RU2668233C1 - Method of producing force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges - Google Patents

Method of producing force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges Download PDF

Info

Publication number
RU2668233C1
RU2668233C1 RU2017130701A RU2017130701A RU2668233C1 RU 2668233 C1 RU2668233 C1 RU 2668233C1 RU 2017130701 A RU2017130701 A RU 2017130701A RU 2017130701 A RU2017130701 A RU 2017130701A RU 2668233 C1 RU2668233 C1 RU 2668233C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
rods
plates
windings
moving
Prior art date
Application number
RU2017130701A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Фортов
Николай Владимирович Фортов
Original Assignee
Владимир Викторович Фортов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Викторович Фортов filed Critical Владимир Викторович Фортов
Priority to RU2017130701A priority Critical patent/RU2668233C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2668233C1 publication Critical patent/RU2668233C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

FIELD: motors and pumps.SUBSTANCE: invention relates to the field of engine building and can be used in the exploration of outer space. Device makes it possible to obtain a force acting in a given direction, which can be used to control the trajectory of a spacecraft with the help of electrical energy produced by solar batteries. It provides the electromagnetic interaction of the windings of the conductor on the ring cores, consisting of two electrically insulated sections of different lengths, with moving diluted charged plates of flat electric capacitors from each other. In smaller lengths of these sections, the currents are switched on and off depending on the direction of the force acting on the turns of the windings during the rotation of the rods with the indicated plates. These plates, electrically insulated and diluted from each other after charging the capacitors, are located in the process of interaction at the ends of the rods rotating around the axis, located on the spacecraft. During the rotation of the rods, the windings of the windings fixed on the spacecraft are located between the moving plates in the area of their magnetic field of greatest tension.EFFECT: invention can be used for control of trajectory of a spacecraft with the help of electrical energy, produced, for example, by solar batteries.1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано при освоении космического пространства.The invention relates to the field of engine building and can be used in space exploration.

Как известно в настоящее время для управления космическими аппаратами (КА) в безвоздушном пространстве в основном используются двигатели, создающие необходимые для этого движущие силы посредством выброса рабочего тела. Однако пополнение запаса этого тела на аппарате, прежде всего в ходе длительного полета, стоит очень дорого, а иногда и неосуществимо, что сильно ограничивает маневренные возможности аппарата. Поэтому целесообразно искать новые способы и средства управления КА, не имеющие этого недостатка, например, способы и средства на основе получения движущей силы, действующей в заданном направлении, путем организации взаимодействия движущихся электрических зарядов, генерируемых, в частности, имеющейся на КА солнечной батареей.As is currently known, for controlling spacecraft (SC) in airless space, engines are mainly used that create the necessary driving forces for this by ejecting the working fluid. However, replenishment of the supply of this body on the device, especially during a long flight, is very expensive, and sometimes impracticable, which greatly limits the maneuverability of the device. Therefore, it is advisable to look for new methods and means of controlling the spacecraft that do not have this drawback, for example, methods and means based on obtaining a driving force acting in a given direction by organizing the interaction of moving electric charges generated, in particular, by the solar battery on the spacecraft.

Такой способ приводится в материалах изобретения автора «Способ получения импульса силы, действующей в заданном направлении, путем организации взаимодействия движущихся электрических зарядов» [патент Российской Федерации RU 2579764 C1]. В этих материалах рассматривается взаимодействие движущихся заряженных обкладок плоского конденсатора с практически не имеющим внешнего магнитного поля электрическим тороидом с постоянным током, результате которого на его витках возникает неравная нулю сила Ампера. Здесь указанные обкладки электрически изолируются после зарядки конденсатора, разводятся друг от друга на некоторое расстояние и движутся по окружности вблизи тороида.This method is given in the materials of the author’s invention “A method of obtaining a force impulse acting in a given direction by organizing the interaction of moving electric charges” [patent of the Russian Federation RU 2579764 C1]. These materials consider the interaction of moving charged plates of a flat capacitor with a direct current electric toroid with virtually no external magnetic field, as a result of which an Ampere force non-zero appears on its turns. Here, these plates are electrically isolated after charging the capacitor, are separated from each other by a certain distance and move around a circle near the toroid.

С целью обеспечения действия одной из проекций этой силы на оси трехмерной системы координат, связанной с КА, в заданном направлении, в этих тороидах циклически меняется направление токов в моменты, когда эта проекция меняет свое направление. В итоге указанная сила может быть использована для управления КА.In order to ensure the action of one of the projections of this force on the axis of the three-dimensional coordinate system associated with the spacecraft in a given direction, the direction of currents cyclically changes in these toroids at the moments when this projection changes its direction. As a result, the indicated force can be used to control the spacecraft.

В основе этого способа лежат следующие положения существующей теории электромагнетизма и результаты исследований автора, проведенных в соответствии с этой теорией и использованных при разработке материалов указанного патента:The basis of this method is the following provisions of the existing theory of electromagnetism and the results of research by the author, carried out in accordance with this theory and used in the development of materials of this patent:

- намотка проводника с постоянным током на кольцевой сердечник (электрический тороид), практически, не имеет внешнего магнитного поля [И.В. Савельев. Курс общей физики, т. 2, М, 1964, стр. 110], следовательно, она (он) не оказывает действия на движущиеся рядом заряды;- winding of a conductor with direct current on an annular core (electric toroid), practically, does not have an external magnetic field [I.V. Savelyev. The course of general physics, vol. 2, M, 1964, p. 110], therefore, she (he) does not affect the charges moving nearby;

- на обкладках заряженных электрических конденсаторов находятся разноименные электрические заряды [И.В. Савельев. Курс общей физики, т. 2, М, 1964, стр. 71]. Тогда, если после зарядки конденсатора эти обкладки электрически изолировать друг от друга и развести на какое-то расстояние друг от друга, то в условиях космического пространства заряды будут находиться на них более длительное время, чем в земных условиях;- on the plates of charged electric capacitors are unlike electric charges [I.V. Savelyev. The course of general physics, vol. 2, M, 1964, p. 71]. Then, if after charging the capacitor, these plates are electrically isolated from each other and parted at some distance from each other, then in outer space the charges will be on them for a longer time than in terrestrial conditions;

- движущееся заряженное тело является источником магнитного поля [И.В. Савельев. Курс общей физики, т. 2, М, 1964, стр. 99]. В соответствии с этим при движении заряженных обкладок конденсатора возникнет магнитное поле;- a moving charged body is a source of a magnetic field [I.V. Savelyev. The course of general physics, vol. 2, M, 1964, p. 99]. In accordance with this, when the charged plates of the capacitor move, a magnetic field will arise;

- сила, возникающая на витках тороида в процессе электромагнитного взаимодействия с ним движущихся заряженных обкладок, не имеющих на своих поверхностях вихревых токов и движущихся по замкнутой траектории, имеет различные величину и направление в зависимости от их расположения относительно друг друга. Здесь почти во все время их движения по траектории, достаточно близкой к тороиду, эта сила не равна нулю, за исключением моментов перемены ее направления [Материалы патента RU 2579764 C1, статья «Исследования способов расширения маневренных возможностей космических аппаратов. Ж. Космонавтика и ракетостроение, ЦНИИмаш, №3, 2016 г, стр. 28-35];- the force arising on the turns of the toroid in the process of electromagnetic interaction with it of moving charged plates that do not have eddy currents on their surfaces and move along a closed path, has a different magnitude and direction depending on their location relative to each other. Here, almost all the time they move along a trajectory close enough to the toroid, this force is not equal to zero, except for the moments of a change in its direction [Materials of patent RU 2579764 C1, article “Research on ways to expand the maneuverability of spacecraft. J. Cosmonautics and rocket science, TsNIImash, No. 3, 2016, pp. 28-35];

- зависимость указанной силы по времени определяются скоростью движения обкладок, которая при использовании любого технического устройства во много раз меньше, чем скорость распространения магнитного поля по проводнику электрического контура с током при его включении.- the dependence of the indicated force on time is determined by the speed of movement of the plates, which when using any technical device is many times less than the speed of propagation of a magnetic field along a conductor of an electric circuit with current when it is turned on.

Последние два обстоятельства имеют определяющее значение в деле получения искомой силы. Они дают время для обеспечения действия силы, возникающей на намотке тороида, в заданном направлении путем изменения состояния физической системы, в которой происходит указанное взаимодействие, с помощью своевременного изменения тока в части или во всей намотке тороида.The last two circumstances are crucial in obtaining the desired force. They give time to ensure the action of the force arising on the winding of the toroid in a given direction by changing the state of the physical system in which this interaction occurs, by timely changing the current in part or in the entire winding of the toroid.

При этом под заданном направлением понимается направление, необходимое для перемещения КА по нужной траектории полета. Под своевременным изменением тока в тороиде понимается его изменение в те моменты времени, когда какая-либо одна из проекций этой силы на выбранную ось трехмерной системы координат, связанной с КА, меняет свое направление на направление, противоположное заданному.In this case, a given direction is understood as the direction necessary for moving the spacecraft along the desired flight path. By a timely change in the current in a toroid is meant its change at those times when any one of the projections of this force onto the selected axis of the three-dimensional coordinate system associated with the spacecraft changes its direction in the direction opposite to the given one.

Здесь следует отметить существенный недостаток способа обеспечения действия в заданном направлении этой проекции силы, использованного в материалах указанного патента, заключающегося в своевременном изменении направления тока во всей намотке тороида. В этом случае при большом количестве витков намотки использование в ней переменного тока, приводит, в частности, к появлению большого индуктивного сопротивления. Это обуславливает уменьшение величины тока в тороиде и, соответственно, к снижению возникающих в процессе взаимодействия сил по сравнению со случаем использования постоянного тока, тем более, в состоянии сверхпроводимости, возможном в безвоздушном пространстве при условии экранировании тороида от нагрева солнечной радиацией.It should be noted a significant drawback of the method of ensuring the action in the given direction of this projection of the force used in the materials of this patent, which consists in the timely change of the direction of the current in the entire winding of the toroid. In this case, with a large number of winding turns, the use of alternating current in it leads, in particular, to the appearance of a large inductive resistance. This leads to a decrease in the current in the toroid and, accordingly, to a decrease in the forces arising during the interaction as compared to the case of using direct current, especially in the state of superconductivity, which is possible in airless space provided that the toroid is screened from heating by solar radiation.

Поэтому ниже предлагается устройство для получения силы, действующей в заданном направлении, путем организации взаимодействия движущихся электрических зарядов, свободное от этого недостатка, также основанное на указанных выше положениях.Therefore, below is a device for obtaining a force acting in a given direction by organizing the interaction of moving electric charges, free from this drawback, also based on the above provisions.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На рисунке 1 изображена одна часть из парного количества аналогичных частей предлагаемого устройства, обеспечивающего указанный вариант взаимодействия электрического тороида и движущихся заряженных обкладок плоского электрического конденсатора, изображенная в момент его зарядки.Figure 1 shows one part of a pair of similar parts of the proposed device, providing the specified option for the interaction of the electric toroid and moving charged plates of a flat electric capacitor, depicted at the time of charging.

На рисунке 2 показана эта часть устройства в процессе его работы после зарядки конденсатора.Figure 2 shows this part of the device during its operation after charging the capacitor.

На рисунке 3 схематично показано все устройство, состоящее из двух аналогичных частей, расположенных на ферме, прикрепленной к КА, в проекции на плоскость ХОУ трехмерной системы координат, связанной с КА.Figure 3 schematically shows the entire device, consisting of two similar parts located on a truss attached to the spacecraft, in projection on the plane of the HOU of the three-dimensional coordinate system associated with the spacecraft.

На рисунке 4 приведена качественная, т.е. без указания ее величин, зависимость приходящей на корпус КА от одного тороида проекции силы, возникающей на тороиде, на ось ОУ, Ру, изменяющейся по углу поворота стержней с обкладками β.Figure 4 shows the qualitative, i.e. without specifying its values, the dependence of the projection of the force arising on the toroid on the spacecraft’s hull on the toroid on the axis of the op-amp, Ru, varying in the angle of rotation of the rods with plates β.

На рисунке 5 изображена намотка проводника тороида на кольцевой сердечник из диамагнетика, состоящая из двух электрически изолированных друг от друга и различных по длине участков ABC и СА.Figure 5 shows the winding of a toroid conductor on a diamagnet ring core consisting of two sections ABC and CA electrically isolated from each other and different in length.

На рисунке 6 показана итоговая зависимость суммарной силы РуΣ от двух частей предлагаемого устройства, приходящей на КА и изменяющейся по углу поворота стержней с обкладками β получаемая при использовании описываемого ниже способа обеспечения действия в заданном направлении проекции силы, возникающей на витках тороида, на ось ОУ.Figure 6 shows the final dependence of the total force Ru Σ on two parts of the proposed device, arriving at the spacecraft and varying in the angle of rotation of the rods with plates β obtained by using the method described below to ensure the projection of the force arising on the turns of the toroid on the axis of the OS .

Итак, на рисунке 1 показаны стержни 1, с возможностью вращения вокруг оси 2, расположенной на ферме 3 корпуса космического аппарата, которая для удобства изображения показана выделенной серым цветом на рисунке 3. На этих стержнях находится плоский электрический конденсатор с обкладками 4, которые показаны в положении зарядки от солнечных батарей. Эти обкладки расположены параллельно плоскости вращения стержней 1 вокруг оси 2, проходящей по оси OZ трехмерной системы координат, связанной с космическим аппаратом.So, Figure 1 shows the rods 1, with the possibility of rotation around the axis 2, located on the truss 3 of the spacecraft’s hull, which is shown in gray for the convenience of the image in figure 3. These rods have a flat electric capacitor with plates 4, which are shown in position of charging from solar panels. These plates are located parallel to the plane of rotation of the rods 1 around the axis 2, passing along the OZ axis of the three-dimensional coordinate system associated with the spacecraft.

Расположение разноименных зарядов на обкладках, накапливаемых в процессе зарядки конденсатора, показано кружочками с соответствующими знаками внутри. Там же показан электрический тороид 5 с постоянным током, расположенный на ферме 3, с центром, совпадающим с центром вращения стержней 1. Обкладки 4, которые представляют собой незамкнутые проводники 6 малой толщины, выложенные на плоские диэлектрические основы 7. Цифрой 8 обозначены проводники, соединяющие проводники 6 с солнечными батареями в момент зарядки. Цифрой 9 обозначены крепления тороида к ферме 3. Там же изображен фрагмент экрана 10, защищающего намотку тороида от нагрева солнечной радиацией, выполненного, в частности, в виде кольцевого канала и закрепленного на ферме 3, как и тороид, с помощью креплений 9. Этот экран может быть любой другой формы.The location of opposite charges on the plates accumulated during charging of the capacitor is shown by circles with corresponding signs inside. It also shows an electric toroid 5 with direct current located on the truss 3, with the center coinciding with the center of rotation of the rods 1. The plates 4, which are open conductors 6 of small thickness, laid on a flat dielectric base 7. The number 8 denotes the conductors connecting conductors 6 with solar panels at the time of charging. The number 9 denotes the fastening of the toroid to the truss 3. The fragment of the screen 10, which protects the winding of the toroid from heating by solar radiation, is made there, made, in particular, in the form of an annular channel and mounted on the truss 3, like the toroid, using fasteners 9. This screen can be any other form.

На рисунке 2 показана схема части устройства в процессе вращения стержней 1 после зарядки конденсатора. На ней видно, что заряженные обкладки изолированы друг от друга и разведены по краям стержней 1, обеспечивая тем самым нахождение тороида между движущихся обкладок в области их магнитного поля наибольшей напряженности. Также на рисунке 2 показаны пунктирными линиями со стрелками отдельные расчетные линии магнитной индукции поля обкладок В, полученные в соответствии с «правилом буравчика». При этом показаны направления вращения стержней 1 с угловой скоростью ω и угла их поворота β.Figure 2 shows a diagram of a part of the device during the rotation of the rods 1 after charging the capacitor. It can be seen that the charged plates are isolated from each other and separated along the edges of the rods 1, thereby providing a toroid between moving plates in the region of their magnetic field of greatest intensity. Also, Figure 2 shows the dashed lines with arrows, the individual calculated lines of the magnetic induction of the field of plates B, obtained in accordance with the "rule of the drill." In this case, the directions of rotation of the rods 1 with an angular velocity ω and their rotation angle β are shown.

Для расчета магнитного поля движущихся обкладок в каждом положении стержней использовалась компьютерная программа, кратко изложенная в статье [Фортов В.В. Некоторые особенности электромагнитного взаимодействия электрических контуров с током. Электричество, 2005, №6, стр. 54-58]. Это поле рассчитывалось как поле находящихся на обкладках в заданном положении их траектории участков (отрезков) проводника с током, состоящих, в свою очередь, из ряда элементарных участков, расположенных по окружностям с центрами, совпадающими с центром вращения стержней. Величина тока в каждом отрезке определялась как отношение величины заряда на нем, найденного с помощью известной формулы для заряда плоского конденсатора, ко времени перемещения отрезка на расстояние, равного его длине.To calculate the magnetic field of the moving plates in each position of the rods, a computer program was used, briefly described in the article [V. Fortov Some features of the electromagnetic interaction of electrical circuits with current. Electricity, 2005, No. 6, pp. 54-58]. This field was calculated as the field of sections of the conductor with current located on the plates in a predetermined position, consisting, in turn, of a number of elementary sections located in circles with centers coinciding with the center of rotation of the rods. The magnitude of the current in each segment was determined as the ratio of the magnitude of the charge on it, found using the well-known formula for the charge of a flat capacitor, to the time the segment moves over a distance equal to its length.

Все это позволило рассчитывать магнитное поле указанных обкладок и силы, возникающие на витках тороида, с учетом того факта, что структура поля движущихся отрезков проводника с зарядами отличается от структуры поля обычного замкнутого электрического контура.All this made it possible to calculate the magnetic field of these plates and the forces arising on the turns of the toroid, taking into account the fact that the field structure of moving segments of the conductor with charges differs from the field structure of a conventional closed electric circuit.

Было принято, что в данном случае нужным направлением движения КА и, соответственно, заданным направлением действия суммарной силы, возникающей на витках тороида, является направление оси ОУ.It was assumed that in this case, the desired direction of motion of the spacecraft and, accordingly, the given direction of action of the total force arising on the turns of the toroid, is the direction of the axis of the OS.

Итак, на рисунке 3 изображена полученная в результате расчетов картина проекций на плоскость ХОУ сил, возникающих на каждом тороиде, направленных перпендикулярно стержням 1 в каждый момент их движения и передаваемых на корпус КА, Рху, условно приложенных к центрам тороидов, а также проекция суммарной силы, приходящей на корпус КА от двух тороидов на ось ОУ, РуΣ. При этом на нем указаны направления синхронного вращения стержней с заряженными обкладками в противоположных направлениях.So, Figure 3 shows the resulting picture of the projections onto the plane of the CWD of the forces arising on each toroid, directed perpendicular to the rods 1 at each moment of their movement and transferred to the spacecraft body, Рху, conditionally applied to the centers of the toroids, as well as the projection of the total force coming to the spacecraft hull from two toroids to the axis of the op-amp, Ru Σ . At the same time, it indicates the directions of synchronous rotation of the rods with charged plates in opposite directions.

Отсюда видно, что в этом устройстве воздействие на КА двух одинаковых противоположно направленных проекций сил на ось ОХ Рх равно нулю. Что касается силы Pz, то при одинаковых расстояниях обкладок от тороида по оси OZ эта сила равна нулю.This shows that in this device the effect on the spacecraft of two identical oppositely directed projections of forces on the axis OX Px is zero. As for the force Pz, at equal distances of the plates from the toroid along the OZ axis, this force is zero.

На рисунке 4 показан характер силы Ру, приходящей на корпус КА от одного тороида через крепления 9 и ферму 3, определяющийся в соответствии с «правилом левой руки» направлениями линий магнитной индукции полей движущихся обкладок и токов в витках намотки тороида, ближайших к области максимальной напряженности этих полей.Figure 4 shows the nature of the force Ru coming to the spacecraft from one toroid through fasteners 9 and truss 3, which is determined in accordance with the “left hand rule” with the directions of the magnetic induction lines of the fields of the moving plates and currents in the winding coils of the toroid closest to the region of maximum tension these fields.

Здесь возникает проблема обеспечения действия силы Ру только в заданном направлении, т.е. в направлении оси ОУ. Способ решения этой проблемы, отличный от способа применения переменного тока во всей намотке тороида, описывается ниже.Here the problem arises of ensuring the action of the force Ru only in a given direction, i.e. in the direction of the axis of the OS. A method of solving this problem, different from the method of applying alternating current in the entire winding of the toroid, is described below.

Этот способ заключается в следующем.This method is as follows.

Намотка проводника тороида на кольцевой сердечник из диамагнетика, состоящая из двух электрически изолированных друг от друга и различных по длине участков ABC и СА, выполняется в два слоя (см. рис. 5). Первый больший по длине участок вначале наматывается от точки А через точку В до точки С, затем обратно. При этом ток в обоих слоях намотки идет по окружностям витков в одном направлении. Таким же образом наматывается меньший по длине участок СА, т.е. вначале от точки С до точки А, затем обратно. На рисунке 5 также показаны фрагменты подводящих ток проводников намоток с указанием направлений токов в них стрелками.The winding of the toroid conductor on a ring core made of diamagnet, consisting of two sections ABC and CA electrically isolated from each other and different in length, is performed in two layers (see Fig. 5). The first longer section is first wound from point A through point B to point C, then back. In this case, the current in both layers of the winding goes along the circumferences of the turns in one direction. In the same way, a shorter CA region is wound, i.e. first from point C to point A, then back. Figure 5 also shows fragments of the winding conductors supplying current, indicating the directions of the currents in them with arrows.

Такой способ изготовления намотки позволяет использовать переменный по величине ток только в малом участке намотки СА. Т.е. в случае, когда стержни 1 с обкладками начинают движение в той половине оборота, в которой сила Ру действует в направлении, противоположном заданному, ток в этом участке намотки выключается, а при начале вращения их в другой половине включается ток такой же величины как на участке ABC.This method of manufacturing the winding allows the use of an alternating current magnitude only in a small portion of the winding CA. Those. in the case when the rods 1 with plates start moving in that half of the revolution in which the force Ru acts in the opposite direction to the specified one, the current in this winding section is turned off, and when they start to rotate in the other half, the current of the same magnitude as in the ABC section is turned on .

Таким образом, выключение тока на участке СА превращает участок намотки ABC с постоянным током в постоянный магнит подковообразной формы. В этом случае будет осуществляться взаимодействие двух источников магнитного поля, т.е. постоянного магнита и движущихся заряженных тел, в результате которого в соответствии с законом равенства действия противодействию, на них возникнут равные и противоположно направленные силы. В итоге в этот момент сумма сил, возникающих на большем участке намотки тороида и обкладках, приходящих на корпус КА через крепления 9, стержни 1, ось 2 и ферму 3 будет равна нулю. Это равносильно выключению тока во всей намотке тороида.Thus, turning off the current in the CA section turns the DC winding section ABC into a horseshoe-shaped permanent magnet. In this case, two sources of the magnetic field will interact, i.e. a permanent magnet and moving charged bodies, as a result of which, in accordance with the law of equality of action of counteraction, equal and oppositely directed forces will arise on them. As a result, at this moment, the sum of the forces arising on the larger portion of the toroid winding and the plates coming to the spacecraft through the fasteners 9, rods 1, axis 2 and truss 3 will be zero. This is equivalent to turning off the current in the entire winding of the toroid.

В случае, когда во всех витках полной намотки идет один и тот же ток в одном направлении она превращается в электрический тороид, его внешнее поле исчезает и на КА действует указанная выше сила Ру. В результате использования этого способа зависимость силы РуΣ от угла поворота стержней с обкладками β принимает вид, показанный на рисунке 6.In the case when the same current flows in all turns of the full winding in one direction, it turns into an electric toroid, its external field disappears and the aforementioned Ru force acts on the spacecraft. As a result of using this method, the dependence of the force Ru Σ on the angle of rotation of the rods with plates β takes the form shown in Figure 6.

Таким образом, этим способом можно добиться получения движущей силы, действующей только в заданном направлении, путем, позволяющим существенно снизить индуктивное сопротивление проводника намотки тороида, с помощью использования переменного по величине тока только на ее малом участке.Thus, by this method, it is possible to obtain a driving force acting only in a given direction, by way of which it is possible to significantly reduce the inductive resistance of the toroid winding conductor by using an alternating current value only in its small area.

Кроме того применение переменного тока только в малом участке намотки тороида позволяет сохранить состояние сверхпроводимости в большей части намотки при условии ее экранирования от нагрева солнечной радиацией, что обеспечит большую величину тока в тороиде и, соответственно, значительную величину силы Ру.In addition, the use of alternating current only in a small portion of the toroidal winding allows maintaining the state of superconductivity in most of the winding, provided it is shielded from heating by solar radiation, which will provide a large amount of current in the toroid and, accordingly, a significant value of the Ru force.

Т.о. с помощью предлагаемого устройства можно получить движущую силу РуΣ, которую можно использовать для управления КА в безвоздушном пространстве.T.O. using the proposed device, you can get the driving force Ru Σ , which can be used to control the spacecraft in airless space.

Что касается изменения направления этой силы путем поворота КА относительно своего центра масс, то оно, в частности, может быть обеспечено с помощью регулирования величины тока в соответствующей половине парного количества указанных частей предлагаемого устройства и, следовательно, сил в соответствующих тороидах, размещенных на КА на некотором расстоянии от его центра масс.As for changing the direction of this force by turning the spacecraft relative to its center of mass, it can, in particular, be achieved by adjusting the current in the corresponding half of the paired number of these parts of the proposed device and, therefore, the forces in the corresponding toroids placed on the spacecraft on some distance from its center of mass.

В отношении отрицательного влияния на аппарат реактивного крутящего момента от вращения стержней с обкладками, а также крутящих моментов собственно тороидов, то они парируются установкой на аппарате парного количества рассмотренных устройств с синхронным вращением стержней с обкладками в противоположных направлениях.Regarding the negative influence on the apparatus of reactive torque from the rotation of the rods with plates, as well as the torques of the toroids themselves, they are countered by installing on the device a pair of considered devices with synchronous rotation of the rods with plates in opposite directions.

При этом в процессе взаимодействия предлагаемое устройство не является замкнутой физической системой, т.е. оно не изолировано от окружающей среды, т.к. в него постоянно поступает электроэнергия, вырабатываемая солнечными батареями, для вращения заряженных обкладок, создающих магнитное поле, взаимодействующее с тороидами, для питания тороидов и очередных подзарядок обкладок. Поэтому это устройство безотрывно связано с окружающей средой.Moreover, in the process of interaction, the proposed device is not a closed physical system, i.e. it is not isolated from the environment, because it constantly receives electricity generated by solar panels to rotate the charged plates, creating a magnetic field that interacts with the toroids, to power the toroids and the next recharging of the plates. Therefore, this device is inextricably linked with the environment.

Итак, предлагаемое устройство позволяет получать силу, действующую в заданном направлении, которую можно использовать для управления траекторией космического аппарата с помощью электрической энергии, вырабатываемой солнечными батареями. Оно обеспечивает электромагнитное взаимодействие намоток проводника на кольцевые сердечники, состоящих из двух электрически изолированных друг от друга участков различной длины, с движущимися разведенными друг от друга заряженными обкладками плоских электрических конденсаторов. При этом в меньших по длине из этих участков токи включаются и выключаются в зависимости от направления действия силы, возникающей на витках намоток в процессе вращения стержней с указанными обкладками.So, the proposed device allows you to get the force acting in a given direction, which can be used to control the trajectory of the spacecraft with the help of electrical energy generated by solar panels. It provides electromagnetic interaction between the conductor windings on the ring cores, consisting of two sections of different lengths that are electrically isolated from each other and with charged plates of flat electric capacitors moving apart from each other. Moreover, in shorter lengths of these sections, the currents turn on and off depending on the direction of action of the force arising on the winding turns during the rotation of the rods with the indicated plates.

Эти обкладки, электрически изолированные и разведенные друг от друга после зарядки конденсаторов, в процессе взаимодействия располагаются на концах вращающихся вокруг оси, расположенной на космическом аппарате, стержней. Они в целях уменьшения отрицательного влияния вихревых токов обкладок на силу, возникающую на витках намоток, выполнены в виде не создающих замкнутых петель проводников малой ширины, выложенных на плоские диэлектрические основы.These plates, electrically isolated and separated from each other after charging the capacitors, during the interaction are located at the ends of the rods rotating around an axis located on the spacecraft. They are in order to reduce the negative effect of the eddy currents of the plates on the force arising on the turns of the windings, made in the form of not creating closed loops of conductors of small width, laid out on a flat dielectric base.

Во время вращения стержней витки намоток, закрепленных на космическом аппарате, находятся между движущимися обкладками в области их магнитного поля наибольшей напряженности.During the rotation of the rods, the coils of windings mounted on the spacecraft are between the moving plates in the region of their magnetic field of greatest intensity.

Специальный экран защищает намотки проводника от нагрева солнечной радиацией с целью обеспечения сверхпроводимости в их проводниках.A special screen protects the windings of the conductor from heating by solar radiation in order to ensure superconductivity in their conductors.

Claims (1)

Устройство для получения силы, действующей в заданном направлении, путем организации взаимодействия движущихся электрических зарядов, содержащее размещенное на ферме, прикрепленной к космическому аппарату, парное количество параллельных осей, стержни с возможностью их синхронного вращения вокруг этих осей в противоположных направлениях, на которых расположены плоские электрические конденсаторы с обкладками, выполненными в виде выложенных на диэлектрические основы незамкнутых проводников малой толщины, с возможностью их электрической изоляции после зарядки конденсаторов, затем разведения друг от друга параллельно осям вращения стержней и перемещения по этим стержням, парное количество закрепленных на ферме намоток проводника на кольцевые сердечники, состоящих из двух электрически изолированных друг от друга участков и расположенных таким образом, что их центры находятся на осях вращения стержней, электродвигатели для вращения стержней и электроприводы для разведения и перемещения обкладок конденсаторов таким образом, чтобы витки указанных намоток находились между движущимися по окружностям заряженными обкладками в областях их магнитных полей максимальной интенсивности, а также экраны, защищающие эти намотки от нагрева солнечной радиацией, отличающееся тем, что в целях получения действующей в заданном направлении проекции приходящей на космический аппарат суммарной силы, возникающей в процессе взаимодействия указанных намоток с током и движущихся заряженных обкладок, на выбранную ось трехмерной системы координат, связанной с космическим аппаратом, постоянные токи в одних участках намоток выключаются в моменты, когда эта проекция близка к моментам изменения своего направления на направление, противоположное заданному, и включаются в моменты, близкие к моментам изменения ее направления на заданное, при том что в других участках намоток все время идут постоянные токи.A device for obtaining a force acting in a given direction by arranging the interaction of moving electric charges, comprising a pair of parallel axes located on a truss attached to the spacecraft, rods with the possibility of their synchronous rotation around these axes in opposite directions, on which flat electric capacitors with plates made in the form of open conductors of small thickness laid on dielectric bases, with the possibility of their electrical insulation after charging the capacitors, then diluting from each other parallel to the axes of rotation of the rods and moving along these rods, a pair of windings on the truss conductor onto ring cores, consisting of two sections electrically isolated from each other and arranged so that their centers are on the axes of rotation of the rods, electric motors for rotation of the rods and electric drives for diluting and moving the plates of the capacitors so that the turns of these windings are between charged plates moving in circles in the regions of their magnetic fields of maximum intensity, as well as screens protecting these windings from heating by solar radiation, characterized in that in order to obtain the total force acting on the spacecraft projection coming into the spacecraft arising from the interaction of these windings with current and moving charged plates on the selected axis of the three-dimensional coordinate system associated with the spacecraft, direct currents in some sections of the ok turn off at times when this projection is close to the time of the change of the direction to the direction opposite to the specified and included in the times close to the moments of changing its direction to a given, despite the fact that in other parts of the rolls all the time there are constant currents.
RU2017130701A 2017-08-30 2017-08-30 Method of producing force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges RU2668233C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130701A RU2668233C1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Method of producing force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130701A RU2668233C1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Method of producing force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2668233C1 true RU2668233C1 (en) 2018-09-27

Family

ID=63669071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130701A RU2668233C1 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Method of producing force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2668233C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182398C2 (en) * 1998-12-04 2002-05-10 Дудышев Валерий Дмитриевич Method for electromechanical energy conversion (alternatives)
RU2004108029A (en) * 2004-03-19 2005-10-20 Владимир Викторович Фортов (RU) METHOD FOR PRODUCING MOVING FORCES AS A RESULT OF INTERACTION OF ELECTRICAL CIRCUITS WITH CURRENT
KR20140126853A (en) * 2013-04-23 2014-11-03 송신흡 generator using permanent magnetic
RU2013127178A (en) * 2013-06-17 2015-01-27 Фортов Владимир Викторович METHOD FOR PRODUCING PULSE FORCE ACTING IN A TESTED DIRECTION BY ORGANIZING THE INTERACTION OF MOVING ELECTRIC CHARGES
RU2579764C1 (en) * 2015-01-27 2016-04-10 Владимир Викторович Фортов Method of producing pulse force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges
RU2015119424A (en) * 2015-05-25 2016-12-20 Фортов Владимир Викторович METHOD FOR POWER PULSE FOR CONTROL OF SPACE VEHICLES USING ELECTRIC ENERGY PRODUCED BY SOLAR BATTERIES
RU2015146163A (en) * 2015-10-28 2017-05-04 Фортов Владимир Викторович A device for converting electrical energy into the work of the force of electromagnetic interaction of electric currents in order to control spacecraft

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2182398C2 (en) * 1998-12-04 2002-05-10 Дудышев Валерий Дмитриевич Method for electromechanical energy conversion (alternatives)
RU2004108029A (en) * 2004-03-19 2005-10-20 Владимир Викторович Фортов (RU) METHOD FOR PRODUCING MOVING FORCES AS A RESULT OF INTERACTION OF ELECTRICAL CIRCUITS WITH CURRENT
KR20140126853A (en) * 2013-04-23 2014-11-03 송신흡 generator using permanent magnetic
RU2013127178A (en) * 2013-06-17 2015-01-27 Фортов Владимир Викторович METHOD FOR PRODUCING PULSE FORCE ACTING IN A TESTED DIRECTION BY ORGANIZING THE INTERACTION OF MOVING ELECTRIC CHARGES
RU2579764C1 (en) * 2015-01-27 2016-04-10 Владимир Викторович Фортов Method of producing pulse force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges
RU2015119424A (en) * 2015-05-25 2016-12-20 Фортов Владимир Викторович METHOD FOR POWER PULSE FOR CONTROL OF SPACE VEHICLES USING ELECTRIC ENERGY PRODUCED BY SOLAR BATTERIES
RU2015146163A (en) * 2015-10-28 2017-05-04 Фортов Владимир Викторович A device for converting electrical energy into the work of the force of electromagnetic interaction of electric currents in order to control spacecraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cerutti et al. Electrodynamics of pulsar magnetospheres
US20160197543A1 (en) Electromagnetic segmented-capacitor propulsion system
Gourgouliatos et al. Magnetic axis drift and magnetic spot formation in neutron stars with toroidal fields
US6906441B2 (en) Spherical motor using oscillatory magnetic fields
KR20170023943A (en) Electromagnetic device
KR20170123240A (en) Permanent magnet biased virtual elliptical motor
Ionică et al. Numerical analysis of a hybrid stepper motor for the electromagnetic torque calculation
RU2668233C1 (en) Method of producing force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges
Hasan et al. Analytical model-based design optimization of a transverse flux machine
RU2579764C1 (en) Method of producing pulse force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges
Musolino et al. Electromechanical numerical analysis of an air-core pulsed alternator via equivalent network formulation
RU2645740C2 (en) Method of producing pulse force acting in preset direction by facilitating interaction of moving electric charges
Lee et al. Hybrid multi-dof motor for multi-copter unmanned aerial vehicle
RU2314969C1 (en) Method and device for creating variable thrust force
RU2015146163A (en) A device for converting electrical energy into the work of the force of electromagnetic interaction of electric currents in order to control spacecraft
US20160254737A1 (en) Electromagnetic Angular Acceleration Propulsion System
Jarnieux et al. FEM computation of eddy current and forces in moving systems; application to linear induction launcher
CN111857231A (en) Device and method for controlling rotating magnetic field by using capacitor charging and discharging time sequence
Zhao et al. A fractional slot multiphase air-core compulsator with concentrated winding
RU2015119424A (en) METHOD FOR POWER PULSE FOR CONTROL OF SPACE VEHICLES USING ELECTRIC ENERGY PRODUCED BY SOLAR BATTERIES
Yu et al. 3-D FEM analysis on electromagnetic characteristics of an air-core pulsed alternator
Phylonin et al. Small-size micro processing system for nanosatellite separation
Setlak et al. The study of permanent magnets synchronous machine (PMSM) of the autonomous electric power supply system (ASE), compatible with the concept of a more electric aircraft (MEA)
Yan et al. Empirical formulation of torque output for spherical actuators with low-cost rotor poles
RU2488936C1 (en) Cylindrical linear induction motor