathode. Selecting part of the ions of the same polarity sign and injecting them under pressure into the boundary layer, it is possible to carry out electrification. The method is cumbersome, expensive and hard to manage. It can also be used for aircraft.

Оптимальным способом электризации пограничного слоя является самостоятельный разряд (искровой разряд для воздуха). Разряд должен проходить в поперечном направлении (относительно перемещения пограничного слоя, ПС) и близко к обращенному статору, ОС. Во избежание короткого замыкания электрической схемы в начале разряда схема автоматом защиты должна отключаться от электродов разрядника. Самостоятельный разряд может иметь разрушительные последствия, что при реализации способа заставит перейти к несамостоятельному. При этом последним легче управлять. Таким образом, и для СПА разряд является способом электризации ПС.The best way to electrify the boundary layer is self-discharge (spark discharge for air). The discharge should pass in the transverse direction (relative to the movement of the boundary layer, PS) and close to the facing stator, OS. In order to avoid a short circuit of the electric circuit at the beginning of the discharge, the circuit breaker must be disconnected from the electrodes of the arrester. Independent discharge can have devastating consequences, which, when implementing the method, will force one to switch to non-independent. At the same time, the latter is easier to manage. Thus, for SPA, discharge is a method of electrification of substations.

Электропроводность воды (особенно соленой и теплой) значительно превышает электропроводность воздуха. Последнее позволяет в случае СПА значительно увеличить расстояние между электродами и уменьшить напряжение на них.The electrical conductivity of water (especially salty and warm) significantly exceeds the electrical conductivity of air. The latter allows in the case of SPA to significantly increase the distance between the electrodes and reduce the voltage on them.

В случае ЛА уместно вспомнить закон Столетова: наибольший ток для газа наблюдается при одном и том же отношении напряженности поля (электрического) к давлению (12, с.211). При изменении высоты ЛА необходимо изменить и напряжение на электродах. В противном случае несамостоятельный (тихий) разряд может превратиться в самостоятельный (разрушительный).In the case of an aircraft, it is appropriate to recall Stoletov’s law: the highest current for gas is observed at the same ratio of field strength (electric) to pressure (12, p. 211). When changing the height of the aircraft, it is necessary to change the voltage at the electrodes. Otherwise, a non-independent (quiet) discharge can turn into an independent (destructive) one.

В случае водной среды (СПА) с увеличением давления (глубины погружения) электропроводность уменьшается для глубин ниже скачка плотности (температуры). При маневрировании СПА в этом диапазоне глубин можно ориентироваться на закон Столетова. Однако выше скачка плотности закономерность обратная, так как здесь электропроводность в основном определяется увеличением температуры при погружении (антарктическая водная структура). В умеренных широтах температура с глубиной понижается, уменьшается электропроводность и можно более уверенно ориентироваться на закон Столетова. Иными словами: вертикальный разрез электропроводности (температуры) является критерием для определения величины напряжения на электродах разрядного устройства.In the case of an aqueous medium (SPA), with increasing pressure (immersion depth), electrical conductivity decreases for depths below the density (temperature) jump. When maneuvering SPA in this depth range, one can focus on Stoletov’s law. However, the reverse trend is higher than the density jump, since here the electrical conductivity is mainly determined by the increase in temperature during immersion (Antarctic water structure). In temperate latitudes, the temperature decreases with depth, the conductivity decreases, and you can more confidently focus on the Stoletov law. In other words: a vertical section of electrical conductivity (temperature) is a criterion for determining the magnitude of the voltage at the electrodes of the discharge device.

При быстром движении СПА на его корпусе возможна кавитация, образование областей с дефицитом давления, с избытком свободных ионов и с увеличением электропроводности (5, с.517). Первый участок, там, где расположено разрядное устройство, а также пространство обращенного статора, может быть местом кавитации, усиливающейся последующим кольцом второго разрядного устройства и обращенного статора (двухступенчатая ″раскрутка″ пограничного слоя). В начальный период такая система работает в водной среде (этап разгона). Номинальный режим работы проходит в водно-газовой среде. При торможении работа происходит в водной среде. Система может быть многоступенчатой, т.е. состоять из значительного количества пар. Каждая пара включает разрядное устройство и обращенный (развернутый) статора. При этом последующие ступени могут и не иметь разрядного устройства. С увеличением глубины (статического давления) кавитационная составляющая должна уменьшаться.With the rapid movement of the SPA on its body, cavitation is possible, the formation of areas with a pressure deficit, with an excess of free ions and with an increase in electrical conductivity (5, p. 517). The first section, where the discharge device is located, as well as the space of the inverted stator, can be a place of cavitation, amplified by the subsequent ring of the second discharge device and the inverted stator (two-stage “promotion” of the boundary layer). In the initial period, such a system works in the aquatic environment (stage of acceleration). The nominal operating mode takes place in a water-gas environment. When braking, work occurs in the aquatic environment. The system can be multi-stage, i.e. consist of a significant number of pairs. Each pair includes a discharge device and a reversed (deployed) stator. In this case, the subsequent stages may not have a discharge device. With increasing depth (static pressure), the cavitation component should decrease.

Целью изобретения является создание силы упора, имеющей определенную направленность и величину и способную перемещать объекты в воде, в воздухе, а также в космическом пространстве.The aim of the invention is to create a stop force having a certain direction and size and capable of moving objects in water, in air, as well as in outer space.

Сущность изобретения заключается в следующем. С помощью специальной электрической машины, преобразованного (обращенного или развернутого) асинхронного статора создается вращающееся (перемещающееся) магнитное поле, выходящее на поверхность статора. Над зубцовой зоной статора с зазором располагается магнитный шунт. Его форма обеспечивает выход магнитного поля в пространство разрядного устройства, а также необходимый угол поверхности шунта, в которую направляется пограничный слой. При этом создается сила упора как составляющая.The invention consists in the following. Using a special electric machine, a converted (reversed or deployed) asynchronous stator, a rotating (moving) magnetic field is created that emerges on the stator surface. A magnetic shunt is located above the stator tooth zone with a gap. Its shape ensures that the magnetic field enters the space of the discharge device, as well as the necessary angle of the surface of the shunt into which the boundary layer is directed. This creates an emphasis force as a component.

Перед статором размещается разрядное устройство, электроды которого имеют контакт с пограничным слоем. Электрические разряды, пронизывающие пограничный слой, насыщают его свободными зарядами. Последние, подпадая в магнитное поле, выталкиваются силами Лоренца и воздействуют на поверхность шунта. Вращения магнитного поля статора и электрического поля разрядного устройства синхронизированы. Угол наклона поверхности шунта определяет величину силы упора.A discharge device is placed in front of the stator, the electrodes of which are in contact with the boundary layer. Electric discharges penetrating the boundary layer saturate it with free charges. The latter, falling into a magnetic field, are pushed out by Lorentz forces and act on the surface of the shunt. The rotation of the magnetic field of the stator and the electric field of the discharge device are synchronized. The angle of inclination of the surface of the shunt determines the amount of stop force.

Рассмотрим принципы построения разрядного устройства. Устройство должно создавать вращающееся (перемещающееся) электрическое поле. Поле синхронно с магнитным должно совершать в пространстве аналогичное вращение (перемещение). Конструктивное исполнение аналогично исполнению обращенного статора, ОС (развернутого статора, PC). Отличия заключаются в следующем: отсутствует магнитопровод и обмотка, вместо зубцов используются электроды. Система электродов, подключенных к одной фазе питания, должна размещаться в одной плоскости. В этой же плоскости размещаются электроды, подключенные к нулевой линии. Система электродов, подключенных к другой фазе, и соответствующий набор электродов нулевой линии должны размещаться в другой плоскости. Между плоскостями должен быть изоляционный промежуток, предотвращающий паразитный разряд.Consider the principles of building a discharge device. The device must create a rotating (moving) electric field. The field synchronously with the magnetic field must perform a similar rotation (movement) in space. The design is similar to the execution of the inverted stator, OS (expanded stator, PC). The differences are as follows: there is no magnetic circuit and winding, instead of teeth, electrodes are used. The system of electrodes connected to one phase of the power supply should be placed in one plane. In the same plane are the electrodes connected to the zero line. The system of electrodes connected to another phase and the corresponding set of zero line electrodes should be placed in a different plane. Between the planes there must be an insulating gap preventing stray discharge.

Движение ЛА и СПА возможно с переменной скоростью и изменяемым горизонтом. Последнее обуславливает изменение нормальной составляющей общего давления на поверхность аппарата (см. ф.10) и пограничный слой. Изменяется сила трения между движущимися частями пограничного слоя, ПС. Для компенсации увеличения силы трения между частями присоединенной массы ПС (на эту массу не действует сила Лоренца, см. ф.13) необходимо увеличить скорость вращения магнитного поля. При уменьшении силы трения целесообразно уменьшить ее и тем самым сэкономить энергию. Возможность гибко изменять скорость вращения магнитного поля, МП, в зависимости от параметров перемещения аппарата является необходимым условием оптимальной работы. Рассмотренное обуславливает необходимость использования в качестве ОС и PC асинхронного двухфазного (двухобмоточного) управляемого статора, несмотря на его недостатки.The movement of the aircraft and spa is possible with a variable speed and a variable horizon. The latter causes a change in the normal component of the total pressure on the surface of the apparatus (see Section 10) and the boundary layer. The friction force between the moving parts of the boundary layer, PS, changes. To compensate for the increase in the friction force between the parts of the attached PS mass (the Lorentz force does not act on this mass, see Section 13), it is necessary to increase the rotation speed of the magnetic field. With a decrease in the friction force, it is advisable to reduce it and thereby save energy. The ability to flexibly change the speed of rotation of the magnetic field, MP, depending on the parameters of the movement of the apparatus is a necessary condition for optimal operation. The above makes it necessary to use an asynchronous two-phase (two-winding) controlled stator as the OS and PC, despite its shortcomings.

Перечислим необходимые действия для снижения лобового сопротивления ЛА, летящего на одной высоте при постоянной скорости.We list the necessary actions to reduce the drag of an aircraft flying at the same height at a constant speed.

1. Расположение перед участком поверхности ЛА, создающим наибольшее сопротивление, ОС.1. The location in front of the surface area of the aircraft, creating the greatest resistance, OS.

2. Расположение перед ОС разрядного устройства, РУ.2. Location in front of the OS of the discharge device, RU.

3. При помощи ОС создание магнитного поля, вращающегося вокруг оси симметрии (продольной оси) указанного участка.3. Using the OS, the creation of a magnetic field rotating around the axis of symmetry (longitudinal axis) of the specified section.

4. Раскручивание магнитного поля до необходимой скорости.4. The unwinding of the magnetic field to the required speed.

5. Усиление магнитного поля до необходимой напряженности.5. Strengthening the magnetic field to the required intensity.

5. Расположение перед ОС разрядного устройства.5. Location in front of the OS of the discharge device.

7. Ориентация РУ относительно оси вращения магнитного поля (совмещение их осей).7. The orientation of the switchgear relative to the axis of rotation of the magnetic field (the combination of their axes).

8. Установка между ОС и РУ необходимого зазора.8. Installing the necessary clearance between the operating system and the switchgear.

9. Ориентация РУ относительно ОС (совмещение зубцов и электродов).9. Orientation of RU relative to OS (combination of teeth and electrodes).

10. Синхронизация работы ОС с работой РУ.10. Synchronization of the OS with the work of RU.

11. Установка необходимой мощности разряда (напряжения).11. Setting the required discharge power (voltage).

12. Установка необходимой длительности разряда (п. может отсутствовать).12. Setting the required discharge duration (item may be absent).

13. При необходимости установка второго комплекта ОС и РУ, при этом магнитное и электрическое поля должны вращаться в обратную сторону (п.п.1-12 повторяются).13. If necessary, install a second set of OS and RU, while the magnetic and electric fields must rotate in the opposite direction (items 1-12 are repeated).

14. Установка третьего комплекта ОС и РУ, при этом магнитное и электрическое поле должны вращаться в направлении, совпадающем с полем первого комплекта (п.п.1-12 повторяются).14. Installing the third set of OS and RU, while the magnetic and electric fields should rotate in the direction coinciding with the field of the first set (items 1-12 are repeated).

15. Установка четвертого комплекта ОС и РУ, при этом магнитное и электрическое поле должны вращаться в направлении, совпадающем с полем второго комплекта (п.п.1-12 повторяются).15. Installing the fourth set of OS and RU, while the magnetic and electric fields should rotate in the direction coinciding with the field of the second set (items 1-12 are repeated).

Количество комплектов ОС и РУ определяется продольной протяженностью участка поверхности ЛА, создающего наибольшее сопротивление.The number of sets of OS and RU is determined by the longitudinal extent of the surface area of the aircraft, which creates the greatest resistance.

Рассмотрим более подробно действия, лежащие в основе работы РУ.Let us consider in more detail the actions underlying the work of RU.

С целью повышения КПД работа РУ и ОС должна быть синхронизирована, т.е. они должны запитываться от одного источника переменного напряжения. В основе необходимости синхронизации лежит принцип: нет магнитного поля, не нужны свободные электроны в ПС. При максимальном магнитном поле должно быть наибольшее количество свободных электронов в ПС. Между напряженностью магнитного поля и количеством электронов должна существовать прямо пропорциональная зависимость.In order to increase the efficiency, the operation of the switchgear and the OS should be synchronized, i.e. they must be powered from one AC voltage source. The principle of synchronization is based on the principle: there is no magnetic field, free electrons in PS are not needed. At the maximum magnetic field, there should be the largest number of free electrons in the PS. Between the magnetic field strength and the number of electrons there must be a directly proportional relationship.

В соответствии с действием силы Лоренца заряды, попавшие и образованные в ПС, проходя магнитное поле, будут вращаться по спирали и подниматься (отклоняться) от поверхности ЛА (СПА). При этом у электронов и положительно заряженных ионов вращение происходит в противоположных направлениях. По мере выхода из магнитного поля (отклонения от поверхности) радиус вращения зарядов увеличивается (магнитное поле слабеет). Ось спирали направлена в сторону вращения магнитного поля. Легкие электроны быстрее увлекаются полем и выходят на его периферию. Тяжелые ионы (протоны) отстают от электронов. Однако после разгона они дольше следуют за полем и их периферийное положение более удалено от оси вращения (центрифугирование зарядов).In accordance with the action of the Lorentz force, the charges that entered and formed in the PS, passing the magnetic field, will rotate in a spiral and rise (deviate) from the surface of the aircraft (SPA). In this case, electrons and positively charged ions rotate in opposite directions. As you exit the magnetic field (deviation from the surface), the radius of rotation of the charges increases (the magnetic field weakens). The axis of the spiral is directed towards the rotation of the magnetic field. Light electrons are more quickly carried away by the field and go to its periphery. Heavy ions (protons) lag behind electrons. However, after acceleration, they follow the field longer and their peripheral position is more distant from the axis of rotation (centrifugation of charges).

Перечень действий, снижающих лобовое сопротивление СПА, идущего на одной глубине при постоянной скорости, аналогичен рассмотренному (способ первый). Роль присоединенной массы в рассмотренном движении зарядов возрастает, так как увеличиваются межмолекулярные силы притяжения.The list of actions that reduce the drag of a SPA running at the same depth at a constant speed is similar to that considered (the first method). The role of the attached mass in the considered motion of charges increases, since the intermolecular attractive forces increase.

Движение ЛА и СПА с увеличивающейся скоростью сопровождается увеличением количества зарядов, оказывающихся в промежутке между РУ и ОС. Последнее обуславливает некоторое торможение аппарата ПС. Уменьшить его можно путем увеличения скорости вращения магнитного поля. Здесь уместна грубая аналогия с работой бульдозера: его рабочий орган(щит) должен располагаться под острым углом к линии движения. Увеличение окружной составляющей в магнитном поле позволит увеличить количество зарядов, размещенных перед фронтом вращающегося магнитного поля и вовлечь их во вращательное движение.The movement of the aircraft and spa with increasing speed is accompanied by an increase in the number of charges in the gap between the RU and the OS. The latter causes some inhibition of the PS apparatus. It can be reduced by increasing the rotation speed of the magnetic field. A crude analogy with the work of a bulldozer is appropriate here: its working body (shield) should be located at an acute angle to the line of movement. An increase in the circumferential component in a magnetic field will make it possible to increase the number of charges placed in front of the front of a rotating magnetic field and involve them in rotational motion.

Изменение скорости вращения магнитного поля асинхронного статора возможно путем изменения частоты питающего напряжения (см. ф.5). Однако такое изменение возможно в узком диапазоне частот (препятствуют распределенные параметры электромагнитной системы, снижающие мощность). Возможно изменять скорость вращения путем изменения числа пар полюсов (см. ф.5). Иметь несколько фиксированных скоростей или расширенный диапазон скоростей можно, применяя многообмоточную систему и изменяемую частоту питания. Такое исполнение заставляет применять сложный переключатель обмоток и сложный источник питания. При этом оптимальный режим работы ОС будет на одной скорости или в узком диапазоне изменения скоростей.Changing the speed of rotation of the magnetic field of an asynchronous stator is possible by changing the frequency of the supply voltage (see f.5). However, such a change is possible in a narrow frequency range (distributed parameters of the electromagnetic system that reduce power interfere). It is possible to change the rotation speed by changing the number of pairs of poles (see f.5). You can have several fixed speeds or an extended speed range using a multi-winding system and a variable power frequency. This design makes it necessary to use a complex winding switch and a complex power source. In this case, the optimal operating mode of the OS will be at the same speed or in a narrow range of speeds.

Использование двухобмоточного управляемого ОС сопровождается резким падением КПД и значительным увеличением степени эллиптичности магнитного поля. Однако здесь возможно плавное изменение скорости в большом диапазоне. При этом отработаны схемы включения ОС в системы автоматического регулирования. Учитывая изложенное, принцип двухобмоточного управления можно использовать в качестве второго независимого способа уменьшения лобового сопротивления.The use of a double-winding controlled OS is accompanied by a sharp drop in efficiency and a significant increase in the degree of ellipticity of the magnetic field. However, a smooth change in speed over a wide range is possible here. At the same time, schemes for incorporating the OS into automatic control systems have been worked out. Given the above, the principle of double-winding control can be used as a second independent way to reduce drag.

Способ состоит из следующих действий. П.п.1-15 аналогичны первому способу.The method consists of the following steps. Items 1-15 are similar to the first method.

16. При амплитудном режиме управления обмотку возбуждения ОС подключают к однофазной сети питания повышенного напряжения и частоты. Обмотку управления подключают к выходу регулятора уровня напряжения, на вход которого подается указанное напряжение сети, сдвинутое на 90 градусов (сдвиг по времени).16. In the amplitude control mode, the excitation winding of the OS is connected to a single-phase power supply network of increased voltage and frequency. The control winding is connected to the output of the voltage level regulator, to the input of which the specified mains voltage is shifted by 90 degrees (time shift).

17. Регулировку уровня напряжения (скорости вращения магнитного поля) осуществляют, используя сигнал от датчика полного давления (см. ф.10 и 11). При этом чем выше сигнал датчика, тем больше напряжение на обмотке управления (выше скорость поля). В качестве регулятора возможно использование четырехполюсника с регулируемым внутренним сопротивлением.17. The voltage level (rotation speed of the magnetic field) is adjusted using the signal from the full pressure sensor (see f.10 and 11). Moreover, the higher the sensor signal, the greater the voltage on the control winding (higher field speed). As a regulator, it is possible to use a four-terminal with adjustable internal resistance.

18. При фазовом режиме управления обмотку возбуждения ОС подключают к однофазной сети повышенного напряжения и частоты. Обмотку управления подключают, к выходу фазосдвигающего устройства, имеющего регулируемый сдвиг по фазе. На обмотку управления подают постоянное по амплитуде напряжение, приведенное значение которого равно напряжению возбуждения.18. In the phase control mode, the excitation winding of the OS is connected to a single-phase network of increased voltage and frequency. The control winding is connected to the output of the phase-shifting device having an adjustable phase shift. A voltage constant in amplitude is applied to the control winding, the reduced value of which is equal to the excitation voltage.

19. Регулировку фазового сдвига (скорости вращения магнитного поля) осуществляют, используя сигнал от датчика полного давления. При этом, имея сдвиг по фазе 90 градусов, получаем круговое поле и наибольшую скорость.19. The phase shift (rotation speed of the magnetic field) is adjusted using the signal from the full pressure sensor. Moreover, having a phase shift of 90 degrees, we obtain a circular field and the highest speed.

20. При амплитудно-фазовом режиме управления обмотку возбуждения через фазосдвигающую емкость подключают к однофазной сети с повышенным напряжением и частотой. Обмотку управления подключают к выходу регулятора уровня напряжения, запитываемого от указанной сети (2, с.128-130).20. In the amplitude-phase control mode, the field winding is connected through a phase-shifting capacitance to a single-phase network with increased voltage and frequency. The control winding is connected to the output of the voltage level regulator, powered from the specified network (2, p.128-130).

Примечание. Во всех режимах РУ запитывается аналогично ОС. Система электродов, обслуживающих пространство ОВ, лежит в одной плоскости и запитывается аналогично ОВ. Система электродов, обслуживающих пространство ОУ, лежит в другой плоскости, параллельной первой, и запитывается аналогично ОУ. Плоскости расположены перпендикулярно оси движения аппарата. Сила разрядного тока ограничивается балластными сопротивлениями.Note. In all modes, the switchgear is powered similarly to the OS. The system of electrodes serving the OM space lies in the same plane and is fed similarly to the OM. The system of electrodes serving the OA space lies in another plane parallel to the first one and is powered similarly to the OA. The planes are perpendicular to the axis of movement of the apparatus. The discharge current is limited by ballast resistances.

Сущность изобретения, соответствующая п.п. формулы, заключается в следующем.SUMMARY OF THE INVENTION formulas is as follows.

1. Способ для создания силы упора состоит из действий. С помощью многофазной электромагнитной системы, имеющей симметрию относительно оси вращения, равные фазные напряжения, равный и постоянный сдвиг по фазе между ними создают вращающееся магнитное поле. Отличия от распространенного асинхронного способа следующие. Магнитное поле выводят на внешнюю поверхность статора. Совмещают ось вращения магнитного поля с продольной осью симметрии объекта. Совмещают вершины зубцов статора внешней поверхностью объекта. Раскручивают магнитное поле до необходимой скорости. Создают необходимую магнитную напряженность в пограничном слое среды. Располагают перед статором РУ так, чтобы вершины его контактов соприкасались с пограничным слоем, а электрический разряд происходил в поперечном движению направлении. Ориентируют РУ относительно статора так, чтобы между ними был необходимый зазор, а контакты располагались напротив зубцов. Подают на контакты электрическое напряжение, величина и мощность которого определяются электропроводностью среды. При необходимости ограничивают силу тока через контакты и синхронизируют работу РУ с вращением магнитного поля ОС. Производят электрический разряд в пограничном слое, ПС. Насыщают ПС свободными зарядами. Магнитным полем отодвигают свободные заряды и присоединенную массу от поверхности объекта. Над зубцовой зоной ОС и контактами РУ устанавливают магнитный шунт-отражатель с зазором. Величина зазора, форма и угол наклона отражающей поверхности шунта определяются необходимым направлением силы упора. Отражательную поверхность покрывают защитным слоем.1. A method for creating a stop force consists of actions. Using a multiphase electromagnetic system having symmetry about the axis of rotation, equal phase voltages, equal and constant phase shift between them create a rotating magnetic field. Differences from the common asynchronous method are as follows. The magnetic field is brought to the outer surface of the stator. The axis of rotation of the magnetic field is combined with the longitudinal axis of symmetry of the object. Combine the tops of the stator teeth with the outer surface of the object. Spin the magnetic field to the required speed. Create the necessary magnetic tension in the boundary layer of the medium. They are located in front of the reactor stator so that the tops of its contacts are in contact with the boundary layer, and the electric discharge occurs in the transverse direction. The RU is oriented relative to the stator so that there is a necessary gap between them, and the contacts are located opposite the teeth. An electrical voltage is applied to the contacts, the magnitude and power of which is determined by the electrical conductivity of the medium. If necessary, limit the current through the contacts and synchronize the operation of the switchgear with the rotation of the magnetic field of the OS. They produce an electric discharge in the boundary layer, PS. Saturate PS with free charges. The magnetic field pushes free charges and the attached mass from the surface of the object. A magnetic shunt reflector with a gap is installed above the tooth zone of the OS and the contacts of the switchgear. The size of the gap, the shape and angle of the reflective surface of the shunt are determined by the necessary direction of the stop force. The reflective surface is coated with a protective layer.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на объекте устанавливают несколько комплектов ОС и РУ. При этом магнитные поля ОС в двух смежных комплектах могут вращаться в противоположных направлениях, что компенсирует силовую асимметрию. Некоторые комплекты могут состоять только из ОС или РУ.2. The method according to claim 1, characterized in that the facility installs several sets of OS and RU. In this case, the magnetic fields of the OS in two adjacent sets can rotate in opposite directions, which compensates for the force asymmetry. Some kits may consist only of OS or RU.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что магнитное поле ОС перемещают по кривой, отличной от окружности, например, по эллиптической. При этом кривая может быть незамкнутой, a движения повторяться. Электрическое поле РУ может перемещаться аналогично.3. The method according to claim 1, characterized in that the magnetic field of the OS is moved along a curve different from the circle, for example, along an elliptical. In this case, the curve may be open, and movements may be repeated. The electric field of the switchgear can move in the same way.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что магнитное поле ОС перемещают по ограниченной прямой, повторяя это движение. Электрическое поле РУ может перемещаться аналогично. При этом магнитные поля ОС в двух смежных комплектах могут перемещаться в противоположных направлениях.4. The method according to claim 1, characterized in that the magnetic field of the OS is moved along a limited line, repeating this movement. The electric field of the switchgear can move in the same way. In this case, the magnetic fields of the OS in two adjacent sets can move in opposite directions.

5. Способ для создания силы упора при переменной скорости вращения магнитного поля состоит из действий. С помощью двухфазной электромагнитной системы, имеющей обмотку возбуждения и обмотку управления, создают вращающееся магнитное поле. При этом обмотки распределены по статору и сдвинуты относительно друг друга на 90 электрических градусов. К статору придаются схемы управления, позволяющие иметь следующие режимы регулирования скорости вращения магнитного поля: амплитудный, фазовый и амплитудно-фазовый. Способ отличается тем, что магнитное поле выводят на внешнюю поверхность статора. Совмещают ось вращения магнитного поля с продольной осью симметрии объекта. Обращают вершины зубцов статора наружу и совмещают их с внешней поверхностью объекта. Ярмо и зубцовую зону меняют местами. Обмотки укладывают снаружи и покрывают поверхность статора защитным слоем, обладающим свойствами тепло-, электро- и гидроизоляции, а также немагнитными. При использовании магнитного шунта-отражателя отпадает необходимость получить наибольшее количество пар полюсов, наименьшее межполюсное расстояние и делать пазы и зубцы узкими, при этом возрастает лобовое сопротивление. Наматывают катушки полюсов так, чтобы после подключения к источнику электропитания повышенного напряжения и частоты вектор напряженности магнитного поля в переднем фронте был направлен от статора к шунту-отражателю. Корректируют величину напряженности магнитного поля (см. ф.13) в соответствии с изменением нормальной составляющей статического давления среды на корпус объекта, воздействуя на глубину отрицательной обратной связи усилителей мощности блока питания. Все перечисленное также относится и к п.1. Можно корректировать и скорость перемещения магнитного поля, воздействуя на регулятор уровня напряжения (амплитудный режим), на фазосдвигающее устройство (фазовый режим). При этом с увеличением нормальной составляющей статического давления среды должна увеличиваться напряженность магнитного поля в зазоре (увеличиваться напряжение, подаваемое на обмотку управления).5. A method for creating a stop force at a variable rotation speed of a magnetic field consists of actions. Using a two-phase electromagnetic system having an excitation winding and a control winding, a rotating magnetic field is created. In this case, the windings are distributed along the stator and are shifted relative to each other by 90 electrical degrees. Control circuits are attached to the stator that make it possible to have the following modes of controlling the rotation speed of the magnetic field: amplitude, phase, and amplitude-phase. The method is characterized in that the magnetic field is displayed on the outer surface of the stator. The axis of rotation of the magnetic field is combined with the longitudinal axis of symmetry of the object. The vertices of the stator teeth are turned outward and combined with the external surface of the object. The yoke and the tooth zone are interchanged. The windings are laid outside and cover the stator surface with a protective layer that has the properties of heat, electrical and waterproofing, as well as non-magnetic. When using a magnetic shunt-reflector, there is no need to get the greatest number of pole pairs, the smallest interpolar distance and make the grooves and teeth narrow, while the drag increases. Coils of poles are wound so that, after connecting an increased voltage and frequency to a power source, the magnetic field vector in the leading edge is directed from the stator to the shunt reflector. Correct the magnitude of the magnetic field strength (see f.13) in accordance with the change in the normal component of the static pressure of the medium on the body of the object, affecting the depth of the negative feedback of the power amplifiers of the power supply. All of the above also applies to claim 1. You can also adjust the speed of movement of the magnetic field by acting on the voltage level regulator (amplitude mode), on the phase-shifting device (phase mode). In this case, with an increase in the normal component of the static pressure of the medium, the magnetic field strength in the gap should increase (the voltage supplied to the control winding should increase).

Действия относительно разрядного устройства РУ и шунта-отражателя ШО, перечисленные в п.1, также относятся и к п.5. Дополнительно (общее к п.1 и п.5) необходимо изложить следующее. При наличии ШО резко возрастает перпендикулярность вектора магнитной напряженности к внешней поверхности статора. Последнее обуславливает вредности наличия зарядов перед второй полуволной магнитного поля (при смене направления векторам напряженности заряды будут прижиматься к поверхности статора). Исключают заряды путем однополупериодного выпрямления напряжения питания РУ. Ориентируют электроды РУ относительно зубцов статора так, чтобы разряд происходил в течение первой полуволны магнитного поля с некоторым опережением.The actions with respect to the switchgear of the switchgear and the shunt reflector SHO, listed in paragraph 1, also apply to paragraph 5. In addition (general to item 1 and item 5) it is necessary to state the following. In the presence of SHO, the perpendicularity of the magnetic tension vector to the external surface of the stator sharply increases. The latter causes the harmfulness of the presence of charges in front of the second half-wave magnetic field (when changing the direction of the intensity vectors, the charges will be pressed to the stator surface). Charges are excluded by half-wave rectification of the supply voltage of the switchgear. The electrodes of the switchgear are oriented relative to the stator teeth so that the discharge occurs during the first half-wave of the magnetic field with a certain lead.

Корректируют величину напряженности электрического поля между электродами в соответствии с изменением электропроводности среды. Измеряют электропроводность среды и напряжение на электродах. Сравнивают их значения с опытной зависимостью напряжения на электродах от электропроводности при постоянной и номинальной тяге (упоре). Выявляют величину и знак разницы. С учетом этого воздействуют, например, на глубину отрицательной обратной связи усилителя мощности, записывающего систему электродов РУ. При увеличении электропроводности напряжение на электродах должно уменьшаться. Перечень действий аналогичен и при корректировке от изменения нормальной составляющей статического давления среды с использованием опытной зависимости величины фазного, напряжения статора от статического давления при постоянном и номинальном значении тяги или упора.The magnitude of the electric field between the electrodes is adjusted in accordance with the change in the electrical conductivity of the medium. The conductivity of the medium and the voltage at the electrodes are measured. Their values are compared with the experimental dependence of the voltage at the electrodes on the electrical conductivity at constant and nominal traction (emphasis). Identify the magnitude and sign of the difference. With this in mind, for example, they affect the depth of the negative feedback of the power amplifier recording the system of electrodes of the switchgear. With increasing conductivity, the voltage across the electrodes should decrease. The list of actions is similar when adjusting from changes in the normal component of the static pressure of the medium using the experimental dependence of the phase, stator voltage on static pressure at a constant and nominal value of traction or stop.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на объекте-носителе устанавливают несколько ОС, РУ и ШО. Их сочетание и взаимное расположение определяется конструктивными особенностями объекта. Магнитные поля ОС могу перемещаться в противоположных направлениях.6. The method according to claim 5, characterized in that several OS, RU and SHO are installed on the carrier object. Their combination and relative position is determined by the design features of the object. OS magnetic fields can move in opposite directions.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что магнитное поле ОС перемещают по кривой, отличной от окружности, например по эллиптической. При этом кривая может быть незамкнутой, а движения магнитного поля повторяться. Электрическое поле РУ может перемещаться аналогично.7. The method according to claim 5, characterized in that the magnetic field of the OS is moved along a curve other than a circle, for example, elliptical. In this case, the curve may be open, and the movement of the magnetic field is repeated. The electric field of the switchgear can move in the same way.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что магнитное поле ОС перемещают по ограниченной прямой, повторяя это движение. Электрическое поле РУ может перемещаться аналогично. При этом магнитные поля двух смежных ОС могут перемещаться в противоположных направлениях.8. The method according to claim 5, characterized in that the magnetic field of the OS is moved along a limited line, repeating this movement. The electric field of the switchgear can move in the same way. In this case, the magnetic fields of two adjacent OSs can move in opposite directions.

9. Устройство для создания силы упора состоит из обращенного статора, ОС, разрядного устройства, РУ, и шунта-отражателя, ШО. Устройство ОС подобно устройству статора асинхронного двигателя. Имеются следующие различия: отсутствуют корпус и ротор, ярмо расположено внутри, а зубцовая зона снаружи, пазы глубокие, обмотка уложена снаружи, внешняя поверхность статора покрыта защитным слоем, ОС вмонтирован в корпус объекта так, что ось вращения магнитного поля совпадает с продольной осью симметрии объекта, вершины зубцов совпадают с внешней поверхностью объекта, фазные обмотки подключены к выходам усилителей мощности, имеющие регулируемые отрицательные обратные связи и входящие в блок питания с повышенным напряжением и частотой. Обратные связи через промежуточные узлы (реле и т.п.) связаны с переключателем, работающим как от руки оператора, так и от системы автоматического регулирования, подключенной к выходу измерителя статического давления и к выходам усилителей мощности.9. A device for creating a stop force consists of a reversed stator, an OS, a discharge device, a switchgear, and a shunt reflector, SHO. The OS device is similar to the stator device of an induction motor. There are the following differences: there is no housing and rotor, the yoke is located inside, and the tooth zone is outside, the grooves are deep, the winding is laid outside, the outer surface of the stator is covered with a protective layer, the OS is mounted in the object’s body so that the axis of rotation of the magnetic field coincides with the longitudinal axis of symmetry of the object , the tops of the teeth coincide with the external surface of the object, the phase windings are connected to the outputs of the power amplifiers having adjustable negative feedbacks and included in the power supply with increased voltage and frequency. Feedbacks through intermediate nodes (relays, etc.) are connected with a switch operating both from the operator’s hands and from an automatic control system connected to the output of the static pressure meter and to the outputs of power amplifiers.

РУ вмонтировано в корпус объекта перед статором с зазором. РУ может состоять из нескольких кольцевых систем электродов, расположенных поперек движения ПСС. Число систем равно числу фаз питания ОС. Возможна однорядовая система электродов. Между системами существует зазор. РУ может быть выполнено с помощью печатного монтажа в том числе и двухстороннего. Последовательно с электродами могут включаться сопротивления и диоды. Структура системы коррекции аналогична. Используется измеритель электропроводности среды.The switchgear is mounted in the object casing in front of the stator with a gap. RU can consist of several ring systems of electrodes located across the movement of the MSS. The number of systems is equal to the number of OS power phases. Single row electrode system possible. There is a gap between the systems. The switchgear can be made using printed wiring including double-sided. Resistors and diodes can be connected in series with the electrodes. The structure of the correction system is similar. A conductivity meter is used.

Вместо систем контактов может применяться упрощенная однорядовая схема РУ без синхронизации с работой ОС.Instead of contact systems, a simplified single-row circuit of RU can be applied without synchronization with the operation of the OS.

Над зубцовой зоной ОС и контактами РУ с зазором установлен магнитный шунт-отражатель, ШО. Он имеет обтекаемую форму (профиль авиационный трапециевидный и т.п.). ШО выполнен из ферромагнитного материала. Величина нависания над РУ частичная, над ОС полная. Указанное позволяет осуществить продольное движение ПСС в режиме разгона. Величина зазора увеличивается по мере продвижения от РУ к ОС. Угол увеличения зазора, наклона отражательной поверхности ШО определяется допустимой величиной лобового сопротивления и углом расхождения корпуса объекта. В случав нулевого значения последнего угол увеличения зазора может составлять 45 град. Это приблизительная величина. Она требует экспериментального уточнения, так как является сложной функцией многих аргументов и в том числе характером (формой) магнитного поля. Отражательная поверхность ШО имеет покрытие, защищающее от разрушения ферромагнитный материал, подвергающийся воздействию свободных зарядов и присоединенной массы.A magnetic shunt reflector, SHO, is installed above the tooth zone of the OS and the contacts of the switchgear with a gap. It has a streamlined shape (aircraft trapezoidal profile, etc.). SHO is made of ferromagnetic material. The amount of overhang over the RU is partial, over the OS is full. The above allows the longitudinal movement of the MSS in acceleration mode. The size of the gap increases as you move from the RU to the OS. The angle of increase in the gap, the inclination of the reflective surface of the SHO is determined by the allowable value of drag and the angle of divergence of the object body. In the case of a zero value of the latter, the angle of increase in the gap can be 45 degrees. This is an approximation. It requires experimental refinement, since it is a complex function of many arguments, including the nature (form) of the magnetic field. The reflective surface of the SCO has a coating that protects the ferromagnetic material from destruction, which is exposed to free charges and attached mass.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что состоит из нескольких комплектов РУ, ОС и ШО. В каждый комплект входит по одному экземпляру РУ, ОС и ШО. Количество комплектов определяется необходимой мощностью устройства. Некоторые комплекты могут быть неполными, т.е. отсутствуют РУ, или ОС, или ШО. Для обеспечения противоположного вращения магнитного поля в смежных ОС должны быть соответствующие отличия в подключении их обмоток к фазам питания. При трехфазном питании две фазы меняются местами.10. The device according to claim 9, characterized in that it consists of several sets of RU, OS and SHO. Each set includes one copy of RU, OS and SHO. The number of sets is determined by the required power of the device. Some kits may be incomplete, i.e. missing RU, or OS, or SHO. To ensure the opposite rotation of the magnetic field in adjacent OSs, there should be corresponding differences in the connection of their windings to the power phases. With three-phase power, the two phases change places.

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что у кольцевой конструкции ОС, РУ и ШО отсутствует сектор.11. The device according to claim 9, characterized in that the ring structure of the OS, RU and SHO does not have a sector.

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что поперечное сечение конструкции ОС, РУ и ШО имеет вид подобия прямоугольника.12. The device according to claim 9, characterized in that the cross section of the structure of the OS, RU and SHO looks like a rectangle.

13. Устройство для создания силы упора, включающее статор асинхронного управляемого двигателя и отличающееся следующим. ОС имеет отличительные признаки, аналогичные признакам п.9. Дополнительным отличием является наличие двух обмоток вместо трех и более. Обмотка возбуждения и обмотка управления распределены по зубцовой зоне статора и сдвинуты относительно друг друга на 90 электрических градусов. Обмотка возбуждения подключена к источнику электропитания повышенного напряжения и частоты. Обмотка управления подключена к выходу схемы управления, на вход которой подается сигнал от первичного измерителя нормальной составляющей полного давления набегающего потока. При этом схема управления подключена к указанному источнику электропитания, а ее структура определяется выбранным режимом управления.13. A device for creating a stop force, including a stator of an asynchronous controlled motor and characterized by the following. OS has distinctive features similar to those of clause 9. An additional difference is the presence of two windings instead of three or more. The field winding and the control winding are distributed over the stator tooth zone and are shifted by 90 electrical degrees relative to each other. The field winding is connected to a power source of increased voltage and frequency. The control winding is connected to the output of the control circuit, to the input of which a signal is supplied from the primary meter of the normal component of the total free-stream pressure. The control circuit is connected to the specified power source, and its structure is determined by the selected control mode.

РУ имеет отличительные признаки (конструктивные особенности), аналогичные признакам п.9. Дополнительным отличием является наличие двух систем (двух фаз). При синхронной работе ОС и РУ система контактов, обеспечивающая свободными зарядами пространство обмотки возбуждения, подключается к источнику электропитания повышенного напряжения и частоты. Система контактов электродов РУ, обеспечивающих свободными зарядами пространство обмотки управления, подключается к выходу схемы управления. При этом этот канал питания может иметь коэффициент передачи по напряжению, отличный от питания обмотки управления. Возможна постановка в каналы питания РУ регулятора коэффициента передачи по напряжению в зависимости от электропроводности среды. Регулирование может быть как ручным, так и автоматическим. В последнем случае используется система автоматического регулирования, работающая от первичного измерителя электропроводности.RU has distinctive features (design features) similar to those of clause 9. An additional difference is the presence of two systems (two phases). In the synchronous operation of the OS and the RU, the contact system, which provides the free space for the field winding, is connected to a power source of increased voltage and frequency. The contact system of the electrodes of the switchgear providing free charges to the space of the control winding is connected to the output of the control circuit. However, this power channel may have a voltage transfer coefficient different from the power supply to the control winding. It is possible to set the voltage transfer regulator into the power supply channels of the RU depending on the electrical conductivity of the medium. Regulation can be either manual or automatic. In the latter case, an automatic control system is used, operating from a primary conductivity meter.

ШО имеет отличительные признаки, аналогичные п.9.SHO has distinctive features similar to paragraph 9.

14. Устройство по п.13 имеет отличия, аналогичные п.10.14. The device according to item 13 has differences similar to item 10.

15. Устройство по п.13 имеет отличия, аналогичные п.11.15. The device according to item 13 has differences similar to item 11.

16. Устройство по п.13 имеет отличия, аналогичные п.12. Вместо термина обращенный статор, ОС, введем термин развернутый статор, PC. В этом случае магнитное поле не вращается, а перемещается.16. The device according to item 13 has differences similar to item 12. Instead of the term reversed stator, OS, we introduce the term expanded stator, PC. In this case, the magnetic field does not rotate, but moves.

На фиг.1а упрощенно представлена схема РУ для кругового ОС, использующего амплитудный режим управлениям. ОС имеет 4 пары полюсов и 2 паза на полюс и фазу. ОС максимально упрощен, что способствует пониманию принципа работы РУ. Контакты имеют обозначения: 1, 2 и 0. Фазосдвигающее устройство, ФСУ (3), состоит из конденсатора, включенного последовательно в цепь питания регулятора, R. Последним может быть усилитель мощности, на вход которого подается напряжение от ФСУ, а с выхода снимается напряжение для РУ. Передаточный коэффициент усилителя изменяется путем изменения величины смещения на входе. Последнее осуществляется выходным сигналом от измерителя нормальной составляющей статического давления среды.On figa simplified diagram of the RU for a circular OS using the amplitude control mode. The OS has 4 pairs of poles and 2 grooves per pole and phase. The OS is maximally simplified, which contributes to an understanding of the operating principle of RU. The contacts are designated: 1, 2, and 0. The phase-shifting device, FSU (3), consists of a capacitor connected in series to the regulator’s power supply circuit, R. The last one can be a power amplifier, the input of which is supplied with voltage from the FSU, and the voltage is removed from the output for RU. The gain of the amplifier changes by changing the amount of bias at the input. The latter is carried out by the output signal from the meter of the normal component of the static pressure of the medium.

На фиг.1б упрощенно представлена схема РУ для PC, работающего на аналогичном режиме. Сравнивая схемы, можно заключить, что у PC РУ имеет меньшую площадь поверхности, охваченную разрядами. Имеет место неравномерность в обработке пограничного слоя разрядами и в загруженности электродов. При реализации режимов регулирования ОС, PC и РУ следует использовать тиристоры и схемы управления ими (7, с.155-158).On figb simplified diagram of the RU for a PC operating in a similar mode. Comparing the schemes, we can conclude that PC RU has a smaller surface area covered by discharges. There is unevenness in the processing of the boundary layer by discharges and in the load of electrodes. When implementing control modes for OS, PC, and RU, thyristors and their control circuits should be used (7, p. 155-158).

На фиг.2а представлена упрощенная конструкция кругового устройства для создания силы упора. При этом принято: угол расхождения носовой части объекта равен нулю и используется один комплект ОС, 1, РУ, 2, ШО, 3.On figa presents a simplified design of a circular device for creating a stop force. In this case, it is accepted: the divergence angle of the bow of the object is zero and one set of OS, 1, RU, 2, SHO, 3 is used.

На фиг.2б представлена упрощенная конструкция развернутого в линейку устройства для создания силы упора. При этом принято, что используется один комплект РС, 4, РУ, 5 и ШО, 6.On figb presents a simplified design deployed in a line of devices for creating a stop force. Moreover, it is assumed that one set of RS, 4, RU, 5 and SHO, 6 is used.

В обоих случаях в РУ используется две системы контактов и управляемый режим работы ОС и PC.In both cases, the RU uses two contact systems and a controlled operating mode of the OS and PC.

Изложенная система создания силы упора является основой нового движителя, обладающего наибольшим КПД и надежностью (нет движущихся механических деталей). Такой движитель способен работать в воде, в воздухе и в безвоздушном пространстве. Для работы движителя необходимо следующее: электроэнергия, знание о величине электропроводности среды и знание о величине нормальной составляющей полного давления среды на корпус объекта. Перечисленное определяет необходимость наличия вспомогательных систем.The stated system of creating the stop force is the basis of the new propulsion device, which has the greatest efficiency and reliability (there are no moving mechanical parts). Such a mover is able to work in water, in air and in airless space. For the propulsion to work, the following is required: electricity, knowledge of the magnitude of the electrical conductivity of the medium and knowledge of the magnitude of the normal component of the total pressure of the medium on the body of the object. The above determines the need for auxiliary systems.

Система электропитания может состоять из солнечных батарей, заряжающих аккумуляторные батареи, электронного многофазного генератора и усилителей мощности. В некоторых случаях возможно использование аккумуляторных батарей, питающих двигатель постоянного тока, нагруженного синхронным трехфазным генератором.The power supply system may consist of solar panels charging batteries, an electronic multiphase generator, and power amplifiers. In some cases, it is possible to use batteries supplying a direct current motor loaded with a synchronous three-phase generator.

Система измерения электропроводности среды может включать датчик, усилительно-преобразовательный блок и индикатор (указатель). Например, для измерения электропроводности морской воды возможно использование двухэлектродного платинового датчика, включенного в мостовую схему.The system for measuring the electrical conductivity of the medium may include a sensor, an amplifier-conversion unit and an indicator (pointer). For example, to measure the electrical conductivity of sea water, it is possible to use a two-electrode platinum sensor included in the bridge circuit.

Система измерения давления среды может включать датчик, усилительно-преобразовательный блок и индикатор. Датчик может быть мембранного типа.The medium pressure measuring system may include a sensor, an amplifier-conversion unit, and an indicator. The sensor may be a membrane type.

С помощью двух измерительных систем и специальных таблиц оператор в ручном режиме может установить необходимое напряжение на электродах РУ и необходимую скорость перемещения магнитного поля ОС или PC и электрического поля РУ. При этом учитывается выбранный режим регулирования скорости.Using two measuring systems and special tables, the operator in manual mode can set the required voltage on the electrodes of the switchgear and the necessary speed of movement of the magnetic field of the OS or PC and the electric field of the switchgear. This takes into account the selected speed control mode.

Возможен режим автоматического изменения как напряжения на электродах РУ, так и скорости перемещения полей ОС, PC и РУ.It is possible to automatically change both the voltage at the electrodes of the switchgear and the speed of movement of the fields OS, PC and switchgear.

Источники информацииInformation sources

1. Ермолин Н.П. Электрические машины малой мощности. - М.: Высшая школа, 1967.1. Ermolin N.P. Electric machines of low power. - M.: Higher School, 1967.

2. Хрущев В.В. Электрические микромашины переменного тока для устройств автоматики. - Л.: Энергия, 1969.2. Khrushchev V.V. Electric AC micromachines for automation devices. - L .: Energy, 1969.

3. Коварский Е.М., Янко Ю.И. Испытания электрических машин - М.: Энергоатомиздат, 1990.3. Kovarsky EM, Yanko Yu.I. Tests of electrical machines - M .: Energoatomizdat, 1990.

4. Нейман Л.Р., Калантаров П.Д. Теоретические основы электротехники. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1959.4. Neumann L.R., Kalantarov P.D. Theoretical foundations of electrical engineering. - M. - L .: Gosenergoizdat, 1959.

5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - М.: Госиздат, Физико-математическая литература, 1963.5. Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Handbook of Physics. - M.: State Publishing House, Physics and Mathematics, 1963.

6. Карякин Н.И. и др. Краткий справочник по физике. - М.: Высшая школа 1963.6. Karyakin N.I. and others. A brief guide to physics. - M.: High School 1963.

7. Казьмерковский М., Вуйцак А. Схемы управления и измерения в промышленной электронике. - М.: Энергоатомиздат, 1983.7. Kazmerkovsky M., Vuytsak A. Control and measurement schemes in industrial electronics. - M .: Energoatomizdat, 1983.

Claims

1. A method of creating a stop force, including obtaining a magnetic field moving at a constant speed using a multiphase electromagnetic system having equal phase voltages, an equal and constant phase shift between them, characterized in that the magnetic field is brought to the outer surface of the stator, the vertices are aligned stator teeth with the outer surface of the object, the winding is laid in grooves from the outside, the outer surface of the stator is covered with a protective layer, a discharge device (RU) is placed in front of the facing stator (OS) so, h Both the tops of its electrodes went to the external surface of the object and there was a gap between them, they collect the RU from the electrode systems, arrange the electrodes so that the discharge between them occurs in front of the leading edge of the magnetic field, choose the number of RU electrode systems equal to the number of OS phases over the tooth zone The OS and the RU electrodes with a gap establish a magnetic shunt reflector (SHO), make it streamlined with a sloped inner surface with an increase in the gap with distance from the RU, connect the OS and RU to a multiphase source feeding high voltage and frequency, create in the gap between the OS and the SHO the magnetic field of the required value, directing it from the OS to the SHO in the leading edge of the magnetic field, create the electrical field of the required magnitude between the electrodes of the RU, and produce an electric discharge in the boundary layer of the medium in front of the leading edge of the magnetic fields, accelerate the magnetic field of the OS and the electric field of the switchgear to the required speed, saturate the boundary layer of the medium with free electric charges, move them and the attached mass Reda OS surface to the reflecting surface for SHO nominal abutment measured pressure and the electrical conductivity of the medium, the phase voltages and the OS RU, compare them with the necessary values and change the voltage mismatch.

2. The method according to claim 1, characterized in that several OS, RU and SHO are installed on the object, while the magnetic fields can move in opposite directions.

3. The method according to claim 1, characterized in that the stator magnetic field is moved along an open curve, repeating this movement, the electric field of the discharge device moves similarly.

4. The method according to claim 1, characterized in that the magnetic field of the stator is moved along a limited line, repeating this movement, the electric field of the discharge device moves in the same way.

5. A method for creating a stop force, including obtaining a magnetic field moving at a variable speed using a two-phase electromagnetic system having an excitation winding and a control winding distributed over the stator and shifted relative to each other by 90 electrical degrees, while control circuits are attached to the stator allowing you to have speed control modes: amplitude, phase and amplitude-phase, characterized in that the magnetic field is displayed on the outer surface of the stator, the vertices of the tooth are combined the stator with the outer surface of the object, the winding is laid in grooves from the outside, the outer surface of the stator is covered with a protective layer, a discharge device (RU) is placed in front of the facing stator (OS) so that the tops of its electrodes extend onto the external surface of the object and there is a gap between the OS and the RU, they collect RU from electrode systems, arrange electrodes so that a discharge between them occurs in front of the leading edge of the magnetic field, make the number of RU electrode systems equal to the number of OS phases, leaving gaps between them, while but the use of the switchgear with one electrode system synchronizes the movement of the electric field of the switchgear and the magnetic field of the OS, a magnetic shunt reflector is installed over the tooth zone of the OS and the electrodes of the switchgear with a gap, it is streamlined with a sloped inner surface with increasing gap as the distance from the switchgear increases, they connect the OS and switchgear to the power source of increased voltage and frequency, using the control circuit of the corresponding mode of controlling the speed of movement of the magnetic field, create a magnet in the gap between the OS and SHO the necessary intensity, directing it from the OS to the SHO in the leading edge of the magnetic field, creates electric tension between the RU electrodes in accordance with the level of the medium’s conductivity, produces an electric discharge in the boundary layer of the medium in front of the leading edge of the magnetic field, accelerates the magnetic field of the OS and the electric field RU to the required speed, saturate the boundary layer of the medium with free electric charges, moving them and the attached mass of the medium from the surface of the OS to the reflecting surface of the SC, with giving force of the stop, stop for a nominal measure the pressure and the electrical conductivity of the medium, the phase voltages and operating RU, compare their values with the necessary voltage and change if necessary.

6. The method according to claim 5, characterized in that several OS, RU and SHO are installed on the object, while the magnetic fields can move in opposite directions.

7. The method according to claim 5, characterized in that the stator magnetic field is moved along an open curve, repeating this movement; the electric field of the discharge device is moved similarly.

8. The method according to claim 5, characterized in that the stator magnetic field is moved along a limited line, repeating this movement; the electric field of the discharge device is moved similarly.

9. A device for creating a stop force, including a stator of an asynchronous multiphase motor, characterized in that the yoke is located inside and the tooth zone is located on the outside of the stator, while the tips of the teeth are facing outward, the windings are laid in grooves from the outside, the outer surface of the stator is covered with a protective layer , the stator is mounted in the body of the object so that the tips of the teeth are in contact with the boundary layer of the medium, a discharge device is mounted in the body of the object, consisting of ring systems of electrodes located across of the boundary layer and exit to it, the number of systems can equal the number of phases, there is a gap between the stator and the discharge device, as well as between the electrode systems, the electrodes connected to one phase of the power supply are located opposite the teeth entering the magnetic system of this phase, the electrodes between which discharge occurs, are connected to one phase of the power supply unit, consisting of a generator, phase-shifting devices (FSU) and adjustable power amplifiers, possibly a single-row switchgear, powered from one phase of the power source, above the tooth zone of the OS and partially above the switchgear electrodes with a gap there is a streamlined magnetic shunt reflector having a beveled surface facing the stator, the phase windings of the switchgear and the electrode systems of the switchgear are connected to the outputs of the power amplifiers connected to the output of the FSU of the power supply.

10. The device according to claim 9, characterized in that it consists of several inverted stators, discharge devices and magnetic shunts-reflectors, while in accordance with the dimensions of the carrier object, their sizes, power, number of pairs of stator poles can be different, and magnetic fields move in the opposite direction.

11. The device according to claim 9, characterized in that the cross section of the stator magnetic circuit, the discharge device and the magnetic shunt reflector has the form of a rectangle.

12. A device for creating a stop force, including a stator of a controlled asynchronous motor, characterized in that the yoke is located inside, and the tooth zone on the outside of the OS, the outer surface of the OS is covered with a protective layer having the properties of thermal, hydro, electrical insulation, as well as non-magnetic , the stator is mounted so that the tips of the teeth are in contact with the boundary layer of the medium, a discharge device is mounted in front of the stator in the body of the object, consisting of electrode systems located across the incoming flow and going to a limited layer, the number of systems is equal to the number of phases, there are gaps between the stator and the discharge device, as well as between electrode systems, electrodes connected to one phase are located opposite the teeth entering the magnetic system of this phase, resistances, electrodes can be connected in series with the electrodes, a discharge occurs between which are connected to one phase of the power supply, possibly a single-row switchgear, powered from one phase of the power supply unit, a magnetic shunt-reflector is located above the tooth zone of the OS and the electrodes of the switchgear l streamlined shape having a tapered surface facing the stator, running the excitation winding is connected to a power source, the OS control winding is connected to the output of a speed regulating control circuit moving magnetic field, circuit structure is determined by the selected control mode.

13. The device according to p. 12, characterized in that it consists of several inverted stators, discharge devices and magnetic shunts-reflectors, while in accordance with the dimensions of the carrier object, their sizes, power, the number of pairs of stator poles can be different, and magnetic fields move in opposite directions.

14. The device according to item 13, wherein the cross-section of the stator magnetic circuit, the discharge device and the magnetic shunt reflector has the form of a rectangle.