WO2014062092A1 - Device for ensuring levitation of a craft and method for implementing same - Google Patents

Device for ensuring levitation of a craft and method for implementing same Download PDF

Info

Publication number
WO2014062092A1
WO2014062092A1 PCT/RU2013/000900 RU2013000900W WO2014062092A1 WO 2014062092 A1 WO2014062092 A1 WO 2014062092A1 RU 2013000900 W RU2013000900 W RU 2013000900W WO 2014062092 A1 WO2014062092 A1 WO 2014062092A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shell
levitation
earth
magnetic field
superconducting
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000900
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Борис Михайлович СОЛОДОВ
Original Assignee
Solodov Boris Mikhailovich
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 Solodov Boris Mikhailovich filed Critical Solodov Boris Mikhailovich
Publication of WO2014062092A1 publication Critical patent/WO2014062092A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • B64G1/409Unconventional spacecraft propulsion systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L13/00Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
    • B60L13/04Magnetic suspension or levitation for vehicles

Definitions

  • the invention relates to transport equipment, in particular to aviation, to devices and methods for providing levitation of aircraft above the surface of a celestial body such as the Earth, which has a magnetic field.
  • the current level of technology is characterized by a device and method for holding the aircraft in a suspended state above a certain point on the earth's surface, including holding the aircraft by supplying energy from an external energy source and converting it into force on this device, described, for example, in U.S. Patent No. 5,074,489, MKI B 64 C 37/02, NCI 244-2, publ. 12.24.1991, Volume 1 133, 4. ⁇
  • Such a device and method provide levitation of the aircraft, allowing various scientific and technical projects to be determined by the payload on the device. This requires a significant supply of energy from an external source, as well as the introduction of devices that receive energy from such a source, and then convert this energy by virtue of traction to the aircraft.
  • a device for levitation of an apparatus including a superconducting disk suspended in a constant magnetic field of a magnet, described, for example, in the book of V. Bukkel. Superconductivity. M. Mir, 1975, p. 282-283.
  • Such a device provides levitation of superconducting disks, which makes it possible to create various technical devices (such as bearings) based on them. This is achieved through a powerful permanent magnet placed on the surface of the Earth.
  • a device is known in the art for levitation of an aircraft, taken as a prototype, including an aircraft engine that interacts with the external environment, for example, levitation due to the force when the magnetic field of the apparatus interacts with the surrounding space, described, for example, in book of V.P. Burdakov, Yu.I. Danilov. External resources and space. M. Atomizdat, 1976, p. 444.
  • such a device ensures the levitation of an aircraft in a near-Earth magnetic field, which makes it possible to create, for example, scientific and technical laboratories that are stationary relative to a given point in space.
  • the real characteristics of the device are low, and the lifting force of a disk-shaped ship with a diameter of 600 m and for 1000 turns with a current of 10 5 A in each turn is only 5.9 N.
  • a special construction of diamagnetic sites on the surface of the Earth can dramatically increase the lifting force
  • such construction of sites sharply limits the operational capabilities of the device due to the impossibility of rapid deployment of levitation devices in case of need.
  • a technique is known in the art for providing apparatus levitation, adopted as a prototype, including creating a magnetic field with a permanent magnet, while the pressure of the magnetic field balances the weight of the apparatus, for example, a superconducting disk (serving as a device for providing levitation), described, for example, in book of V. Bukkel. Superconductivity. M. Mir, 1975, p. 282-283.
  • This method provides the levitation of superconducting disks, which allows the creation of various technical devices (such as bearings) based on them. In this case, a powerful permanent magnet located on the Earth's surface is required.
  • the present invention solves the problem of achieving the levitation of the apparatus above the Earth’s surface, which leads to a technical result in the form of ensuring the levitation of the apparatus in the Earth’s magnetic field at any height above the surface and reducing the mass of devices that create levitation.
  • the problem posed is solved by the fact that in the known device for providing levitation of the apparatus, including a device for creating a force of interaction with the environment, the device contains a superconducting shell, inside which the Earth’s concentrated magnetic field is placed, also has a cooling system for this shell. located in the apparatus.
  • the superconducting shell is equipped with a system for opening and closing access of the Earth's magnetic field inside this shell, in short - a field access system.
  • the superconducting shell is made in the form of a pipe of arbitrary shape, and the applied superconductor layer uses the Meissner effect.
  • the device together with the device for providing levitation, is lifted to the initial height by a lifting device, optimally by an aerostat, an airship, an airplane, a rocket, after which the device is launched from an initial height, and at this time the superconducting shell of the device is open for the Earth's magnetic field inside the shell, and when descending to the surface of the Earth, the flux of the Earth’s magnetic field enters the inside of the superconducting shell, and the magnetic flux and deformations are automatically accumulated and concentrated the field of its magnetic lines of force, and when the equality of the force from the descending apparatus and the pressure force of the deformed concentrated magnetic field of the Earth in the envelope is reached, the apparatus stops falling and freezes at a levitation altitude of 0.1 km to 70,000 km above the Earth’s surface .
  • the field access system terminates the Earth's magnetic field access into the superconducting shell of the device to provide levitation.
  • the apparatus is lowered from the initial height together with the lifting device, and when the levitation height is reached, the lifting device is uncoupled and sent to the surface of the Earth.
  • the device is uncoupled at the initial height from the lifting device, and the device falls to the surface of the Earth, while the device is equipped with a smooth descent system, optimally with a parachute or engines.
  • the field access system is made in the form of a section of the shell made of superconducting material, and at the initial height this section of the shell is heated above the critical temperature and is in a normal state, not hindering the access of the Earth’s magnetic field, and when the levitation height is reached, this section is cooled below the critical temperature and translate into a superconducting state, and for this they have a heating and cooling unit of such a section.
  • the field access system is made in the form of a screen, which is set at an initial height in a position that does not interfere with the access of the Earth’s magnetic field into the shell, and at the levitation height, the screen is set to a position that closes the section between the ends of the superconducting shell and the magnetic field is no longer accessible inside the shell the screen itself has a superconductor layer or a layer of a ferromagnetic alloy, and the screen is displaced by the locking mechanism of the field access system.
  • levitation includes a payload, control systems, a device for providing levitation, etc.
  • the energy of the Earth’s concentrated magnetic field is applied, the flux of which is collected and placed in the superconducting shell of the device for providing levitation.
  • the pressure (tension) of the deformed magnetic field lines of the concentrated field holds the superconducting shell, and, accordingly, the apparatus itself (any design) in the Earth’s magnetic field above its surface.
  • this shell has a cooling system located in the apparatus (one of the apparatus systems).
  • the superconducting shell is equipped with a system for opening and closing the access of the Earth's magnetic field inside this shell, in short - a field access system that first provides the necessary access to the field inside the shell and field concentration, and then, if necessary, closes the field’s access, providing the constancy of the concentrated field inside the shell during prolonged levitation.
  • the superconducting shell is made in the form of a pipe of arbitrary shape, for example, rectangular, ellipse, etc., and the superconductor layer used uses the Meissner effect, which expels the magnetic field from the bulk of the superconductor and holds this field inside the pipe.
  • the apparatus is lifted to the initial height by a lifting device, optimally by a balloon, airship, airplane, rocket.
  • a balloon, an airship and an airplane are used to lift to a height of 10 ... 40 km, and a rocket - to any height (theoretically), for example, hundreds of kilometers using a geophysical rocket.
  • the alpine begins to fall, descent to the surface of the Earth.
  • the superconducting shell is open for access of the incident magnetic field inside the shell, and when the apparatus is lowered into the shell, the flux of the Earth’s magnetic field enters.
  • the magnetic field flux is automatically accumulated and concentrated, and its magnetic field lines are deformed. And when the force is equal between the descending apparatus and the pressure (tension) force of the deformed concentrated magnetic field inside the shell, the apparatus stops falling and freezes at the level of levitation (the point of equal forces).
  • the access system of the device s field to ensure levitation terminates the Earth’s magnetic field access into the superconducting shell, closes the shell (makes it closed). And this provides a stable concentrated field inside the shell during prolonged levitation.
  • the device is lowered from the initial height together with the lifting device, and when the levitation height is reached, the lifting device is uncoupled and sent to the Earth's surface, leaving the device at the levitation height.
  • the apparatus at the initial height is disconnected from the lifting device, and the apparatus falls to the surface of the Earth, while the apparatus is equipped with a smooth descent system, optimally with a parachute or engines, which reduce the descent speed of the apparatus.
  • the field access system (shortened version, fully - the system of opening and closing the Earth’s magnetic field access inside this shell) is made in the form of a section of the shell (the lower plane of the shell during descent) of superconducting material, and at the initial height this section is heated above the critical temperature and is in a normal state, without preventing the Earth’s free magnetic field from going inside the superconducting shell (the “heat key” principle in the superconducting technique).
  • this part of the shell cooled below the critical temperature and transferred to the superconducting state, thereby obtaining a closed superconducting shell and locking the concentrated magnetic field inside this shell.
  • a heating unit herein
  • a cooling unit source of liquid helium
  • the field access system is made in the form of a screen, which, at the initial height and the descent stage, is set to a position that does not interfere with the access of the Earth's magnetic field inside the shell. And at the height of levitation, such a screen is installed in a position that closes the area between the ends of the superconducting shell (the shell becomes closed), and such a screen prevents the concentrated field from leaving the shell.
  • a screen is made either with a layer of superconducting material, which is transferred to the superconducting state at the initial or levitation altitude (optimal variant), or the screen is made of a ferromagnetic alloy (soft magnetic alloys for ferromagnetic screens).
  • a comparative analysis with the current level of technology shows that the concentration of the earth's magnetic field and its use for levitation of the aircraft is provided by considered elements of the device and manipulations with them, as well as the considered operations in the method.
  • the claimed device and method for its implementation meet the criterion of "novelty”.
  • a comparison of the parameters and elements of the proposed solution with those known in the art allowed us to conclude that the criterion “inventive step” was met.
  • all applicable elements correspond to the current state of the art, and the Earth’s magnetic field itself occupies all the space above the Earth’s surface; therefore, the proposed solution is feasible in any place and region of the Earth, which allows us to conclude that the criterion is “industrial applicability”.
  • FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 The proposed device for ensuring the levitation of the apparatus and the method for its implementation are illustrated by the drawings in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5.
  • FIG. 1 shows the position at the initial height, in which the apparatus 1 includes a device for providing levitation 2, containing a superconducting shell 3 with a cooling system 4, an access system for the field 5 and a smooth descent system 6, transported by the lifting device 7, located in a magnetic field Earth 8 above the surface of the Earth 9.
  • a device for providing levitation 2 containing a superconducting shell 3 with a cooling system 4, an access system for the field 5 and a smooth descent system 6, transported by the lifting device 7, located in a magnetic field Earth 8 above the surface of the Earth 9.
  • FIG. 2 shows a cross section of a superconducting shell 3 with an access system of field 5 with a section of superconducting material 10 and a heating and cooling unit 11.
  • FIG. 3 shows a cross section of the superconducting shell 3 and the access system of field 5 with various options for the initial position of the screen 12 and the locking mechanism 13 at the initial height.
  • FIG. 4 shows the final position at the height of levitation, in which the apparatus 1 includes a device for providing levitation 2, containing a superconducting shell 3 with a cooling system 4 and an access system of field 5, holding a concentrated magnetic field 14 captured during descent, located above the Earth’s surface for 9 s Earth's magnetic field 8.
  • FIG. 5 shows a cross section of the superconducting shell 3 and the access system of the field 5 at the height of levitation with the final position of the screen 12, regulated by the locking mechanism 13.
  • the apparatus 1, together with the attached levitation device 2, containing a superconducting shell 3 with a cooling system 4, a field access system 5 and a smooth descent system 6 are transported by a lifting device 7 to an initial height with a magnetic field 8 relative to the Earth’s surface 9.
  • the lifting device 7 is disconnected from the device 1 with the device 2 and sent to the destination on the surface of the Earth 9.
  • the device 1 with the device 2 using smooth descent systems 6 begin descent, a smooth fall to the surface of the Earth 9 in the Earth’s magnetic field 8.
  • the magnetic field of Earth 8 automatically enters, and accumulation and concentration occurs magnetic field 8.
  • the apparatus 1 with the device 2 is lowered to the surface of the Earth 9 with the help of a lifting device 7, in which the lifting force is changed, and when they are combined smoothly falling inside the superconducting shell 3, the Earth’s magnetic field 8 automatically enters through the field 5 access system, this leads to the accumulation and concentration of the magnetic field 8.
  • the lifting device 7 Upon reaching the height of levitation, the lifting device 7 is disconnected from the apparatus 1 and sent to the destination on the surface of the Earth 9.
  • the superconducting shell 3 with the field 5 access system has a section of superconducting material 10, heated above the critical temperature and in a normal state, freely passing the magnetic field 8 into the shell 3, and heating of the section 10 provides a heating and cooling unit 11 .
  • the superconducting shell 3 has a field tolerance system 5 comprising a screen 12 of superconducting material or a ferromagnetic alloy with the possibility of moving the screen 12 by the locking mechanism 13.
  • the screen 12 is located so that it does not interfere with the passage of the magnetic field 8 inside the shell 5, including for different options a) and b) the position of the screen 12, and where, according to option b) the screen of two planes 12 is located at an angle to the surface of the shell 3.
  • FIG. 4 shows the final position of the apparatus 1 and device 2.
  • the apparatus 1 is connected to a device 2 containing a superconducting shell 3 with a magnetic field 14 captured during descent, and for this, a cooling system 4 for the shell 3 is provided for long-term levitation.
  • the apparatus 1 with the device 2 hangs at a height of levitation above the surface of the Earth 9 with the magnetic field of the Earth 8.
  • the access system of the field 5 stops access of the magnetic field 8 into the shell 3 and at the same time holds the captured concentra This field 14 inside the shell 3.
  • the portion of the superconducting material 10 is cooled below the critical temperature by means of the heating and cooling unit 11 and transferred to the superconducting state in which the access system of the field 5 with the superconducting section 10 does not pass the magnetic field 8 inward shell 3 and at the same time does not release the magnetic field 14 from the shell 3.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the access system 5, in which, at a levitation altitude, the screen 12 is moved and closed between the ends of the superconducting shell 3 by means of the locking mechanism 13.
  • the screen 12 closes the access to the inside of the shell 3.
  • the apparatus 1 and device 2 do not require a smooth descent system 6 according to FIG. 1, therefore, in FIG. 4 this system 6 is absent, and the smooth descent system 6 itself is removed to the surface of the Earth 9 after arriving at the levitation altitude and closing by the access system of field 5 of the concentrated magnetic field 14 inside the shell 3.
  • Such a magnetic field has a magnetic line tension force, and when this field is applied, the field lines become curved, and the corresponding magnetic force always turns out to be in the direction opposite to the field line curvature. Moreover, this tension force tends to return the lines of force to their original position and thereby compensates for the force of gravity — the weight of the aircraft, ensuring its levitation.
  • the main structural element is a superconducting shell made in geometry (section) in the form of a pipe of arbitrary shape (specified by the developers). Consider the design of such a shell, with its elements and materials.
  • Levitation requires reliable placement of the concentrated MPZ in a closed shell and long-term field retention in this shell. And this requires the use of a layer of superconducting material on the surface of a closed shell.
  • the depth of penetration of the magnetic field into type 1 superconductors does not exceed 100 nm; therefore, it is sufficient to use films of a superconductor 1– ⁇ 50 ⁇ m thick deposited on a copper or aluminum foil.
  • superconductors provide levitation in a certain range of magnetic field parameters, as well as due to the thick layer of the superconductor for a certain time.
  • multicore tapes and cables consisting of many (up to thousands) of individual thinnest wires of superconducting alloy, which have excellent characteristics for use in time-varying magnetic fields.
  • a combination of different types of superconductors is also possible, for example, a niobium or technetium foil with an NbN film or the like. alloy, or tape on foil, etc. combinations.
  • high-temperature superconductors that do not lose superconductivity in strong magnetic fields up to the level of 20 ° C T at a critical temperature T with more than 30 K (cooling with liquid hydrogen) are also interesting.
  • the nomenclature of high-temperature superconductors is already quite large, and their properties are constantly improving, so in the future it is realistic to use these superconductors in a closed shell.
  • S B is the area of the perceptual surface of the shell.
  • the shell design is similar to the known superconducting devices and includes a foil of aluminum or copper, 0.1 + 0.5 mm thick, on which a superconductor layer is deposited (on the one hand is niobium, on the other is an alloy of the 2nd kind) with a total thickness of 1 + 100 microns.
  • This foil is enclosed in an airtight shell, which in turn is fixed inside the housing.
  • there is a gap between the surface of the foil with a superconductor and a sealed sheath a gap that is a channel for a cooling agent - liquid helium.
  • a vacuum between the surfaces of the sealed enclosure and the housing there is a vacuum, and in this space additional film heat-shielding intermediate screens can be installed that reduce heat transfer from the enclosure to the sealed enclosure.
  • its mass is 300 ... 750 kg, of which up to 50 kg is liquid helium.
  • the heat flux to the shell with a superconductor is Qn— 2 W.
  • 50 kg of liquid helium provide cooling of the shell for 400 + 900 hours ⁇ 15 + 40 days. Therefore, an insulated container with liquid helium reserves is additionally installed on the aircraft, for example, 500 kg is enough for 3 + 9 months. And at the end of this helium supply, a new tank with a new helium supply is delivered to the aircraft.
  • the total mass of the power supply system of the refrigeration machine is about 300 + 500 kg.
  • the total mass of the superconducting shell together with the cooling system is 900 + 1700 kg, and depending on the structural perfection of all devices.
  • the aircraft is necessarily equipped with a parachute system for launching the aircraft in the event of an accident.
  • a power structure made of lightweight high-strength materials, such as carbon plastics, for mounting aircraft systems. And therefore, with the weight of the closed shell and the systems serving it up to 900 + -1700 kg, the total mass of the aircraft design will be 1200 + 2000 kg.
  • the capture and deformation of the field lines when concentrating the magnetic field allows using the obtained field for aircraft levitation.
  • the captured deformed MPZ concentrated inside the superconducting shell, has a tensile force, which tends to return the lines of force to their original position. And this tension force compensates for the force of gravity - the weight of the aircraft, ensuring its levitation.
  • it is possible to estimate the lifting force by the pressure gradient of the concentrated magnetic field in particular, by the average field with pressure P mo . Given the estimated nature of these physical calculations, in reality the mass of aircraft kept in the range from 7000 kg to 8400 kg , that is, up to 80-100% of the ideal value of the lifting force F for the magnetic field inside the shell.
  • the actual retained mass of the aircraft depends on the optimization of the geometric dimensions of the closed shell, as well as on the shape and ratio of the dimensions of the shell, the position of the shell and its geometric elements relative to the Earth’s magnetic field, and the obtained field geometry inside the shell.
  • the applied design of the closed shell also affects its perfection and refinement of the structural units.
  • S K is the cross-sectional area of the open end of the shell with a x b geometry with a concentrated field N mo .
  • dependence (3) is similar to the dependence for a magnetic pump concentrating a weak magnetic field into a strong one (difference in scale).
  • is the ratio of the area of the free MFZ S 3M field passing through the access system to the area of the field S B ⁇ x c concentrated in the shell.
  • H 3 ⁇ 40 A / m corresponds to a relatively low level of levitation altitude - up to 100 km from the Earth's surface.
  • the initial height of the Nile of the aircraft lift is equal to the sum of the required levitation height N l plus the required drop height ANcorro, which ensures the capture and concentration of the required MPZ value:
  • N nl N l + AN p (6)
  • the access system of the envelope field may have a site for free passage of the SMF with a smaller or larger cross-sectional area than SB, THEN there are possible options I ⁇ 1 or I> 1.
  • H> 1 For a variant of a shell with a screen, it is possible to obtain a value of H> 1.
  • the screen in the initial position is set in the form of a conical surface, while the total area between the edges of the 2 halves of the screen can exceed the area S B , and this is relative I ⁇ 1, 5 ... 3.0.
  • This option is interesting for the organization of aircraft levitation at high altitudes, with a levitation altitude of H L > 100 km, where the atmosphere is practically negligible, there is a vacuum, and there is no air resistance to the fall of the shell from the aircraft. This ensures a decrease in the height of the fall of AN P by a factor of 1.5–3, which is of interest, since it is possible to reach the initial height by a geophysical rocket or the like. a device that has restrictions on lifting height and lifting capacity.
  • An ideal variant of launching an aircraft is that the lifting device, after climbing to its initial height, begins to descend to the Earth’s surface, together with the aircraft mounted on the lifting device. And after the descent to the levitation altitude, when the necessary concentrated MPZ accumulates in the shell, the lifting device detaches from the aircraft, which remains levitated, and the lifting device continues to descend to the Earth's surface.
  • the use of a high-altitude balloon (lift altitude up to 30 ... 35 km) or an airship is optimal.
  • the advantage of this option is full control of the aircraft descent process, the ability to control the speed of the aircraft fall using an aerostat or an airship, up to the possibility of a complete stop at the levitation altitude, and measurement of the field inside the shell over the entire area of the fall.
  • parachute Another option for organizing a smooth descent of an aircraft is the use of a parachute.
  • This option is the only one when using the aircraft in as a lifting device.
  • the aircraft is simply unhooked from the aircraft, and at the beginning of free fall the aircraft is parachuted, which will ensure a smooth descent of the aircraft to the levitation altitude.
  • this parachute is shot, dropped to the surface of the Earth.
  • the use of a parachute is also applicable to balloons and airships as a lifting device (which simplifies the requirements for them).
  • parachute well-known structures are used, for example, parachutes for dropping military equipment, high-altitude parachutes, etc., and optimally high-altitude parachutes for lowering spacecraft compartments (such as Soyuz, etc.).
  • brake rocket engines Another option for organizing the launch of an aircraft is the use of brake rocket engines. This option is the only one when using rockets as a lifting device for lifting aircraft to a height of more than 50 km, theoretically - up to tens of thousands of kilometers.
  • the aircraft is equipped with either one engine or a system of small engines that are switched on periodically (after 1 ... 100 sec), slowing down the aircraft’s fall and compensating for the inertia of the falling aircraft.
  • the brake engines also work, practically stopping the movement of the aircraft, and then the aircraft levitates, while the concentrated MPZ in the shell compensates for the weight of the aircraft.
  • a variation of this option is a more complex method - a geophysical rocket rises vertically up to its initial height, and then begins to gradually descend on its engines to the aircraft levitation altitude.
  • the current level of technology provides a smooth descent of the aircraft from the initial height to the height of levitation.
  • Well-known designs of airplanes, balloons, airships, rockets, etc. are applicable here. devices, with some modifications (for mounting an aircraft, etc.).
  • this is a simple operation for organizing aircraft levitation in an air atmosphere (up to altitudes of 20 ... 30 km), and a rather complicated operation for organizing aircraft levitation at high altitudes, outside the atmosphere, although it is technically feasible for an altitude of thousands of kilometers (for modern rockets) and more.
  • the device’s fields terminate the MFD access into the superconducting shell, close it, and make the shell closed to the MFB.
  • the shell design is made in the form of a pipe, in the general case an arbitrary section (ellipse, square, etc.), and here, for example, a rectangular pipe with dimensions a x b x c.
  • the shell has a field access system for the on-going free MPZ, and this system has different versions.
  • the first version of the design allows us to implement the principle of the “heat key” (see the book by V. Bukkel. Superconductivity. M. Mir, 1975, pp. 290-292, 314).
  • the lower plane in the initial position at the height of Nnl, the lower plane is in a normal state, at a superconductor temperature of 25 ... 40 K (for traditional superconductors).
  • a fast transition of the lower plane to the superconducting state is carried out.
  • a cooling agent liquid helium
  • This design of the shell field access system is extremely simple, including, in addition, only a container with helium for quick cooling of the lower plane. And also a heater can be installed, providing heating of the lower plane to a normal state at the initial height.
  • the second version of the design is more complicated, and the access system of the field is in the form of a screen, which at the initial height and the descent stage is set to a position that does not interfere with the access of the MPZ inside the shell. And at the height of levitation, such a screen is moved and installed in a position that closes the portion of the lower plane of the shell, providing a completely closed shell.
  • Such a screen is performed, for example, with a layer of superconducting material that is in a superconducting state at a levitation altitude, moreover, this superconducting state is made either in advance - at an initial height (and the screen descends in this state), or at a levitation altitude it is cooled to superconducting state due to pumping of liquid helium.
  • this superconducting state is made either in advance - at an initial height (and the screen descends in this state), or at a levitation altitude it is cooled to superconducting state due to pumping of liquid helium.
  • a screen is made of a ferromagnetic alloy (soft magnetic alloys for ferromagnetic screens).
  • Such a ferromagnetic screen is structurally simple, without requiring cooling to cryogenic temperatures.
  • the superconducting screen is optimal, allowing at high altitudes to obtain an expansion of the area S 3M of the captured free MPS and obtaining R> 1.0, while the screen is made superconducting already at the initial height and the descent stage (this ensures concentration free MPZ with a large area and more quickly).
  • the superconducting screen guarantees the retention of the concentrated SCF inside the shell for a long time, up to several years.
  • a ferromagnetic screen does not guarantee long-term retention of the concentrated MPZ, however, its use is quite possible in any use cases of the aircraft (for short-term operation of the levitating aircraft).
  • the screen is made in the form of one or two planes (for the considered example of a rectangular shell).
  • the screen is made in the form of one plane (optimal option) or 2 planes.
  • the current level of technology provides for the creation of levitation apparatuses in a wide range of heights above the Earth's surface. Moreover, this is a simple operation for the levitation of an aircraft in the air (up to an altitude of 20 ... 30 km) and quite complicated for the organization of levitation of an aircraft at high altitudes, outside the atmosphere, up to hundreds, thousands of kilometers (and theoretically, tens of thousands of kilo- meters) above the Earth’s surface in the MPZ.
  • the proposed device and method solve the problem of organizing the levitation of devices in the Earth's magnetic field based on concentrated and deformed Earth’s magnetic field using a superconducting closed shell. Moreover, the method allows organizing the levitation of vehicles in a wide range of heights, from 0.1 km to thousands of kilometers (theoretically - to the boundary of the Earth’s magnetosphere ⁇ 70,000 km) above the Earth’s surface. Such levitating devices (stations for various purposes) will find application in scientific experiments, as well as in various branches of technology.
  • the proposed device for ensuring the levitation of the device and the method for its implementation are completely realistic for the modern level of industry, meeting the requirement of “industrial applicability”, and will find application in various fields of science and technology.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)

Abstract

The technical field is that of aviation technology, in particular devices and methods for the levitation of an aircraft above the Earth's surface. What is proposed is: a device for ensuring levitation, said device comprising a superconducting shell (3), within which the concentrated magnetic field of the Earth (14) is arranged. Furthermore, in order to produce a concentrated field (14) in the shell (3) with a cooling system (4), the aircraft (1) is raised to an initial height by a hoist (7), whereupon lowering of the aircraft (1) is begun when the flow of the Earth's magnetic field (8) enters the shell (3) with concentration of this field (14). And when the force from the aircraft (1) being lowered and the force of the pressure of the deformed concentrated magnetic field of the Earth (14) are equal in the shell (3), the aircraft (1) ceases to fall and is suspended at the levitation height, whereupon the magnetic field (8) ceases to be admitted into the superconducting shell (3).

Description

Устройство для обеспечения левитации аппарата  Device for providing levitation of the apparatus
и способ для его осуществления  and method for its implementation
Изобретение относится к транспортной технике, в частности, к авиационной, к устройствам и способам обеспечения левитации лета- тельных аппаратов над поверхностью небесного тела типа Земли, обла- дающего магнитным полем. The invention relates to transport equipment, in particular to aviation, to devices and methods for providing levitation of aircraft above the surface of a celestial body such as the Earth, which has a magnetic field.
Существующий уровень техники характеризуется устройством и способом для удерживания летательного аппарата в подвешенном со- стоянии над определенной точкой земной поверхности, включающими удержание летального аппарата за счет подвода энергии от внешнего ис- точника энергии и ее преобразование в силу на этот аппарат, описанный, например, в патенте США Να 5074489, МКИ В 64 С 37/02, НКИ 244-2, опубл. 24.12.1991, том 1 133, 4. ~ The current level of technology is characterized by a device and method for holding the aircraft in a suspended state above a certain point on the earth's surface, including holding the aircraft by supplying energy from an external energy source and converting it into force on this device, described, for example, in U.S. Patent No. 5,074,489, MKI B 64 C 37/02, NCI 244-2, publ. 12.24.1991, Volume 1 133, 4. ~
Такое устройство и способ обеспечивают левитацию летательного аппарата, позволяя осуществлять различные научно-технические проек- ты, определяемые полезной нагрузкой на аппарате. При этом требуется значительный подвод энергии от внешнего источника, а также ввод устройств, принимающих энергию от такого источника, а затем преоб- разующих эту энергию в силу тяги на летательный аппарат.  Such a device and method provide levitation of the aircraft, allowing various scientific and technical projects to be determined by the payload on the device. This requires a significant supply of energy from an external source, as well as the introduction of devices that receive energy from such a source, and then convert this energy by virtue of traction to the aircraft.
Однако существует проблема использования постоянных магнит- ных полей для левитации, не нашедшая своего решения в данном устройстве и способе.  However, there is a problem of using constant magnetic fields for levitation, which has not found its solution in this device and method.
В технике известно устройство для левитации аппарата, включаю- щее сверхпроводящий диск, подвешенный в постоянном магнитном по- ле магнита, описанный, например, в книге В. Буккель. Сверхпроводи- мость. М. Мир, 1975, с. 282-283.  A device for levitation of an apparatus is known in the art, including a superconducting disk suspended in a constant magnetic field of a magnet, described, for example, in the book of V. Bukkel. Superconductivity. M. Mir, 1975, p. 282-283.
Такое устройство обеспечивает левитацию сверхпроводящих дис- ков, что позволяет создавать различные технические устройства (типа подшипников) на их основе. Это достигается за счет мощного постоян- ного магнита, размещенного на поверхности Земли.  Such a device provides levitation of superconducting disks, which makes it possible to create various technical devices (such as bearings) based on them. This is achieved through a powerful permanent magnet placed on the surface of the Earth.
Однако существует проблема организации левитации какого-либо устройства над поверхностью Земли на большой высоте -вплоть до де- сятков километров, что необходимо для многих научных исследований, не нашедшая своего решения в данном известном устройстве. В технике известно устройство для левитации летательного аппара- та, принятое за прототип, включающее двигатель летательного аппара- та, который взаимодействует с внешней средой, например, левитация за счет силы при взаимодействии магнитного поля аппарата с окружаю- щим пространством, описанный, например, в книге В. П. Бурдаков, Ю.И. Данилов. Внешние ресурсы и космонавтика. М. Атомиздат, 1976, с. 444. However, there is the problem of organizing the levitation of a device above the Earth’s surface at high altitude, up to tens of kilometers, which is necessary for many scientific studies that have not found their solution in this known device. A device is known in the art for levitation of an aircraft, taken as a prototype, including an aircraft engine that interacts with the external environment, for example, levitation due to the force when the magnetic field of the apparatus interacts with the surrounding space, described, for example, in book of V.P. Burdakov, Yu.I. Danilov. External resources and space. M. Atomizdat, 1976, p. 444.
Принципиально такое устройство обеспечивает левитацию лета- тельного аппарата в околоземном магнитном поле, что позволяет созда- вать, например, научно-технические лаборатории, неподвижные относи- тельно данной точки пространства. При этом реальные характеристики устройства низки, и подъемная сила дискообразного корабля диаметром 600 м и для 1000 витков с током 105 А в каждом витке составляет всего 5,9 Н. И лишь специальная постройка диамагнитных площадок на по- верхности Земли позволяет резко увеличить подъемную силу, однако такая постройка площадок резко ограничивает эксплуатационные воз- можности аппарата из-за невозможности быстрого развертывания леви- тирующих аппаратов в случае необходимости. Fundamentally, such a device ensures the levitation of an aircraft in a near-Earth magnetic field, which makes it possible to create, for example, scientific and technical laboratories that are stationary relative to a given point in space. At the same time, the real characteristics of the device are low, and the lifting force of a disk-shaped ship with a diameter of 600 m and for 1000 turns with a current of 10 5 A in each turn is only 5.9 N. And only a special construction of diamagnetic sites on the surface of the Earth can dramatically increase the lifting force However, such construction of sites sharply limits the operational capabilities of the device due to the impossibility of rapid deployment of levitation devices in case of need.
В технике известен способ для обеспечения левитации аппарата, принятый за прототип, включающий создание магнитного поля посто- янным магнитом, при этом давлением магнитного поля уравновешивают вес аппарата, например, сверхпроводящего диска (служащего в качестве устройства для обеспечения левитации), описанный, например, в книге В.Буккель. Сверхпроводимость. М. Мир, 1975, с. 282-283.  A technique is known in the art for providing apparatus levitation, adopted as a prototype, including creating a magnetic field with a permanent magnet, while the pressure of the magnetic field balances the weight of the apparatus, for example, a superconducting disk (serving as a device for providing levitation), described, for example, in book of V. Bukkel. Superconductivity. M. Mir, 1975, p. 282-283.
Такой способ обеспечивает левитацию сверхпроводящих дисков, что позволяет создавать различные технические устройства (типа под- шипников) на их основе. При этом необходим мощный постоянный маг- нит, размещаемый на поверхности Земли.  This method provides the levitation of superconducting disks, which allows the creation of various technical devices (such as bearings) based on them. In this case, a powerful permanent magnet located on the Earth's surface is required.
Однако существует проблема использования для левитации аппара- та самого земного магнитного поля, без использования других магни- тов, не нашедшая своего решения в известном уровне техники - устройств для организации левитации.  However, there is a problem of using the apparatus of the earth’s Earth’s magnetic field for levitation, without using other magnets, which has not found its solution in the prior art — devices for organizing levitation.
Предлагаемое изобретение решает проблему по достижению леви- тации аппарата над поверхностью Земли, что приводит к техническому результату в виде обеспечения левитации аппарата в магнитном поле Земли на любой высоте над поверхностью и снижению массы устройств, создающих левитацию.  The present invention solves the problem of achieving the levitation of the apparatus above the Earth’s surface, which leads to a technical result in the form of ensuring the levitation of the apparatus in the Earth’s magnetic field at any height above the surface and reducing the mass of devices that create levitation.
Поставленная проблема решается тем, что в известном устройстве для обеспечения левитации аппарата, включающем устройство для со- здания силы взаимодействия с окружающей средой, устройство содер- жит сверхпроводящую оболочку, внутри которой помещено сконцен- трированное магнитное поле Земли, также имеет систему охлаждения этой оболочки, расположенную в аппарате. Сверхпроводящая оболочка снабжена системой открытия и закры- тия доступа магнитного поля Земли внутрь этой оболочки, сокращенно - система доступа поля. The problem posed is solved by the fact that in the known device for providing levitation of the apparatus, including a device for creating a force of interaction with the environment, the device contains a superconducting shell, inside which the Earth’s concentrated magnetic field is placed, also has a cooling system for this shell. located in the apparatus. The superconducting shell is equipped with a system for opening and closing access of the Earth's magnetic field inside this shell, in short - a field access system.
Сверхпроводящая оболочка выполнена в форме трубы произволь- ной формы, а применяемый слой сверхпроводника использует эффект Мейснера.  The superconducting shell is made in the form of a pipe of arbitrary shape, and the applied superconductor layer uses the Meissner effect.
Аппарат вместе с устройством для обеспечения левитации подни- мают на начальную высоту подъемным устройством, оптимально - аэростатом, дирижаблем, самолетом, ракетой, после чего начинают спуск аппарата с начальной высоты, причем в это время сверхпроводя- щая оболочка устройства открыта для доступа магнитного поля Земли внутрь оболочки, и при спуске к поверхности Земли внутрь сверхпрово- дящей оболочки поступает поток магнитного поля Земли, при этом про- исходит автоматическое накопление и концентрирование потока маг- нитного поля, деформация его магнитных силовых линий, и при дости- жении равенства силы от спускающегося аппарата и силы давления де- формированного сконцентрированного магнитного поля Земли в обо- лочке аппарат прекращает падение и зависает на высоте левитации, от 0,1 км до 70000 км над поверхностью Земли.  The device, together with the device for providing levitation, is lifted to the initial height by a lifting device, optimally by an aerostat, an airship, an airplane, a rocket, after which the device is launched from an initial height, and at this time the superconducting shell of the device is open for the Earth's magnetic field inside the shell, and when descending to the surface of the Earth, the flux of the Earth’s magnetic field enters the inside of the superconducting shell, and the magnetic flux and deformations are automatically accumulated and concentrated the field of its magnetic lines of force, and when the equality of the force from the descending apparatus and the pressure force of the deformed concentrated magnetic field of the Earth in the envelope is reached, the apparatus stops falling and freezes at a levitation altitude of 0.1 km to 70,000 km above the Earth’s surface .
На высоте левитации системой доступа поля прекращают доступ магнитного поля Земли внутрь сверхпроводящей оболочки устройства для обеспечения левитации.  At the height of levitation, the field access system terminates the Earth's magnetic field access into the superconducting shell of the device to provide levitation.
Аппарат с начальной высоты спускают вместе с подъемным устройством, а при достижении высоты левитации подъемное устрой- ство отцепляют и отправляют на поверхность Земли.  The apparatus is lowered from the initial height together with the lifting device, and when the levitation height is reached, the lifting device is uncoupled and sent to the surface of the Earth.
Аппарат на начальной высоте отцепляют от подъемного устройства, и аппарат падает к поверхности Земли, при этом аппарат снабжают си- стемой плавного спуска, оптимально - парашютом или двигателями.  The device is uncoupled at the initial height from the lifting device, and the device falls to the surface of the Earth, while the device is equipped with a smooth descent system, optimally with a parachute or engines.
Систему доступа поля выполняют в виде участка оболочки из сверхпроводящего материала, причем на начальной высоте этот участок оболочки нагрет выше критической температуры и находится в нор- мальном состоянии, не препятствуя доступу магнитного поля Земли, а при достижении высоты левитации этот участок охлаждают ниже кри- тической температуры и переводят в сверхпроводящее состояние, и для этого имеют узел нагрева и охлаждения такого участка.  The field access system is made in the form of a section of the shell made of superconducting material, and at the initial height this section of the shell is heated above the critical temperature and is in a normal state, not hindering the access of the Earth’s magnetic field, and when the levitation height is reached, this section is cooled below the critical temperature and translate into a superconducting state, and for this they have a heating and cooling unit of such a section.
Систему доступа поля выполняют в виде экрана, который на начальной высоте устанавливают в положение, не мешающее доступу магнитного поля Земли внутрь оболочки, а на высоте левитации экран устанавливают в положение, замыкающее участок между концами сверхпроводящей оболочки и прекращают доступ магнитного поля внутрь оболочки, при этом сам экран имеет слой сверхпроводника или слой ферромагнитного сплава, а перемещения экрана осуществляют за- порным механизмом системы доступа поля. Здесь для левитации аппарата (включает полезную нагрузку, систе- мы управления, устройство для обеспечения левитации и т.п. системы) применена энергия сконцентрированного магнитного поля Земли, поток которого собран и помещен в сверхпроводящую оболочку устройства для обеспечения левитации. При этом давление (натяжение) деформиро- ванных магнитных силовых линий сконцентрированного поля удержи- вает сверхпроводящую оболочку, а соответственно, и сам аппарат (кон- струкция любого назначения) в магнитном поле Земли над ее поверхно- стью. А для обеспечения длительной работы сверхпроводящей оболочки и левитации аппарата эта оболочка имеет систему охлаждения, разме- щенную в аппарате (одна из систем аппарата). The field access system is made in the form of a screen, which is set at an initial height in a position that does not interfere with the access of the Earth’s magnetic field into the shell, and at the levitation height, the screen is set to a position that closes the section between the ends of the superconducting shell and the magnetic field is no longer accessible inside the shell the screen itself has a superconductor layer or a layer of a ferromagnetic alloy, and the screen is displaced by the locking mechanism of the field access system. Here, for the apparatus levitation (includes a payload, control systems, a device for providing levitation, etc. systems), the energy of the Earth’s concentrated magnetic field is applied, the flux of which is collected and placed in the superconducting shell of the device for providing levitation. In this case, the pressure (tension) of the deformed magnetic field lines of the concentrated field holds the superconducting shell, and, accordingly, the apparatus itself (any design) in the Earth’s magnetic field above its surface. And to ensure long-term operation of the superconducting shell and levitation of the apparatus, this shell has a cooling system located in the apparatus (one of the apparatus systems).
Сверхпроводящая оболочка снабжена системой открытия и закры- тия доступа магнитного поля Земли внутрь этой оболочки, сокращенно - система доступа поля, которая сначала обеспечивает необходимый до- ступ поля внутрь оболочки и концентрирование поля, а затем, при необ- ходимости, закрывает доступ поля, обеспечивая постоянство сконцен- трированного поля внутри оболочки при длительной левитации.  The superconducting shell is equipped with a system for opening and closing the access of the Earth's magnetic field inside this shell, in short - a field access system that first provides the necessary access to the field inside the shell and field concentration, and then, if necessary, closes the field’s access, providing the constancy of the concentrated field inside the shell during prolonged levitation.
Сверхпроводящая оболочка выполнена в форме трубы произволь- ной формы, например, прямоугольной, эллипсной и т.п., а применяемый слой сверхпроводника использует эффект Мейснера, обеспечивающий выталкивание магнитного поля из объема сверхпроводника и удержива- ние этого поля внутри трубы.  The superconducting shell is made in the form of a pipe of arbitrary shape, for example, rectangular, ellipse, etc., and the superconductor layer used uses the Meissner effect, which expels the magnetic field from the bulk of the superconductor and holds this field inside the pipe.
Аппарат вместе с устройством для обеспечения левитации подни- мают на начальную высоту подъемным устройством, оптимально - аэростатом, дирижаблем, самолетом, ракетой. При этом аэростат, дири- жабль и самолет используют для подъема на высоту до 10...40 км, а ра- кету - на любую высоту (теоретически), например, на сотни километров с помощью геофизической ракеты. Затем на этой начальной высоте ал- парат начинает падение, спуск на поверхность Земли. Причем в это вре- мя сверхпроводящая оболочка открыта для доступа набегающего маг- нитного поля внутрь оболочки, и при спуске аппарата внутрь такой обо- лочки поступает поток магнитного поля Земли. При этом происходит автоматическое накопление и концентрирование потока магнитного по- ля, деформация его магнитных силовых линий. И при достижении ра- венства силы от спускающегося аппарата и силы давления (натяжения) деформированного сконцентрированного магнитного поля внутри обо- лочки аппарат прекращает падение и зависает на высоте левитации (точ- ка равенства сил). При этом высота левитации, в зависимости от началь- ной высоты подъема и требований к эксплуатации аппарата, составляет от 0,1 км = 100 м (нижний предел) до 70000 км, являющегося теоретиче- ским верхним пределом, равным границе магнитосферы Земли (магни- топаузой), а оптимальный реальный диапазон - от 1 км до 500 км. На высоте левитации аппарата системой доступа поля устройства для обеспечения левитации прекращают доступ магнитного поля Земли внутрь сверхпроводящей оболочки, закрывают оболочку (делают замкнутой). И это обеспечивает стабильное сконцентрированное поле внутри оболочки при длительной левитации. The apparatus, together with the device for providing levitation, is lifted to the initial height by a lifting device, optimally by a balloon, airship, airplane, rocket. At the same time, a balloon, an airship and an airplane are used to lift to a height of 10 ... 40 km, and a rocket - to any height (theoretically), for example, hundreds of kilometers using a geophysical rocket. Then, at this initial altitude, the alpine begins to fall, descent to the surface of the Earth. Moreover, at this time, the superconducting shell is open for access of the incident magnetic field inside the shell, and when the apparatus is lowered into the shell, the flux of the Earth’s magnetic field enters. In this case, the magnetic field flux is automatically accumulated and concentrated, and its magnetic field lines are deformed. And when the force is equal between the descending apparatus and the pressure (tension) force of the deformed concentrated magnetic field inside the shell, the apparatus stops falling and freezes at the level of levitation (the point of equal forces). In this case, the levitation altitude, depending on the initial elevation and requirements for the operation of the apparatus, ranges from 0.1 km = 100 m (lower limit) to 70,000 km, which is a theoretical upper limit equal to the boundary of the Earth’s magnetosphere ( topause), and the optimal real range is from 1 km to 500 km. At the height of the device’s levitation, the access system of the device’s field to ensure levitation terminates the Earth’s magnetic field access into the superconducting shell, closes the shell (makes it closed). And this provides a stable concentrated field inside the shell during prolonged levitation.
Аппарат с начальной высоты спускают вместе с подъемным устройством, а при достижении высоты левитации подъемное устрой- ство отцепляют и отправляют на поверхность Земли, оставляя аппарат на высоте левитации.  The device is lowered from the initial height together with the lifting device, and when the levitation height is reached, the lifting device is uncoupled and sent to the Earth's surface, leaving the device at the levitation height.
В другом варианте спуска аппарат на начальной высоте отцепляют от подъемного устройства, и аппарат падает к поверхности Земли, при этом аппарат снабжают системой плавного спуска, оптимально - пара- шютом или двигателями, позволяющими уменьшить скорость спуска аппарата.  In another embodiment of the descent, the apparatus at the initial height is disconnected from the lifting device, and the apparatus falls to the surface of the Earth, while the apparatus is equipped with a smooth descent system, optimally with a parachute or engines, which reduce the descent speed of the apparatus.
Систему доступа поля (сокращенный вариант, полностью - система открытия и закрытия доступа магнитного поля Земли внутрь этой обо- лочки) выполняют в виде участка оболочки (нижняя плоскость оболочки при спуске) из сверхпроводящего материала, причем на начальной высо- те этот участок нагрет выше критической температуры и находится в нормальном состоянии, не препятствуя свободному магнитному полю Земли проходить внутрь сверхпроводящей оболочки (принцип «тепло- вого ключа» в сверхпроводящей технике). При спуске и достижении вы- соты левитации с зависанием аппарата этот участок оболочки охлажда- ют ниже критической температуры и переводят в сверхпроводящее со- стояние, тем самым получают замкнутую сверхпроводящую оболочку и запирают сконцентрированное магнитное поле внутри этой оболочки. Для теплового воздействия на регулируемый участок оболочки в такой системе доступа имеется узел нагрева (нагреватель) и узел охлаждения (источник жидкого гелия) такого участка.  The field access system (shortened version, fully - the system of opening and closing the Earth’s magnetic field access inside this shell) is made in the form of a section of the shell (the lower plane of the shell during descent) of superconducting material, and at the initial height this section is heated above the critical temperature and is in a normal state, without preventing the Earth’s free magnetic field from going inside the superconducting shell (the “heat key” principle in the superconducting technique). Upon descent and reaching a levitation altitude with the apparatus freezing, this part of the shell is cooled below the critical temperature and transferred to the superconducting state, thereby obtaining a closed superconducting shell and locking the concentrated magnetic field inside this shell. For thermal effects on the regulated section of the shell in such an access system there is a heating unit (heater) and a cooling unit (source of liquid helium) of such a section.
В другом варианте систему доступа поля выполняют в виде экрана, который на начальной высоте и этапе спуска устанавливают в положе- ние, не мешающее доступу магнитного поля Земли внутрь оболочки. А на высоте левитации такой экран устанавливают в положение, замыка- ющее участок между концами сверхпроводящей оболочки (оболочка становится замкнутой), и такой экран препятствует выходу сконцентри- рованного поля из оболочки. Такой экран выполняют или со слоем сверхпроводящего материала, который на начальной высоте или высоте левитации переводят в сверхпроводящее состояние (оптимальный вари- ант), или экран выполняют из ферромагнитного сплава (магнитомягкие сплавы для ферромагнитных экранов).  In another embodiment, the field access system is made in the form of a screen, which, at the initial height and the descent stage, is set to a position that does not interfere with the access of the Earth's magnetic field inside the shell. And at the height of levitation, such a screen is installed in a position that closes the area between the ends of the superconducting shell (the shell becomes closed), and such a screen prevents the concentrated field from leaving the shell. Such a screen is made either with a layer of superconducting material, which is transferred to the superconducting state at the initial or levitation altitude (optimal variant), or the screen is made of a ferromagnetic alloy (soft magnetic alloys for ferromagnetic screens).
Сравнительный анализ с существующим уровнем техники показы- вает, что концентрирование земного магнитного поля и его использова- ние для левитации летательного аппарата обеспечивается с помощью рассматриваемых элементов устройства и манипуляций с ними, а также рассматриваемых операций в способе. Таким образом, заявляемые устройство и способ для его реализации соответствуют критерию «но- визны». Также сравнение параметров и элементов заявляемого решения с известными в данной области техники позволило сделать вывод о со- ответствии критерию «изобретательский уровень». Кроме того, все при- меняемые элементы соответствуют современному уровню техники, а само магнитное поле Земли занимает все пространство над поверхно- стью Земли, поэтому предлагаемое решение реализуемо в любом месте и районе Земли, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость». A comparative analysis with the current level of technology shows that the concentration of the earth's magnetic field and its use for levitation of the aircraft is provided by considered elements of the device and manipulations with them, as well as the considered operations in the method. Thus, the claimed device and method for its implementation meet the criterion of "novelty". Also, a comparison of the parameters and elements of the proposed solution with those known in the art allowed us to conclude that the criterion “inventive step” was met. In addition, all applicable elements correspond to the current state of the art, and the Earth’s magnetic field itself occupies all the space above the Earth’s surface; therefore, the proposed solution is feasible in any place and region of the Earth, which allows us to conclude that the criterion is “industrial applicability”.
Предложенные устройство для обеспечения левитации аппарата и способ его осуществления поясняются рисунками на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5.  The proposed device for ensuring the levitation of the apparatus and the method for its implementation are illustrated by the drawings in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5.
На фиг. 1 изображено положение на начальной высоте, при котором аппарат 1 включает устройство для обеспечения левитации 2, содержа- щее сверхпроводящую оболочку 3 с системой охлаждения 4, системой доступа поля 5 и системой плавного спуска 6, транспортируемые подъ- емным устройством 7, расположенные в магнитном поле Земли 8 над поверхностью Земли 9.  In FIG. 1 shows the position at the initial height, in which the apparatus 1 includes a device for providing levitation 2, containing a superconducting shell 3 with a cooling system 4, an access system for the field 5 and a smooth descent system 6, transported by the lifting device 7, located in a magnetic field Earth 8 above the surface of the Earth 9.
На фиг. 2 изображено сечение сверхпроводящей оболочки 3 с си- стемой доступа поля 5 с участком из сверхпроводящего материала 10 и узел нагрева и охлаждения 11.  In FIG. 2 shows a cross section of a superconducting shell 3 with an access system of field 5 with a section of superconducting material 10 and a heating and cooling unit 11.
На фиг. 3 изображено сечение сверхпроводящей оболочки 3 и си- стемы доступа поля 5 с различными вариантами начального положения экрана 12 и запорного механизма 13 на начальной высоте.  In FIG. 3 shows a cross section of the superconducting shell 3 and the access system of field 5 with various options for the initial position of the screen 12 and the locking mechanism 13 at the initial height.
На фиг. 4 изображено конечное положение на высоте левитации, при котором аппарат 1 включает устройство для обеспечения левитации 2, содержащее сверхпроводящую оболочку 3 с системой охлаждения 4 и системой доступа поля 5, удерживающие захваченное при спуске скон- центрированное магнитное поле 14, расположенные над поверхностью Земли 9 с магнитным полем Земли 8.  In FIG. 4 shows the final position at the height of levitation, in which the apparatus 1 includes a device for providing levitation 2, containing a superconducting shell 3 with a cooling system 4 and an access system of field 5, holding a concentrated magnetic field 14 captured during descent, located above the Earth’s surface for 9 s Earth's magnetic field 8.
На фиг. 5 изображено сечение сверхпроводящей оболочки 3 и си- стемы доступа поля 5 на высоте левитации с конечным положением экрана 12, регулируемого запорным механизмом 13.  In FIG. 5 shows a cross section of the superconducting shell 3 and the access system of the field 5 at the height of levitation with the final position of the screen 12, regulated by the locking mechanism 13.
При работе, согласно фиг. 1, на первом этапе аппарат 1 вместе с прикрепленным устройством для обеспечения левитации 2, содержащим сверхпроводящую оболочку 3 с системой охлаждения 4, системой до- ступа поля 5 и системой плавного спуска 6 транспортируют подъемным устройством 7 на начальную высоту с магнитным полем 8 относительно поверхности Земли 9. После этого подъемное устройство 7 отсоединяют от аппарата 1 с устройством 2 и направляют к пункту назначения на по- верхности Земли 9. При этом аппарат 1 с устройством 2 с помощью системы плавного спуска 6 начинают спуск, плавное падение к поверх- ности Земли 9 в магнитном поле Земли 8. И при спуске внутрь сверх- проводящей оболочки 3 через систему доступа поля 5 автоматически по- ступает магнитное поле Земли 8, при этом происходит накопление и концентрирование магнитного поля 8. In operation according to FIG. 1, at the first stage, the apparatus 1, together with the attached levitation device 2, containing a superconducting shell 3 with a cooling system 4, a field access system 5 and a smooth descent system 6 are transported by a lifting device 7 to an initial height with a magnetic field 8 relative to the Earth’s surface 9. After that, the lifting device 7 is disconnected from the device 1 with the device 2 and sent to the destination on the surface of the Earth 9. In this case, the device 1 with the device 2 using smooth descent systems 6 begin descent, a smooth fall to the surface of the Earth 9 in the Earth’s magnetic field 8. And when descent inside the superconducting shell 3 through the access system of field 5, the magnetic field of Earth 8 automatically enters, and accumulation and concentration occurs magnetic field 8.
В другом варианте способа аппарат 1 с устройством 2 спускают к поверхности Земли 9 с помощью подъемного устройства 7, в котором изменяют подъемную силу, и при их совместном плавном падении внутрь сверхпроводящей оболочки 3 через систему доступа поля 5 авто- матически поступает магнитное поле Земли 8, при этом происходит накопление и концентрирование магнитного поля 8. При достижении высоты левитации подъемное устройство 7 отсоединяют от аппарата 1 и направляют к пункту назначения на поверхности Земли 9.  In another variant of the method, the apparatus 1 with the device 2 is lowered to the surface of the Earth 9 with the help of a lifting device 7, in which the lifting force is changed, and when they are combined smoothly falling inside the superconducting shell 3, the Earth’s magnetic field 8 automatically enters through the field 5 access system, this leads to the accumulation and concentration of the magnetic field 8. Upon reaching the height of levitation, the lifting device 7 is disconnected from the apparatus 1 and sent to the destination on the surface of the Earth 9.
При этом на начальной высоте, согласно фиг. 2, сверхпроводящая оболочка 3 с системой доступа поля 5 имеет участок из сверхпроводя- щего материала 10, нагретого выше критической температуры и нахо- дящегося в нормальном состоянии, свободно пропускающий магнитное поле 8 внутрь оболочки 3, а нагрев участка 10 обеспечивает узел нагрева и охлаждения 11.  At the same time, at the initial height, according to FIG. 2, the superconducting shell 3 with the field 5 access system has a section of superconducting material 10, heated above the critical temperature and in a normal state, freely passing the magnetic field 8 into the shell 3, and heating of the section 10 provides a heating and cooling unit 11 .
В другом варианте, на начальной высоте, согласно фиг. 3, сверхпро- водящая оболочка 3 имеет систему допуска поля 5, содержащую экран 12 из сверхпроводящего материала или ферромагнитного сплава с возмож- ностью перемещения экрана 12 запорным механизмом 13. Причем на начальной высоте экран 12 расположен так, что не препятствует прохож- дению магнитного поля 8 внутрь оболочки 5, в том числе и для разных вариантов а) и б) положения экрана 12, и где по варианту б) экран из двух плоскостей 12 расположен под углом к поверхности оболочки 3.  In another embodiment, at an initial height according to FIG. 3, the superconducting shell 3 has a field tolerance system 5 comprising a screen 12 of superconducting material or a ferromagnetic alloy with the possibility of moving the screen 12 by the locking mechanism 13. Moreover, at the initial height, the screen 12 is located so that it does not interfere with the passage of the magnetic field 8 inside the shell 5, including for different options a) and b) the position of the screen 12, and where, according to option b) the screen of two planes 12 is located at an angle to the surface of the shell 3.
Процесс спуска аппарата 1 с устройством 2 продолжается до конеч- ного положения на высоте левитации. И на фиг. 4 изображено конечное положение аппарата 1 и устройства 2. Здесь аппарат 1 соединен с устройством 2, содержащим сверхпроводящую оболочку 3 с захвачен- ным при спуске и сконцентрированным магнитным полем 14, при этом для обеспечения длительной левитации имеется система охлаждения 4 для оболочки 3. И такой аппарат 1 с устройством 2 зависает на высоте левитации над поверхностью Земли 9 с магнитным полем Земли 8. При этом система доступа поля 5 прекращает доступ магнитного поля 8 внутрь оболочки 3 и одновременно удерживает захваченное сконцен- трированное поле 14 внутри оболочки 3.  The descent of apparatus 1 with device 2 continues to the final position at the height of levitation. And in FIG. 4 shows the final position of the apparatus 1 and device 2. Here, the apparatus 1 is connected to a device 2 containing a superconducting shell 3 with a magnetic field 14 captured during descent, and for this, a cooling system 4 for the shell 3 is provided for long-term levitation. the apparatus 1 with the device 2 hangs at a height of levitation above the surface of the Earth 9 with the magnetic field of the Earth 8. In this case, the access system of the field 5 stops access of the magnetic field 8 into the shell 3 and at the same time holds the captured concentra This field 14 inside the shell 3.
На высоте левитации, в конечном положении, согласно фиг. 2, уча- сток из сверхпроводящего материала 10 с помощью узла нагрева и охла- ждения 11 охлаждают ниже критической температуры и переводят в сверхпроводящее состояние, в котором система доступа поля 5 со сверхлроводящим участком 10 не пропускает магнитное поле 8 внутрь оболочки 3 и одновременно не выпускает магнитное поле 14 из оболочки 3. At the height of levitation, in the final position, according to FIG. 2, the portion of the superconducting material 10 is cooled below the critical temperature by means of the heating and cooling unit 11 and transferred to the superconducting state in which the access system of the field 5 with the superconducting section 10 does not pass the magnetic field 8 inward shell 3 and at the same time does not release the magnetic field 14 from the shell 3.
На фиг. 5 изображен другой вариант системы доступа 5, в котором на высоте левитации экран 12 с помощью запорного механизма 13 пере- мещают и закрывают участок между концами сверхпроводящей оболоч- ки 3. Тем самым такой экран 12 закрывает доступ внутрь оболочки 3.  In FIG. 5 shows another embodiment of the access system 5, in which, at a levitation altitude, the screen 12 is moved and closed between the ends of the superconducting shell 3 by means of the locking mechanism 13. Thus, such a screen 12 closes the access to the inside of the shell 3.
Заметим, что в конечном положении на высоте левитации для рабо- ты аппарата 1 и устройства 2 не требуется система плавного спуска 6 со- гласно фиг. 1, поэтому на фиг. 4 нет этой системы 6, а саму систему плавного спуска 6 удаляют на поверхность Земли 9 после прибытия на высоту левитации и закрытия системой доступа поля 5 сконцентриро- ванного магнитного поля 14 внутри оболочки 3.  Note that in the final position at the levitation altitude, the apparatus 1 and device 2 do not require a smooth descent system 6 according to FIG. 1, therefore, in FIG. 4 this system 6 is absent, and the smooth descent system 6 itself is removed to the surface of the Earth 9 after arriving at the levitation altitude and closing by the access system of field 5 of the concentrated magnetic field 14 inside the shell 3.
Вариант осуществления изобретения.  An embodiment of the invention.
Рассмотрим левитацию летательного аппарата (далее - ЛА) в верх- них слоях атмосферы Земли с помощью магнитного поля Земли (далее - МПЗ).  Let us consider the levitation of an aircraft (hereinafter - LA) in the upper layers of the Earth's atmosphere using the Earth's magnetic field (hereinafter - MPZ).
При концентрировании и деформировании МПЗ и его помещении в сверхпроводящую оболочку возникает подъемная сила со стороны магнитного поля, компенсирующая силу гравитации на ЛА, который при этом зависает, левитирует.  During the concentration and deformation of the MPZ and its placement in the superconducting shell, a lifting force arises from the side of the magnetic field, which compensates for the gravitational force on the aircraft, which then hangs and levitates.
Это связано с тем, что механические силы, действующие в магнит- ном поле, сводятся к натяжению Т вдоль поля и к давлению Р в перпен- дикулярном направлении. Натяжение и давление, отнесенные к единице площади, на которую они действуют, численно одинаковы и равны плотности магнитной энергии в среде (СГС, СИ - системы единиц).
Figure imgf000010_0001
This is due to the fact that the mechanical forces acting in a magnetic field are reduced to tension T along the field and pressure P in the perpendicular direction. Tension and pressure, referred to the unit of area on which they act, are numerically the same and equal to the density of magnetic energy in the medium (GHS, SI - systems of units).
Figure imgf000010_0001
Такое магнитное поле обладает силой натяжения магнитных линий, причем при воздействии на это поле возникает искривление силовых линий, и соответствующая сила натяжения всегда оказывается направ- ленной в сторону, противоположную искривлению силовой линии. При- чем эта сила натяжения стремится вернуть силовые линии к исходному положению и тем самым позволяет компенсировать силу гравитации - вес ЛА, обеспечивая его левитацию.  Such a magnetic field has a magnetic line tension force, and when this field is applied, the field lines become curved, and the corresponding magnetic force always turns out to be in the direction opposite to the field line curvature. Moreover, this tension force tends to return the lines of force to their original position and thereby compensates for the force of gravity — the weight of the aircraft, ensuring its levitation.
Главный конструктивный элемент - сверхпроводящая оболочка, выполненная по геометрии (сечению) в форме трубы произвольной формы (задаваемой разработчиками). Рассмотрим конструкцию такой оболочки, с ее элементами и материалам.  The main structural element is a superconducting shell made in geometry (section) in the form of a pipe of arbitrary shape (specified by the developers). Consider the design of such a shell, with its elements and materials.
Левитация требует надежного помещения сконцентрированного МПЗ в замкнутую оболочку и длительного удержания поля в этой обо- лочке. А это требует применения слоя сверхпроводящего материала по поверхности замкнутой оболочки. Глубина проникновения магнитного поля в сверхпроводники 1 рода не превышает 100 нм, поэтому достаточно применения пленок из сверх- проводника толщиной 1-^50 мкм, нанесенных на фольгу из меди или алюминия. Из сверхпроводников, обеспечивающих полный эффект Мейснера, наиболее оптимальны ниобий с критической температурой Тс = 9,3 К и критическим полем НСо = 1980 э; технеций с величиной Тс = 7,8 К и критическим полем НСо = 1410 э. Однако возможно использова- ние сплавов-сверхпроводников 2 рода, в которых нет полного эффекта Мейснера во всем диапазоне параметров сверхпроводника, а имеется полный эффект в ограниченном диапазоне параметров, зато они имеют высокую критическую температуру потери сверхпроводимости, дости- гающую для пленок Тс = 23,2 К. И также сверхпроводники обеспечива- ют левитацию в определенном диапазоне параметров магнитного поля, а также за счет толстого слоя сверхпроводника в течение определенного времени. Отметим перспективность применения многожильных лент и кабелей, состоящих из множества (до тысяч) отдельных тончайших проволочек из сверхпроводящего сплава, обладающих отличными ха- рактеристиками для применения в изменяющихся во времени магнитных полях. Возможно и сочетание разных типов сверхпроводников, напри- мер, фольга из ниобия или технеция с пленкой NbN или т.п. сплава, или лентой на фольге и т.п. сочетания. Отметим, что интересны и высоко- температурные сверхпроводники, не теряющие сверхпроводимости в сильных магнитных полях, вплоть до уровня 20- ЗО Тл, при критической температуре Тс более 30 К (охлаждение жидким водородом). Например, это сверхпроводящие ленты диборида магния MgB2 с Тс = 35...39 К, с критической плотностью тока около 220 А/мм2, с длиной до 10 м и бо- лее. Причем уже сейчас номенклатура высокотемпературных сверхпро- водников достаточно большая, и их свойства постоянно улучшаются, поэтому в дальнейшем реально в замкнутой оболочке использовать эти сверхпроводники. Levitation requires reliable placement of the concentrated MPZ in a closed shell and long-term field retention in this shell. And this requires the use of a layer of superconducting material on the surface of a closed shell. The depth of penetration of the magnetic field into type 1 superconductors does not exceed 100 nm; therefore, it is sufficient to use films of a superconductor 1– ^ 50 μm thick deposited on a copper or aluminum foil. Of the superconductors providing the full Meissner effect, the most optimal are niobium with a critical temperature Tc = 9.3 K and a critical field H C o = 1980 e; technetium with a value of T c = 7.8 K and a critical field H C o = 1410 Oe However, it is possible to use alloys of type 2 superconductors in which there is no complete Meissner effect in the entire range of parameters of the superconductor, and there is a complete effect in a limited range of parameters, but they have a high critical temperature of loss of superconductivity, which reaches T c = 23 for films , 2 K. And also superconductors provide levitation in a certain range of magnetic field parameters, as well as due to the thick layer of the superconductor for a certain time. We note the promise of using multicore tapes and cables, consisting of many (up to thousands) of individual thinnest wires of superconducting alloy, which have excellent characteristics for use in time-varying magnetic fields. A combination of different types of superconductors is also possible, for example, a niobium or technetium foil with an NbN film or the like. alloy, or tape on foil, etc. combinations. Note that high-temperature superconductors that do not lose superconductivity in strong magnetic fields up to the level of 20 ° C T at a critical temperature T with more than 30 K (cooling with liquid hydrogen) are also interesting. For example, these are superconducting magnesium diboride ribbons MgB 2 with T c = 35 ... 39 K, with a critical current density of about 220 A / mm 2 , with a length of up to 10 m and more. Moreover, the nomenclature of high-temperature superconductors is already quite large, and their properties are constantly improving, so in the future it is realistic to use these superconductors in a closed shell.
Однако здесь рассмотрим вариант традиционных сверхпроводни- ков, сочетания разных типов, для использования в замкнутой оболочке. Например, сочетание фольги из ниобия или технеция со сплавом 2 рода - ленты (разного состава). Учитывая необходимость длительной работы замкнутой оболочки, принимаем, что среднее рабочее поле внутри за- мкнутой оболочки равно НМо ~ Ю00 э = 8 · 10 А/м. При этом среднее давление сконцентрированного поля внутри оболочки РМо = 4 10 Н/м2, а плотность энергии такого поля ωΜ0 = 4 - 10 Дж/м . However, here we consider a variant of traditional superconductors, combinations of different types, for use in a closed shell. For example, a combination of a foil made of niobium or technetium with an alloy of the 2nd kind - ribbons (of different composition). Considering the need for long-term operation of the closed shell, we assume that the average working field inside the closed shell is equal to H M o ~ 10,000 e = 8 · 10 A / m. In this case, the average pressure of the concentrated field inside the shell is P M o = 4 10 N / m 2 , and the energy density of such a field is ω Μ0 = 4 - 10 J / m.
Отметим, что выбор абсолютных значений площади оболочки зави- сит от реализуемых задач и определяется конкретными конструкциями левитирующего ЛА.  Note that the choice of the absolute values of the envelope area depends on the tasks being implemented and is determined by the specific structures of the levitating aircraft.
Идеальная подъемная сила F  Ideal lift F
F = Рмо ' SB (2) где Рм0 - давление сконцентрированного МПЗ; F = PMO 'SB (2) where P m0 - pressure concentrated MPZ;
SB — площадь воспринимающей поверхности оболочки. S B is the area of the perceptual surface of the shell.
Например, при SB = 10 м имеем величину F = Ю Н, что соответ- ствует весу ЛА с массой 4 · 103 кг = 4 т, а для SB - 100 м2 имеем F = 105 Н, что соответствует весу ЛА с массой 4 · 104 кг = 40 т. For example, at S B = 10 m we have the value F = 10 N N, which corresponds to the weight of an aircraft with a mass of 4 · 10 3 kg = 4 t, and for SB - 100 m 2 we have F = 10 5 N, which corresponds to the weight of an aircraft with a mass of 4 · 10 4 kg = 40 t.
Конструкция оболочки подобна известным сверхпроводящим устройствам и включает фольгу из алюминия или меди, толщиной 0,1+0,5 мм, на которую нанесен слой сверхпроводника (с одной стороны - ниобий, с другой стороны - сплав 2 рода) с общей толщиной 1+100 мкм. Эта фольга заключена в герметичную оболочку, которая в свою очередь закреплена внутри корпуса. При этом между поверхностью фольги со сверхпроводником и герметичной оболочкой имеется зазор, щель, являющиеся каналом для охлаждающего агента - жидкого гелия. Причем между поверхностями герметичной оболочки и корпуса— ваку- ум, и в этом пространстве дополнительно могут быть установлены пленочные теплозащитные промежуточные экраны, уменьшающие теп- лопередачу от корпуса к герметичной оболочке.  The shell design is similar to the known superconducting devices and includes a foil of aluminum or copper, 0.1 + 0.5 mm thick, on which a superconductor layer is deposited (on the one hand is niobium, on the other is an alloy of the 2nd kind) with a total thickness of 1 + 100 microns. This foil is enclosed in an airtight shell, which in turn is fixed inside the housing. At the same time, there is a gap between the surface of the foil with a superconductor and a sealed sheath, a gap that is a channel for a cooling agent - liquid helium. Moreover, between the surfaces of the sealed enclosure and the housing there is a vacuum, and in this space additional film heat-shielding intermediate screens can be installed that reduce heat transfer from the enclosure to the sealed enclosure.
Именно из требований теплозащиты выявляется конструкция внешней поверхности корпуса герметичной оболочки - алюминиевая фольга толщиной 0,1 -И мм, к которой прикреплено селективное покры- тие, например, через слой серебра или алюминия в 1 мкм приклеена стеклопленка толщиной 150 мкм, и это покрытие обеспечивает коэффи- циент поглощения солнечной радиации а$ ~ 0,06 при коэффициенте из- лучения поверхности для инфракрасного диапазона излучения ε ~ 0,90. Естественно, возможны и другие конструкции селективного покрытия, обеспечивающие примерно такие же параметры, а здесь для оценки па- раметров принимаем подобное покрытия.  It is from the requirements of thermal protection that the design of the outer surface of the casing of the sealed enclosure is revealed — aluminum foil 0.1-mm thick, to which a selective coating is attached, for example, 150 microns thick fiberglass is glued through a layer of silver or aluminum in 1 μm, and this coating provides the absorption coefficient of solar radiation is a $ ~ 0.06 with a surface emission coefficient for the infrared range of radiation ε ~ 0.90. Naturally, other designs of selective coating are possible, providing approximately the same parameters, but here for evaluating the parameters we accept a similar coating.
Для внутренней поверхности корпуса с электрополированной по- верхностью, а также для ниобиевого покрытия герметичной оболочки получаем тепловой поток от корпуса к герметичной оболочке порядка 0,04 Вт на 1 м2, который еще уменьшается в 1,5+3 раза за счет ввода промежуточных теплозащитных экранов. А учитывая дополнительный тепловой поток от разреженной атмосферы и от Земли, реальный тепло- вой поток составляет порядка 0,04+0,06 Вт на площадь 1 м2. For the inner surface of the case with an electropolished surface, as well as for the niobium coating of the hermetic shell, we obtain a heat flux from the body to the hermetic shell of the order of 0.04 W per 1 m 2 , which is still reduced by 1.5 + 3 times due to the introduction of intermediate heat-shielding screens. And taking into account the additional heat flux from the rarefied atmosphere and from the Earth, the real heat flux is about 0.04 + 0.06 W per 1 m 2 area .
Оценка средней массы 1 м2 оболочки, включая корпус из фольги с толщиной 0,5 мм, дает величину массы порядка 6 кг, а с учетом тепло- защитных экранов - порядка 7 кг, а с учетом слоя гелия в 5+8 мм, сред- няя масса провода порядка 8 кг для площади в 1 м2. Учитывая и разброс применяемых конструкторских решений, материалов и технологических возможностей производства, реальная масса замкнутой оболочки в диа- пазоне 5+15 кг на площадь оболочки в 1 м2. Для примера рассмотрим замкнутую оболочку с общей площадью S0 = 50 м . Принимаем эту оболочку в виде прямоугольной трубы с дву- мя параллельными длинными сторонами а = 6 м (длина) и шириной обо- лочки с - 3,5 м при боковых стенках с высотой Ъ ~ 1 , 2 м. Со стороны торцов с площадью а х Ъ эта замкнутая полость открыта для свободного размещения силовых линий МПЗ. Такая конструкция соответствует площади воспринимающей оболочки SB = а х с = 21 м2, тогда идеальная подъемная сила F = 8,4 · 104 Н, что соответствует левитации ЛА с мае- сой до 8,4 · 10 кг = 8,4 т. Для такой оболочки ее масса равна 300...750 кг, из них до 50 кг - жидкий гелий. При этом тепловой поток к оболочке со сверхпроводником составляет Qn— 2 Вт. Для такого теплового потока 50 кг жидкого гелия обеспечивают охлаждение оболочки в течение 400+900 часов ~ 15+40 суток. Поэтому на ЛА дополнительно устанавли- вают теплоизолированную емкость с запасами жидкого гелия, например, 500 кг хватит на 3+9 месяцев. И по окончании этого запаса гелия на ЛА доставляют новую емкость с новым запасом гелия. Estimation of the average weight of 1 m 2 of the shell, including a foil body with a thickness of 0.5 mm, gives a mass of about 6 kg, and taking into account heat shields - about 7 kg, and taking into account a helium layer of 5 + 8 mm, medium - the net weight of the wire is about 8 kg for an area of 1 m 2 . Given the range of applied design solutions, materials and technological capabilities of production, the real mass of the closed shell in the range of 5 + 15 kg per shell area of 1 m 2 . As an example, consider a closed shell with a total area of S 0 = 50 m. We accept this shell in the form of a rectangular pipe with two parallel long sides a = 6 m (length) and a shell width c - 3.5 m with side walls with a height of b ~ 1, 2 m. From the end faces with area a x b, this closed cavity is open for free placement of the lines of power of the MPZ. This design corresponds to the area of the receiving shell S B = a x c = 21 m 2 , then the ideal lifting force is F = 8.4 · 10 4 N, which corresponds to the levitation of an aircraft with a mass of up to 8.4 · 10 kg = 8.4 t. For such a shell, its mass is 300 ... 750 kg, of which up to 50 kg is liquid helium. In this case, the heat flux to the shell with a superconductor is Qn— 2 W. For such a heat flux, 50 kg of liquid helium provide cooling of the shell for 400 + 900 hours ~ 15 + 40 days. Therefore, an insulated container with liquid helium reserves is additionally installed on the aircraft, for example, 500 kg is enough for 3 + 9 months. And at the end of this helium supply, a new tank with a new helium supply is delivered to the aircraft.
Однако для длительной левитации ЛА более перспективно приме- нение охлаждения с помощью холодильной машины, которых в настоя- щее время имеется несколько разновидностей. Для холодильной машины мощностью 2,1 Вт на температуру ~ 4,5 К потребляемая мощность по- добных установок 3+3,5 кВт при массе 250+400 кг, в зависимости от со- вершенства конструкции и применяемых материалов.  However, for prolonged levitation of an aircraft, it is more promising to use cooling with the help of a refrigerating machine, which currently has several varieties. For a chiller with a power of 2.1 W at a temperature of ~ 4.5 K, the power consumption of such plants is 3 + 3.5 kW with a mass of 250 + 400 kg, depending on the design and materials used.
Для длительного энергопитания такой холодильной машины опти- мально применение солнечной батареи на фотоэлементах, с массой 50^-100 кг, в зависимости от типа, эффективности и совершенства при- меняемой конструкции. А учитывая необходимость наличия электриче- ского аккумулятора для обеспечения работы в тени, других вспомога- тельных электрических преобразователей, силовых элементов и тепло- вых устройств, общая масса системы энергопитания холодильной ма- шины составляет порядка 300+500 кг.  For long-term power supply of such a refrigerating machine, it is optimal to use a solar battery on solar cells with a mass of 50 ^ -100 kg, depending on the type, efficiency and perfection of the design used. And taking into account the need for an electric battery to provide shade, other auxiliary electrical converters, power elements and thermal devices, the total mass of the power supply system of the refrigeration machine is about 300 + 500 kg.
Итак, для общей площади оболочки Sc = 50 м2 общая масса сверх- проводящей оболочки вместе с системой охлаждения, включающей или емкость с запасом жидкого гелия или холодильную машину с системой энергопитания, составляет 900+1700 кг, а зависимости от конструктив- ного совершенства всех устройств. So, for the total shell area Sc = 50 m 2, the total mass of the superconducting shell together with the cooling system, including either a container with a supply of liquid helium or a refrigerating machine with an energy supply system, is 900 + 1700 kg, and depending on the structural perfection of all devices.
Сразу отметим, что ЛА в обязательном порядке снабжается пара- шютной системой для спуска ЛА в случае аварии. Кроме того, имеется и силовая конструкция из легких высокопрочных материалов, типа уг- лепластиков, для крепления систем ЛА. И поэтому при массе замкнутой оболочки и обслуживающих ее систем до 900+-1700 кг, общая масса кон- струкции ЛА составит 1200+2000 кг.  Immediately, we note that the aircraft is necessarily equipped with a parachute system for launching the aircraft in the event of an accident. In addition, there is also a power structure made of lightweight high-strength materials, such as carbon plastics, for mounting aircraft systems. And therefore, with the weight of the closed shell and the systems serving it up to 900 + -1700 kg, the total mass of the aircraft design will be 1200 + 2000 kg.
Таким образом, захват и деформирование силовых линий при кон- центрировании МПЗ позволяет использовать полученное поле для левитации ЛА. Здесь захваченное деформированное МПЗ, концентриро- ванное внутри сверхпроводящей оболочки, имеет силу натяжения, стре- мящуюся вернуть силовые линии в исходное положение. И эта сила натяжения компенсирует силу гравитации - вес ЛА, обеспечивая его ле- витацию. Учитывая захват силовых линий с большой площади и доста- точно сложный характер распределения в пространстве искривленных силовых линий, математически сложно описать простой формулой силу натяжения магнитных линий для данного физического случая. Однако в первом приближении можно оценить подъемную силу по градиенту давления сконцентрированного магнитного поля, в частности, по сред- нему поля с давлением Рмо- Учитывая оценочный характер этих физиче- ских расчетов, в реальности удерживаемая масса ЛА в диапазоне от 7000 кг до 8400 кг, то есть до 80-100% от идеальной величины подъемной си- лы F для магнитного поля внутри оболочки. Thus, the capture and deformation of the field lines when concentrating the magnetic field allows using the obtained field for aircraft levitation. Here, the captured deformed MPZ, concentrated inside the superconducting shell, has a tensile force, which tends to return the lines of force to their original position. And this tension force compensates for the force of gravity - the weight of the aircraft, ensuring its levitation. Considering the capture of field lines from a large area and the rather complicated nature of the distribution of curved field lines in space, it is mathematically difficult to describe the tension force of magnetic lines for a given physical case with a simple formula. However, in a first approximation, it is possible to estimate the lifting force by the pressure gradient of the concentrated magnetic field, in particular, by the average field with pressure P mo . Given the estimated nature of these physical calculations, in reality the mass of aircraft kept in the range from 7000 kg to 8400 kg , that is, up to 80-100% of the ideal value of the lifting force F for the magnetic field inside the shell.
Естественно, реальная удерживаемая масса ЛА зависит от оптимиза- ции геометрических размеров замкнутой оболочки, а также от формы и со- отношения размеров оболочки, положения оболочки и ее геометрических элементов относительно магнитного поля Земли, полученной геометрии поля внутри оболочки. Влияет и применяемая конструкция замкнутой оболочки, ее совершенство и отработанность узлов конструкции.  Naturally, the actual retained mass of the aircraft depends on the optimization of the geometric dimensions of the closed shell, as well as on the shape and ratio of the dimensions of the shell, the position of the shell and its geometric elements relative to the Earth’s magnetic field, and the obtained field geometry inside the shell. The applied design of the closed shell also affects its perfection and refinement of the structural units.
Оценим параметры магнитного поля Земли, необходимого для по- лучения сконцентрированного магнитного поля внутри замкнутой сверхпроводящей оболочки.  Let us evaluate the parameters of the Earth’s magnetic field necessary to obtain a concentrated magnetic field inside a closed superconducting shell.
Для магнитного поля действует закон постоянства магнитного по- тока Ф0 = const, где Ф0 - BS, a J? = μμοΗ. Тогда отношение сконцентриро- ванного поля в оболочке к свободному МПЗ (как и для магнитного насо- са и т.п. систем) For a magnetic field, the law of constancy of the magnetic flux Ф 0 = const, where Ф 0 - BS, and J? = μμοΗ. Then, the ratio of the concentrated field in the shell to the free SCF (as for a magnetic pump, etc. systems)
Figure imgf000014_0001
где S3— площадь забираемого и концентрируемого потока свободного земного магнитного поля с напряженностью Нз,
Figure imgf000014_0001
where S3 is the area of the taken and concentrated flux of the free earth's magnetic field with intensity Нз,
SK - площадь сечения открытого торца оболочки с геометрией a х Ь со сконцентрированным полем Нмо. S K is the cross-sectional area of the open end of the shell with a x b geometry with a concentrated field N mo .
Собственно, зависимость (3) аналогична зависимости для магнит- ного насоса, концентрирующего слабое магнитное поле в сильное (раз- ница в масштабе). Actually, dependence (3) is similar to the dependence for a magnetic pump concentrating a weak magnetic field into a strong one (difference in scale).
Безусловно, очень перспективна левитация ЛА над районом с маг- нитной аномалией, например, в районе Курской магнитной аномалии, где напряженность магнитного поля превышает 100 А/м. Однако здесь рассмотрим реальный вариант среднего магнитного поля Земли, обеспе- чивающий левитацию ЛА. Для МПЗ напряженность на магнитном эква- торе - около 27, 1 А/м, а у магнитных полюсов - около 52,5 А/м, тогда среднее земное магнитное поле считаем равным Н3 = 40 А/м (вблизи по- верхности Земли). Undoubtedly, levitation of aircraft over a region with a magnetic anomaly is very promising, for example, in the region of the Kursk magnetic anomaly, where the magnetic field exceeds 100 A / m. However, here we consider a real version of the Earth’s average magnetic field, which ensures the levitation of aircraft. For the magnetic field, the magnetic equator is about 27, 1 A / m, and at the magnetic poles is about 52.5 A / m, then the average Earth’s magnetic field is assumed to be equal to H 3 = 40 A / m (near the Earth’s surface )
Тогда отношение магнитных полей - внутри оболочки со средним И мо - 8 · 104 А/м и среднего земного Н3 = 40 А/м равно ~ 2000, соответ- ственно, и отношение площадей свободного МПЗ S3 к площади концен- трируемого поля SK составляе ~ 2000 (точнее, 1999). Then the ratio of the magnetic fields inside the shell with the average And mo - 8 · 10 4 A / m and the average Earth’s H 3 = 40 A / m is ~ 2000, respectively, and the ratio of the areas of free MPZ S 3 to the area of the concentrated field S K is ~ 2000 (more precisely, 1999).
Тогда необходимая высота падения ЛА (в первом приближении) АНп составляет Then the necessary height of the fall of the aircraft (in a first approximation) AN p is
ДЯ„= - - ^ (4)  ДЯ „= - - ^ (4)
" λ Н3 "λ H 3
где b - высота боковой поверхности оболочки; where b is the height of the side surface of the shell;
λ - отношение площади проходящего через систему доступа поля свободного МПЗ S3M к площади концентрируемого в оболочке поля SB ~ x c. λ is the ratio of the area of the free MFZ S 3M field passing through the access system to the area of the field S B ~ x c concentrated in the shell.
Для варианта Я = 1 ,0 и примера прямоугольной оболочки с Ъ = 1 ,2 м получаем For the variant H = 1, 0 and the example of a rectangular shell with b = 1, 2 m, we obtain
АН = \,2 ~ (5)  AN = \, 2 ~ (5)
И для Нм0 1 Н3 = 2000 получаем АНп = 2400 м = 2,4 км, то есть высо- та падения ЛА составит 2,4 км. Значит, начальная высота подъема ЛА (с помощью подъемного устройства) должна превышать высоту левита- ции ЛА на 2,4 км. Величина Н3 ~ 40 А/м соответствует относительно не- высокому уровню высоты левитации - до 100 км от поверхности Земли. And for N m0 1 H 3 = 2000 we get AN p = 2400 m = 2.4 km, that is, the height of the aircraft fall will be 2.4 km. This means that the initial elevation of the aircraft (with the help of a lifting device) must exceed the levitation height of the aircraft by 2.4 km. The value of H 3 ~ 40 A / m corresponds to a relatively low level of levitation altitude - up to 100 km from the Earth's surface.
Для больших высот левитации, более 10000 км, существенно стано- вится падение свободного МПЗ до уровня Н3 ~ 1 ...0,02 А/м, тогда необ- ходимая высота падения ЛА возрастает до уровня 100...1000 км, что вполне реально. For large heights of levitation, more than 10,000 km, the free MPZ drops significantly to the level of H 3 ~ 1 ... 0.02 A / m, then the required height of the aircraft’s fall increases to the level of 100 ... 1000 km, which is quite real.
Таким образом, начальная высота Нил подъема ЛА равна сумме требуемой высоте левитации Нл плюс необходимая высота падения АН„, обеспечивающая захват и концентрирование необходимой величины МПЗ: Thus, the initial height of the Nile of the aircraft lift is equal to the sum of the required levitation height N l plus the required drop height AN „, which ensures the capture and concentration of the required MPZ value:
Ннл = Нл + АНп (6) N nl = N l + AN p (6)
Подчеркнем, что падение ЛА продолжается именно до того момен- та времени, когда установится равновесие между силой натяжения за- хваченного сконцентрированного МПЗ и весом ЛА. Это гарантирует ле- витацию ЛА в МПЗ (на высоте, близкой к расчетной по формулам (5) и (6))· Однако в общем случае система доступа поля оболочки может иметь участок для свободного прохождения ЗМП с меньшей или боль- шей площадью сечения, чем SB, ТО есть возможны варианты Я < 1 или Я > 1. We emphasize that the fall of the aircraft continues right up to the point in time when an equilibrium is established between the tension force of the captured concentrated MPZ and the weight of the aircraft. This ensures the levitation of the aircraft in the MPZ (at a height close to the calculated one according to formulas (5) and (6)) · However, in the general case, the access system of the envelope field may have a site for free passage of the SMF with a smaller or larger cross-sectional area than SB, THEN there are possible options I <1 or I> 1.
Для варианта конструкции оболочки с «тепловым ключом», когда нижняя плоскость оболочки имеет участки как в нормальном состоянии, так и сверхпроводящем состоянии, площадь поверхности, пропускаю- щая свободное МПЗ, по величине меньше площади SB, тогда имеем ве- личину Я < 1 , вплоть до Я ~ до 0,5...0,9. Однако, безусловно, оптималь- ный вариант оболочки - величина Я = 1 ,0 (нижняя плоскость оболочки вся находится в нормальном состоянии). For the design of the shell with the “heat key”, when the lower plane of the shell has sections both in the normal state and in the superconducting state, the surface area that allows free MFL is smaller than the area S B , then we have the value of R <1 up to I ~ up to 0.5 ... 0.9. However, of course, the optimal variant of the shell is Я = 1, 0 (the entire lower plane of the shell is in a normal state).
Для варианта оболочки с экраном возможно получение величины Я > 1. При этом экран в начальном положении устанавливают в виде ко- нической поверхности, при этом общая площадь между краями 2-х по- ловинок экрана может превышать величину площади SB, и это отноше- ние Я ~ 1 ,5...3,0. Такой вариант интересен для организации левитации ЛА на больших высотах, с высотой левитации НЛ > 100 км, где атмосфе- ра практически ничтожна, вакуум, и нет воздушного сопротивления па- дению оболочки с ЛА. Это обеспечивает уменьшение высоты падения АНП в 1 ,5- З раза, что представляет интерес, так как выведение на начальную высоту здесь достигают геофизической ракетой или т.п. устройством, которая имеет ограничения по высоте подъема и грузо- подъемности. For a variant of a shell with a screen, it is possible to obtain a value of H> 1. In this case, the screen in the initial position is set in the form of a conical surface, while the total area between the edges of the 2 halves of the screen can exceed the area S B , and this is relative I ~ 1, 5 ... 3.0. This option is interesting for the organization of aircraft levitation at high altitudes, with a levitation altitude of H L > 100 km, where the atmosphere is practically negligible, there is a vacuum, and there is no air resistance to the fall of the shell from the aircraft. This ensures a decrease in the height of the fall of AN P by a factor of 1.5–3, which is of interest, since it is possible to reach the initial height by a geophysical rocket or the like. a device that has restrictions on lifting height and lifting capacity.
Имеется и система организации плавного спуска ЛА с начальной высоты, с достижением скорости спуска на высоте левитации VCn ~ 0,1...1 м/с. Это обеспечивает уменьшение количества движения ЛА при падении, которое также надо компенсировать сконцентрированным МПЗ (именно инерция падающего ЛА увеличивает высоту падения ЛА по сравнению с расчетной высотой по формуле (4)). There is also a system for organizing a smooth descent of an aircraft from an initial altitude, with the descent speed reaching a levitation altitude of V C n ~ 0.1 ... 1 m / s. This ensures a decrease in the amount of movement of the aircraft during a fall, which also needs to be compensated for by a concentrated MPZ (it is the inertia of the falling aircraft that increases the height of the aircraft’s fall compared to the calculated height according to formula (4)).
Идеальный вариант спуска ЛА - подъемное устройство после подъ- ема на начальную высоту начинает спуск на поверхность Земли, причем вместе с ЛА, закрепленным на подъемном устройстве. И после спуска до высоты левитации, когда в оболочке накопится необходимое сконцен- трированное МПЗ, подъемное устройство отцепляется от ЛА, которое остается левитировать, а подъемное устройство продолжает спуск на по- верхность Земли. В этом варианте оптимально использование высотного аэростата (высота подъема до 30...35 км) или дирижабля. Достоинство этого варианта - полный контроль процесса спуска ЛА, возможность ре- гулирования скорости падения ЛА с помощью аэростата или дирижабля, вплоть до возможности полной остановки на высоте левитации, измере- ния поля внутри оболочки на всем участке падения.  An ideal variant of launching an aircraft is that the lifting device, after climbing to its initial height, begins to descend to the Earth’s surface, together with the aircraft mounted on the lifting device. And after the descent to the levitation altitude, when the necessary concentrated MPZ accumulates in the shell, the lifting device detaches from the aircraft, which remains levitated, and the lifting device continues to descend to the Earth's surface. In this embodiment, the use of a high-altitude balloon (lift altitude up to 30 ... 35 km) or an airship is optimal. The advantage of this option is full control of the aircraft descent process, the ability to control the speed of the aircraft fall using an aerostat or an airship, up to the possibility of a complete stop at the levitation altitude, and measurement of the field inside the shell over the entire area of the fall.
Другой вариант организации плавного спуска ЛА - использование парашюта. Этот вариант - единственный при использовании самолета в качестве подъемного устройства. При этом на начальной высоте ЛА просто отцепляют от самолета, и при начале свободного падения ЛА от- крывают парашют, что обеспечит плавный спуск ЛА до высоты левита- ции. А на высоте левитации, когда ЛА зависает, начинает левитировать, этот парашют отстреливают, сбрасывают на поверхность Земли. В принципе использование парашюта применимо и для аэростатов и ди- рижаблей в качестве подъемного устройства (что упрощает требования к ним). В качестве парашюта используют известные конструкции, напри- мер, парашюты для сброса боевой техники, высотные парашюты и т.п., а оптимально - высотные парашюты для спуска отсеков космических ап- паратов (типа «Союз» и т.п.). Another option for organizing a smooth descent of an aircraft is the use of a parachute. This option is the only one when using the aircraft in as a lifting device. At the same time, at the initial altitude, the aircraft is simply unhooked from the aircraft, and at the beginning of free fall the aircraft is parachuted, which will ensure a smooth descent of the aircraft to the levitation altitude. And at the height of levitation, when the aircraft hangs, it begins to levitate, this parachute is shot, dropped to the surface of the Earth. In principle, the use of a parachute is also applicable to balloons and airships as a lifting device (which simplifies the requirements for them). As a parachute, well-known structures are used, for example, parachutes for dropping military equipment, high-altitude parachutes, etc., and optimally high-altitude parachutes for lowering spacecraft compartments (such as Soyuz, etc.).
Еще один вариант организации спуска ЛА - использование тормоз- ных ракетных двигателей. Этот вариант - единственный при использо- вании ракет как подъемного устройства для подъема ЛА на высоту более 50 км, теоретически - вплоть до десятков тысяч километров. При этом ЛА снабжают или одним двигателем, или системой малых двигателей, которые периодически (через 1...100 сек) включаются, тормозя падение ЛА и компенсируя инерцию падающего ЛА. На высоте левитации тор- мозные двигатели также работают, практически останавливая движение ЛА, и после этого ЛА левитирует, при этом сконцентрированное МПЗ в оболочке компенсирует вес ЛА.  Another option for organizing the launch of an aircraft is the use of brake rocket engines. This option is the only one when using rockets as a lifting device for lifting aircraft to a height of more than 50 km, theoretically - up to tens of thousands of kilometers. In this case, the aircraft is equipped with either one engine or a system of small engines that are switched on periodically (after 1 ... 100 sec), slowing down the aircraft’s fall and compensating for the inertia of the falling aircraft. At the height of levitation, the brake engines also work, practically stopping the movement of the aircraft, and then the aircraft levitates, while the concentrated MPZ in the shell compensates for the weight of the aircraft.
Разновидностью такого варианта является более сложный способ - геофизическая ракета поднимается вертикально вверх до начальной вы- соты, а затем начинает плавно опускаться на своих двигателях до высо- ты левитации ЛА.  A variation of this option is a more complex method - a geophysical rocket rises vertically up to its initial height, and then begins to gradually descend on its engines to the aircraft levitation altitude.
Собственно, именно сложность организации плавного спуска ЛА на больших высотах и дает заинтересованность в создании оболочки с экраном с большим коэффициентом > 2,0, так как это упрощает ра- кетное торможение падающего ЛА на больших высотах. Например, вре- мя заполнения оболочки сконцентрированным МПЗ для λ = 2,0 умень- шается в ~ 2 раза, а это соответственно уменьшает время работы тор- мозных ракетных двигателей, их используемое топливо.  Actually, it is the complexity of organizing the smooth descent of the aircraft at high altitudes that gives interest in creating a shell with a screen with a large coefficient> 2.0, since this simplifies the missile braking of the falling aircraft at high altitudes. For example, the time of filling the shell with concentrated MTF for λ = 2.0 decreases by ~ 2 times, and this accordingly reduces the operating time of the braking rocket engines and their used fuel.
Таким образом, существующий уровень техники обеспечивает плавный спуск ЛА с начальной высоты до высоты левитации. Здесь применимы известные конструкции самолетов, аэростатов, дирижаблей, ракет и т.п. устройств, с некоторыми модификациями (для крепления ЛА и т.п.). При этом это простая операция для организации левитации ЛА в воздушной атмосфере (до высот 20...30 км), и достаточно сложная операция для организации левитации ЛА на больших высотах, вне атмо- сферы, хотя технически реальна и для высоты в тысячи километров (для современных ракет) и более. На высоте левитации ЛА системой доступа поля устройства пре- кращают доступ МПЗ внутрь сверхпроводящей оболочки, закрывают, делают оболочку замкнутой для МПЗ. Thus, the current level of technology provides a smooth descent of the aircraft from the initial height to the height of levitation. Well-known designs of airplanes, balloons, airships, rockets, etc. are applicable here. devices, with some modifications (for mounting an aircraft, etc.). Moreover, this is a simple operation for organizing aircraft levitation in an air atmosphere (up to altitudes of 20 ... 30 km), and a rather complicated operation for organizing aircraft levitation at high altitudes, outside the atmosphere, although it is technically feasible for an altitude of thousands of kilometers ( for modern rockets) and more. At the height of the aircraft levitation by the access system, the device’s fields terminate the MFD access into the superconducting shell, close it, and make the shell closed to the MFB.
Конструкция оболочки выполнена в форме трубы, в общем случае - произвольного сечения (эллипс, квадрат и т.п.), а здесь для примера - прямоугольная труба с размерами a x b x c. При этом оболочка имеет си- стему доступа поля для набегающего свободного МПЗ, и эта система имеет разные варианты исполнения.  The shell design is made in the form of a pipe, in the general case an arbitrary section (ellipse, square, etc.), and here, for example, a rectangular pipe with dimensions a x b x c. In this case, the shell has a field access system for the on-going free MPZ, and this system has different versions.
Первый вариант конструкции - нижняя плоскость оболочки позво- ляет осуществить принцип «теплового ключа» (см. книгу В. Буккель. Сверхпроводимость. М. Мир, 1975, с. 290-292, 314). Здесь в начальном положении на высоте Ннл нижняя плоскость находится в нормальном со- стоянии, при температуре сверхпроводника 25...40 К (для традиционных сверхпроводников). А после падения и остановки на высоте левитации Нл в оболочке осуществляют быстрый переход нижней плоскости в сверхпроводящее состояние. Для этого через щель (между поверхностью фольги и герметичной оболочкой) подают охлаждающий агент, жидкий гелий, который быстро, за 0,1...5 сек (в зависимости от интенсивности потока жидкого гелия) переводит сверхпроводник нижней плоскости в сверхпроводящее состояние. Для этого охлаждения (с 25...40 К до 5...9 К) достаточно емкости с жидким гелием на 5...10 кг, после этого нижняя плоскость становится сверхпроводящей. И это обеспечит дальнейшее длительное удержание сконцентрированного МПЗ внутри замкнутой оболочки со сверхпроводящими покрытиями. При этом автоматически прекращается и доступ МПЗ внутрь оболочки извне, снаружи объема оболочки. The first version of the design — the lower plane of the shell — allows us to implement the principle of the “heat key” (see the book by V. Bukkel. Superconductivity. M. Mir, 1975, pp. 290-292, 314). Here, in the initial position at the height of Nnl, the lower plane is in a normal state, at a superconductor temperature of 25 ... 40 K (for traditional superconductors). And after falling and stopping at the height of levitation N l in the shell, a fast transition of the lower plane to the superconducting state is carried out. To do this, a cooling agent, liquid helium, is supplied through the gap (between the foil surface and the sealed shell), which quickly, in 0.1 ... 5 sec (depending on the intensity of the liquid helium flow) transfers the superconductor of the lower plane to the superconducting state. For this cooling (from 25 ... 40 K to 5 ... 9 K), a capacity with liquid helium of 5 ... 10 kg is sufficient, after which the lower plane becomes superconducting. And this will provide further long-term retention of the concentrated SCF inside a closed shell with superconducting coatings. In this case, the access of the MPZ to the inside of the shell from the outside, outside the volume of the shell, automatically stops.
Такая конструкция системы доступа поля оболочки предельно про- ста, включая дополнительно лишь емкость с гелием для быстрого охла- ждения нижней плоскости. А также может быть установлен и нагрева- тель, обеспечивающий нагрев нижней плоскости до нормального состо- яния на начальной высоте.  This design of the shell field access system is extremely simple, including, in addition, only a container with helium for quick cooling of the lower plane. And also a heater can be installed, providing heating of the lower plane to a normal state at the initial height.
Второй вариант конструкции более сложен, а систему доступа поля выполняют в виде экрана, который на начальной высоте и этапе спуска установлен в положение, не мешающее доступу МПЗ внутрь оболочки. А на высоте левитации такой экран перемещают и устанавливают в по- ложение, замыкающее участок нижней плоскости оболочки, обеспечи- вая получение полностью замкнутой оболочки. Такой экран выполняют, например, со слоем сверхпроводящего материала, который на высоте левитации находится в сверхпроводящем состоянии, причем это сверх- проводящее состояние делают или заранее - на начальной высоте (и спуск ЛА экран проводит в этом состоянии), или на высоте левитации охлаждают до сверхпроводящего состояния за счет прокачки жидкого гелия. В другом варианте (для λ = 1 ,0), учитывая достаточно слабое концентрированное МПЗ внутри оболочки и натяжение линий МПЗ с давлением на верхнюю воспринимающую плоскость оболочки, такой экран выполняют из ферромагнитного сплава (магнитомягкие сплавы для ферромагнитных экранов). Такой ферромагнитный экран конструк- тивно прост, не требуя охлаждения до криогенных температур. The second version of the design is more complicated, and the access system of the field is in the form of a screen, which at the initial height and the descent stage is set to a position that does not interfere with the access of the MPZ inside the shell. And at the height of levitation, such a screen is moved and installed in a position that closes the portion of the lower plane of the shell, providing a completely closed shell. Such a screen is performed, for example, with a layer of superconducting material that is in a superconducting state at a levitation altitude, moreover, this superconducting state is made either in advance - at an initial height (and the screen descends in this state), or at a levitation altitude it is cooled to superconducting state due to pumping of liquid helium. In another embodiment (for λ = 1, 0), given the rather weak concentrated magnetic core inside the shell and the tension of the magnetic core lines with pressure on the upper receiving plane of the shell, such a screen is made of a ferromagnetic alloy (soft magnetic alloys for ferromagnetic screens). Such a ferromagnetic screen is structurally simple, without requiring cooling to cryogenic temperatures.
Из этих 2-х вариантов экрана оптимальным является сверхпроводя- щий экран, позволяющий на больших высотах получить расширение площади S3M захватываемого свободного МПС и получением Я > 1,0, при этом экран выполнен сверхпроводящим уже на начальной высоте и этапе спуска (это обеспечивает концентрирование свободного МПЗ с большой площади и более быстро). Кроме того, сверхпроводящий экран гаранти- рует удержание сконцентрированного МПЗ внутри оболочки в течение длительного времени, вплоть до нескольких лет. А ферромагнитный экран не гарантирует длительного удержания сконцентрированного МПЗ, однако его применение вполне возможно в каких-либо вариантах использования ЛА (для кратковременной работы левитирующего ЛА). Of these 2 screen options, the superconducting screen is optimal, allowing at high altitudes to obtain an expansion of the area S 3M of the captured free MPS and obtaining R> 1.0, while the screen is made superconducting already at the initial height and the descent stage (this ensures concentration free MPZ with a large area and more quickly). In addition, the superconducting screen guarantees the retention of the concentrated SCF inside the shell for a long time, up to several years. A ferromagnetic screen does not guarantee long-term retention of the concentrated MPZ, however, its use is quite possible in any use cases of the aircraft (for short-term operation of the levitating aircraft).
Отметим интересный вариант конструкции экрана из 2-х плоско- стей, когда одна плоскость выполнена из ферромагнитного экрана, а другая плоскость выполнена со слоем сверхпроводящего материала. Такой экран применим для варианта с λ = 1,0 (и не применим для λ > 1 ,0), когда экран не препятствует движению потока магнитного поля Земли внутрь оболочки, однако не позволяет получить увеличение пло- щади S3M из-за несимметричного взаимодействия набегающего потока поля и плоскостей экрана из разных материалов. We note an interesting version of the design of the screen from 2 planes, when one plane is made of a ferromagnetic screen and the other plane is made with a layer of superconducting material. Such a screen is applicable for the case with λ = 1.0 (and not applicable for λ> 1, 0), when the screen does not interfere with the flow of the Earth’s magnetic field into the envelope, but does not allow an increase in the area S3 M due to asymmetric interaction free flow field and screen planes from different materials.
Конструктивно экран выполняют в виде одной или двух плоскостей (для рассматриваемого примера прямоугольной оболочки). При этом для варианта с Я = 1 ,0 экран выполнен в виде одной плоскости (оптимальный вариант) или 2-х плоскостей.  Structurally, the screen is made in the form of one or two planes (for the considered example of a rectangular shell). In this case, for the option with H = 1, 0, the screen is made in the form of one plane (optimal option) or 2 planes.
Для варианта конструкции с Я > 1,0 экран выполнен в виде 2-х плоскостей, причем их размеры соответствуют размерам воспринимаю- щей оболочки 5д = А х с, и для примера имеем а = 6 м и с = 3,5 м. Для оценки параметров представим экран в виде 2-х симметрично располо- женных одинаковых плоскостей с размерами а х с, расположенных под углом 45° к краям ребер боковых плоскостей оболочки. Тогда размер площади взаимодействия со свободным МПЗ равен а = 6 м, а вели- чина с' = с + c sin45 + c sin45 = 2,4 с. Таким образом, площадь захваты- ваемого свободного МПЗ S3M = а х с' = 2,4 SB. И после выхода на высоту левитации эти плоскости поочередно закрывают, кладут другу на друга, при этом образуют нижнюю плоскость оболочки (из 2-х плоскостей та- кого экрана). For a design variant with H> 1.0, the screen is made in the form of 2 planes, and their sizes correspond to the dimensions of the receiving shell 5e = A x s, and for example we have a = 6 m and c = 3.5 m. For To estimate the parameters, we represent the screen in the form of 2 symmetrically located identical planes with dimensions a x c, located at an angle of 45 ° to the edges of the edges of the lateral planes of the shell. Then the size of the area of interaction with free MPZ is a = 6 m, and the value c '= c + c sin45 + c sin45 = 2.4 s. Thus, the area of the captured free MPZ S 3M = a x c '= 2.4 S B. And after reaching the levitation altitude, these planes are alternately closed, laid on top of each other, and at the same time form the lower plane of the shell (from 2 planes of such a screen).
Для закрытия экрана (одной или двух плоскостей (створок) экрана) имеется запорный механизм. Размер плоскости а х с (здесь 6 х 3 м) и не- большая масса плоскости вполне позволяют применять различные конструкции запорных механизмов. Из аналогичных конструкций отме- тим многочисленные механизмы управления, в частности, запорных устройств для герметичных дверей транспортных самолетов, открытых при погрузке грузов и герметично закрываемых перед полетом. При этом в самолетах используют различные типы приводов и типы тяг (трубчатые - валы, гибкие в виде тросов, стальных лент и т.п.), силовые электродвигатели, гидроусилители, имеются и автоматические исполни- тельные механизмы, позволяющих изменять положение дверей, закрыл- ков (плоскости) и т.п. Естественно, имеются и другие конструкции ана- логичных запорных механизмов, применяемых в технике, которые могут быть использованы и здесь. To close the screen (one or two planes (flaps) of the screen) there is a locking mechanism. The size of the plane a x c (here 6 x 3 m) and the small mass of the plane allow the use of various design of locking mechanisms. Of the similar structures, we note the numerous control mechanisms, in particular, locking devices for airtight doors of transport aircraft, open during cargo loading and hermetically closed before flight. At the same time, various types of drives and types of thrusts are used in airplanes (tubular - shafts, flexible in the form of cables, steel tapes, etc.), power motors, hydraulic boosters, and there are also automatic actuating mechanisms that allow changing the position of doors, closing Cove (plane), etc. Naturally, there are other designs of similar locking mechanisms used in the technique that can be used here as well.
Подчеркнем, что простая конструкция экрана (плоскости неболь- шой массы) не требуют каких-либо новых и оригинальных конструкций запорных устройств, и вполне достаточно известных конструкций из авиации и других отраслей техники.  We emphasize that the simple design of the screen (plane of small mass) does not require any new and original designs of locking devices, and quite well-known designs from aviation and other industries.
Оценим возможности организации левитации аппарата с помощью ракеты. Отметим, что кинетическая энергия Ек = mV2/2, а потенциальная энергия тела в однородном поле (в первом приближении) тяготения Земли Еп = rrigh. Поэтому, например, ракета «Союз», выводящая на кру- говую орбиту высотой 250-400 км аппарат массой ~ 6...6,5 т с круговой скоростью V ~ 8 км/с, для варианта использования в качестве геофизиче- ской ракеты (с вертикальной траекторией полета) при одинаковой пере- даваемой энергии аппарату со стороны ракеты (то есть Ек + Е„ = Еп), сможет поднять такой аппарат на начальную высоту ~ З...3,5 · 106 м = 3000-3500 км. Энергетика более мощных ракет сможет еще более увели- чить начальную высоту подъема. Таким образом, в зависимости от при- меняемых ракет, от геофизических ракет (типа «Вертикаль») с высотой подъема ~ 500 км до более мощных ракет, достигается высота подъема ракеты ~ 3000 км (для «Союза») и до 10000 км и более («Протон»), тео- ретически - до десятков тысяч километров. При этом возможен старт как с поверхности суши, так и морской старт (с платформы, с подводной лодки и т.п.), а в дальнейшем - и воздушный старт (с грузового самолета и т.п. устройств), что позволяет создавать левитирующие аппараты (станции) в разных местах и на разных высотах. We will evaluate the possibilities of organizing the levitation of the apparatus using a rocket. Note that the kinetic energy Ek = mV 2/2 and the potential energy of a body in a uniform field (in first approximation) by the Earth's gravitational E n = rri g h. Therefore, for example, the Soyuz rocket, which launches into a circular orbit with an altitude of 250-400 km, an apparatus weighing ~ 6 ... 6.5 tons with a circular speed of V ~ 8 km / s, for the option of use as a geophysical rocket (with a vertical flight path) with the same energy transferred to the device from the side of the rocket (that is, Е к + Е „= Е п ), it will be able to lift such a device to the initial height ~ 3 ... 3,5 · 10 6 m = 3000 -3500 km. The energy of more powerful missiles will be able to further increase the initial elevation. Thus, depending on the rockets used, from geophysical rockets (Vertical type) with a lift height of ~ 500 km to more powerful rockets, a rocket lift height of ~ 3,000 km (for the Soyuz) and up to 10,000 km and more (“Proton”), theoretically - up to tens of thousands of kilometers. In this case, it is possible to start both from the land surface and sea launch (from the platform, from a submarine, etc.), and later on - an air launch (from a cargo plane, etc. devices), which allows you to create levitation devices (stations) in different places and at different heights.
Таким образом, существующий уровень техники обеспечивает со- здание левитирующих аппаратов в широком диапазоне высот над по- верхностью Земли. При этом это простая операция для левитации ЛА в воздушной атмосфере (до высоты 20...30 км) и достаточно сложная для организации левитации ЛА на больших высотах, вне атмосферы, вплоть до сотен, тысяч километров (а теоретически - и десятков тысяч кило- метров) над поверхностью Земли в МПЗ.  Thus, the current level of technology provides for the creation of levitation apparatuses in a wide range of heights above the Earth's surface. Moreover, this is a simple operation for the levitation of an aircraft in the air (up to an altitude of 20 ... 30 km) and quite complicated for the organization of levitation of an aircraft at high altitudes, outside the atmosphere, up to hundreds, thousands of kilometers (and theoretically, tens of thousands of kilo- meters) above the Earth’s surface in the MPZ.
Таким образом, предложенные устройство и способ решают задачу по организации левитации аппаратов в магнитном поле Земли на основе сконцентрированного и деформированного магнитного поля Земли при использовании сверхпроводящей замкнутой оболочки. При этом способ позволяет организовать левитацию аппаратов в широком диапазоне вы- сот, от 0,1 км до тысяч километров (теоретически - до границы магнито- сферы Земли в ~ 70000 км) над поверхностью Земли. Такие левитирую- щие аппараты (станции различного назначения) найдут применение в научных экспериментах, а также в различных отраслях техники. Thus, the proposed device and method solve the problem of organizing the levitation of devices in the Earth's magnetic field based on concentrated and deformed Earth’s magnetic field using a superconducting closed shell. Moreover, the method allows organizing the levitation of vehicles in a wide range of heights, from 0.1 km to thousands of kilometers (theoretically - to the boundary of the Earth’s magnetosphere ~ 70,000 km) above the Earth’s surface. Such levitating devices (stations for various purposes) will find application in scientific experiments, as well as in various branches of technology.
Итак, предложенные устройство для обеспечения левитации аппа- рата и способ для его осуществления полностью реальны для совре- менного уровня промышленности, соответствуя требованию «промыш- ленной применимости», и найдут применение в различных областях науки и техники.  So, the proposed device for ensuring the levitation of the device and the method for its implementation are completely realistic for the modern level of industry, meeting the requirement of “industrial applicability”, and will find application in various fields of science and technology.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Устройство для обеспечения левитации аппарата, включающее устройство для создания силы взаимодействия с окружающей средой, отличающееся тем, что устройство содержит сверхпроводящую обо- лочку, внутри которой помещено сконцентрированное магнитное поле Земли, также имеет систему охлаждения этой оболочки, расположен- ную в аппарате. 1. A device for providing apparatus levitation, including a device for creating a force of interaction with the environment, characterized in that the device contains a superconducting shell, inside which a concentrated magnetic field of the Earth is placed, also has a cooling system for this shell located in the apparatus.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сверхпроводящая оболоч- ка снабжена системой открытия и закрытия доступа магнитного поля Земли внутрь этой оболочки, сокращенно - система доступа поля.  2. The device according to claim 1, characterized in that the superconducting shell is equipped with a system for opening and closing access of the Earth's magnetic field into this shell, in short - a field access system.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сверхпроводящая оболоч- ка выполнена в форме трубы произвольной формы, а применяемый слой сверхпроводника использует эффект Мейснера.  3. The device according to claim 1, characterized in that the superconducting shell is made in the form of a pipe of arbitrary shape, and the applied superconductor layer uses the Meissner effect.
4. Способ для осуществления устройства по п. 1, отличающийся тем, что аппарат вместе с устройством для обеспечения левитации поднимают на начальную высоту подъемным устройством, оптимально - аэроста- том, дирижаблем, самолетом, ракетой; после чего начинают спуск ап- парата с начальной высоты, причем в это время сверхпроводящая обо- лочка устройства открыта для доступа магнитного поля Земли внутрь оболочки, и при спуске к поверхности Земли внутрь сверхпроводящей оболочки поступает поток магнитного поля Земли, при этом происхо- дит автоматическое накопление и концентрирование потока магнитно- го поля, деформация его магнитных силовых линий, и при достижении равенства силы от спускающегося аппарата и силы давления дефор- мированного сконцентрированного магнитного поля Земли в оболочке аппарат прекращает падение и зависает на высоте левитации, от 0,1 км до 70000 км над поверхностью Земли.  4. A method for implementing the device according to claim 1, characterized in that the apparatus, together with the device for providing levitation, is lifted to the initial height by a lifting device, optimally an aerostat, an airship, an airplane, a rocket; after which the device starts to descent from the initial height, and at that time the superconducting shell of the device is open for the Earth’s magnetic field to enter the shell, and when it descends to the Earth’s surface, the Earth’s magnetic field flows into the superconducting shell, and the automatic accumulation and concentration of the magnetic field flux, deformation of its magnetic field lines, and when the force from the descending apparatus and the pressure force of the deformed concentrated magnetic field Ze are reached If the device stops falling in a shell and freezes at a levitation altitude of 0.1 km to 70,000 km above the Earth’s surface.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на высоте левитации системой доступа поля прекращают доступ магнитного поля Земли внутрь сверхпроводящей оболочки устройства для обеспечения левитации. 5. The method according to p. 4, characterized in that at the height of levitation by the field access system, the Earth’s magnetic field is terminated from entering the superconducting shell of the device to provide levitation.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что аппарат с начальной высоты спускают вместе с подъемным устройством, а при достижении высоты левитации подъемное устройство отцепляют и отправляют на поверх- ность Земли. 6. The method according to claim 4, characterized in that the apparatus is lowered from the initial height together with the lifting device, and when the levitation height is reached, the lifting device is uncoupled and sent to the Earth's surface.
7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что аппарат на начальной высоте отцепляют от подъемного устройства и аппарат падает к поверхности Земли, при этом аппарат снабжают системой плавного спуска, опти- мально - парашютом или двигателями.  7. The method according to claim 4, characterized in that the apparatus at the initial height is uncoupled from the lifting device and the apparatus falls to the surface of the Earth, while the apparatus is equipped with a smooth descent system, optimally with a parachute or engines.
8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что систему доступа поля выпол- няют в виде участка оболочки из сверхпроводящего материала, при- чем на начальной высоте этот участок оболочки нагрет выше критической температуры и находится в нормальном состоянии,  8. The method according to p. 5, characterized in that the access system of the field is performed in the form of a portion of the shell of superconducting material, and at the initial height, this portion of the shell is heated above the critical temperature and is in a normal state,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) не препятствуя доступу магнитного поля Земли, а при достижении вы- соты левитации этот участок охлаждают ниже критической темпера- туры и переводят в сверхпроводящее состояние, и для этого имеют узел нагрева и охлаждения такого участка. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) without hindering the access of the Earth’s magnetic field, and when the levitation height is reached, this section is cooled below the critical temperature and transferred to the superconducting state, and for this they have a heating and cooling unit for such a section.
9. Способ по п. 5, отличающийся тем, что систему доступа поля выпол- няют в виде экрана, который на начальной высоте устанавливают в положение, не мешающее доступу магнитного поля Земли внутрь оболочки, а на высоте левитации экран устанавливают в положение, замыкающее участок между концами сверхпроводящей оболочки и прекращают доступ магнитного поля внутрь оболочки, при этом сам экран имеет слой сверхпроводника или слой ферромагнитного сплава, а перемещения экрана осуществляют запорным механизмом системы доступа поля. 9. The method according to p. 5, characterized in that the access system of the field is made in the form of a screen, which is set at an initial height in a position that does not interfere with the access of the Earth's magnetic field into the shell, and at a levitation height, the screen is set to the position closing between the ends of the superconducting shell and stop the magnetic field from entering the shell, while the screen itself has a superconductor layer or a layer of a ferromagnetic alloy, and the screen is moved by the locking mechanism of the field access system.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2013/000900 2012-10-17 2013-10-11 Device for ensuring levitation of a craft and method for implementing same WO2014062092A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144333/11A RU2012144333A (en) 2012-10-17 2012-10-17 DEVICE FOR ENSURING LEVITATION OF THE APPARATUS AND METHOD FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2012144333 2012-10-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014062092A1 true WO2014062092A1 (en) 2014-04-24

Family

ID=50488545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000900 WO2014062092A1 (en) 2012-10-17 2013-10-11 Device for ensuring levitation of a craft and method for implementing same

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2012144333A (en)
WO (1) WO2014062092A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3504868A (en) * 1967-05-15 1970-04-07 Cons Controls Corp Space propulsion system
FR2036646A5 (en) * 1969-03-17 1970-12-24 Paquereau Charles
US3891160A (en) * 1973-03-21 1975-06-24 Minovitch Michael Andrew Microwave powered reusable orbiting space tug
RU2057653C1 (en) * 1990-04-25 1996-04-10 Харьковский политехнический институт Cryostat for magnetic suspension vehicle
RU98104859A (en) * 1998-03-23 2000-02-10 Б.М. Солодов METHOD FOR PRODUCING MAGNETIC FIELD

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3504868A (en) * 1967-05-15 1970-04-07 Cons Controls Corp Space propulsion system
FR2036646A5 (en) * 1969-03-17 1970-12-24 Paquereau Charles
US3891160A (en) * 1973-03-21 1975-06-24 Minovitch Michael Andrew Microwave powered reusable orbiting space tug
RU2057653C1 (en) * 1990-04-25 1996-04-10 Харьковский политехнический институт Cryostat for magnetic suspension vehicle
RU98104859A (en) * 1998-03-23 2000-02-10 Б.М. Солодов METHOD FOR PRODUCING MAGNETIC FIELD
RU99102088A (en) * 1999-02-01 2000-12-20 Б.М. Солодов METHOD FOR LEVITATING Aircraft

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAMM I.E.: "Osnovy teorii elektrichestva. Izdanie sedmoe. Moskva", GOSUDARSTVENNOE IZDATELSTVO TEKHNIKO-TEORETICHESKOI LITERATURY, 1957, pages 201 - 202, 396 *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012144333A (en) 2014-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Belet︠s︡kiĭ et al. Dynamics of space tether systems
US6193194B1 (en) Magnetic propulsion system and operating method
US6311926B1 (en) Space tram
WO2023149132A1 (en) Launch method, launch device, acceleration method, mass driver, and transport system
Du et al. Energy management strategy design and station-keeping strategy optimization for high altitude balloon with altitude control system
Spröwitz et al. Membrane deployment technology development at DLR for solar sails and large-scale photovoltaics
US5093313A (en) Electromagnetic ground to orbit propulsion method and operating system for high mass payloads
US4939976A (en) Electromagnetic ground to orbit propulsion method and operating system for high mass payloads
US20230211886A1 (en) Nuclear aircraft system &#34;karavan&#34;, aircraft thrust nuclear power plant, its hybrid thermal power cycle, its maintenance system and emergency response system
CN115057015A (en) Method for manufacturing high microgravity environment by using high microgravity scientific experimental device
Lorenzini et al. Electrodynamic tethers in space
Jones et al. Solar montgolfiere balloons for Mars
EP3831723B1 (en) Global transportation system and method for placing a payload into a circular orbit
WO2014062092A1 (en) Device for ensuring levitation of a craft and method for implementing same
US20220095446A1 (en) Engineered structures that fly in planetary atmospheres via the photophoretic force
CN109398758A (en) A kind of space chinampa for service clearance station
Hull et al. Analysis of levitational systems for a superconducting launch ring
Swan The Techno-Economic Viability of Actively Supported Structures for Terrestrial Transit and Space Launch
Bögel et al. Magnetohydrodynamic enhanced entry system for space transportation (MEESST) as a key building block for future exploration missions
Krinker Review of new concepts, ideas and innovations in space towers
WO2014062096A1 (en) Method for levitating an aircraft
Lämmerzahl et al. Droptowers
Wijnans et al. Bare electrodynamic tape tether experiment onboard the DELFI-1 University Satellite
Hsu et al. Magnetic levitation upgrade to the Holloman high speed test track
Laubscher The Space Elevator Concept and Dynamics

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13847824

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13847824

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1