Способ преобразования центробежной силы в силу тяги

Сущность способа преобразования центробежной силы в силу тяги заключается в воздействии на воду, находящуюся внутри твердого полого тела, центробежной силы, возникающей при вращении этого твердого тела вместе с водой в окружающей среде, имеющей значительно меньшую плотность, чем вода, например в атмосфере (воздухе). При этом вращение твердого тела в атмосфере может осуществляться на значительно больших оборотах и при значительно меньших энергетических затратах, чем в воде. Как следствие, большая возникающая центробежная сила, соответствующая произведению квадрата угловой скорости и радиуса описываемой окружности, будет действовать на воду, находящуюся внутри твердого тела и вращающуюся вместе с ним в плоскости, перпендикулярной оси вращения. При физическом ограничении возможности движения воды (за счет внутренней структуры вращающегося твердого тела, например, внутренняя структура тела представляет собой радиальные трубки из твердого вещества (металла), которые расположены в направлении от оси вращения по радиусу, имеют небольшое равное по всей длине внутреннее сечение, а пространство увеличивающееся между ними с увеличением расстояния от оси вращения исключает возможность попадания воды) и направлении движения воды во вращаемом твердом теле в направлении от оси вращения к внешней стороне вращающегося твердого тела вода под действием ускорения приобретет скорость, направленную от оси вращения к внешней стороне вращающегося твердого тела. При протекании воды вдоль плоскости, перпендикулярной оси вращения, воздействия тяговых сил на вращающееся твердое тело не происходит. Вода под действием ускорения, за время движения по заданной физически ограниченной траектории, достигнет определенной скорости, равной произведению ускорения на время. Если с помощью физической преграды (например, изгибом внешних концов радиальных трубок) изменить направление движения протекающей воды при приближении ее к внешней стороне вращающегося твердого тела и направить ее вдоль оси вращения с возможностью вытекания за пределы вращающегося твердого тела, то вода с полученным ускорением и приобретенной скоростью покинет вращающееся твердое тело, а твердое вращающееся тело по закону сохранения импульсов получит ускорение.

создание силы тяги, необходимой для подъема вертикально взлетающего аппарата

Предлагаемый способ рассмотрен на примере создания силы тяги, необходимой для подъема вертикально взлетающего аппарата (фиг. 1). Этот аппарат имеет два рабочих диска 2 разного диаметра (верхний больше нижнего) с возможностью вращения в противоположные стороны. В центральной части диски имеют вертикальные каналы (полая труба) 3, к входу в которые подсоединены трубы подачи воды из баков 1. Двигатели 4 с приводом вращения 5 каждого диска. Внутри каждого диска имеются водяные каналы 6, попарно симметричные относительно оси вращения, которые имеют направление от оси вращения к внешней стороне дисков, а выходное отверстие 7 каждого канала направлено вдоль оси вращения. Описываемый способ реализуется следующим образом. Приводом двигателей оба диска приводятся в движение до расчетных угловых скоростей в противоположных направлениях с целью компенсации сил вращения, действующих на опору крепления оси вращения 8. Через трубу подачи в оба диска подают воду из бака (из верхнего самотеком, из нижнего за счет понижения давления воздуха при вращении нижнего диска). Попадая в центр вращающихся дисков, вода начинает вращаться вместе с дисками и попадает во входные отверстия каналов. Под действием центробежной силы вода приобретает ускорение и скорость, направленную от оси вращения к краям дисков. Протекая по закругленной части каналов дисков, движение воды меняет направление на 90 градусов, практически не изменяя своего численного значения скорости, так как вода имеет маленький коэффициент сжатия (для воды К=0,000046). Вытекающая из каналов дисков вода имеет импульс, равный произведению ее массы на скорость. По закону сохранения импульсов вертикально взлетающий аппарат, также получит импульс, направленный в противоположную сторону. При этом отношение скоростей вытекания воды и вертикально взлетающего аппарата будут обратно пропорциональны их массам, в каждый момент времени. Результатом описываемого процесса является реактивное движение, подобное движению ракеты, выбрасывающей реактивную струю сгораемого топлива. Отличие предлагаемого способа заключается в использовании вместо реактивной струи сгорающего топлива ракеты другого рабочего тела, а именно воды или другой жидкости. Применение воды в качестве рабочего реактивного тела позволяет за счет присущих ей свойств: небольшого коэффициента сжатия, жидкого состояния, плотности, равной примерно 1 г/см куб., передачи давления равномерно во все стороны - получить непрерывное ускорение. Еще одно отличие предлагаемого способа заключается в разгоне рабочего реактивного тела до скорости, способной дать необходимый импульс и соответственно силу тяги за счет использования центробежной силы, возникающей при вращении тел. Одновременно за счет вышеперечисленных свойств воды при изменении направления ее вытекания наружу изменяется только направление вектора скорости рабочего тела, а численное значение скорости изменяется незначительно и может приблизительно считаться постоянным до изменения направления движения и после до момента вытекания наружу.

способ можно рассмотреть на примере использования в движительной водометной установке плавсредства

Дополнительно предлагаемый способ можно рассмотреть на примере использования в движительной водометной установке плавсредства, представленной на фиг.2, где 7 - выходное отверстие водяного канала, 6 - водяной канал, 2 - вращающейся рабочий диск, 8 - опора крепления оси вращения, 3 - ось вращения (полая труба), 4 - двигатель, 5 - привод вращения, 1 - бак для воды, 9 - водозаборник.

Приблизительное математическое описание способа преобразования центробежной силы в силу тяги может быть описано формулой Циолковского:

Она позволяет определить скорость при полете в идеальных условиях, когда отсутствуют внешние силы  для любого момента времени при известном секундном расходе воды - секундный расход воды на i-ом шаге, m_i - конечная масса, m_о - начальная масса).

Скорость вытекания воды W можно определить по формуле

где =ω - угловая скорость вращения, r - радиус до точки вытекания.

Для подробного математического описания способа необходимо учитывать силы трения, сопротивления воздуха, коэффициенты расширения для различных физических тел и т.д. Кроме того, на характер движения будут влиять гироскопические свойства быстро вращающегося тела, прецессия вращающегося тяжелого твердого тела. Основной количественной характеристикой вращающегося твердого тела является момент количества движения или момент импульса:

H=CW,

где С - момент инерции относительно оси собственного вращения, W - составляющая вектора абсолютной угловой скорости, направленная по оси собственного вращения. Прецессия, описываемая векторным уравнением, w_i Н=М.

Здесь w - вектор угловой скорости прецессии, Н - вектор собственного кинетического момента, М - ортогональная к Н составляющая вектора момента внешних сил, приложенных к вращающемуся твердому телу.

Особое влияние будет иметь характер течения воды в каналах (трубках) вращающегося твердого тела, который можно установить, пользуясь безразмерной величиной - числом Рейнольдса: Re= ρ·v_cp·r/µ, где ρ - плотность жидкости, v_cp - средняя (по сечению канала) скорость потока, µ - коэффициент вязкости жидкости, r - характерный геометрический размер, в частности радиус сечения канала. Число Рейнольдса характеризует отношение сил инерции и сил вязкости. Текущую жидкость можно рассматривать как невязкую, если число Рейнольдса для такого течения Re>1.

Формула изобретения

1. Способ преобразования центробежной силы в силу тяги, отличающийся тем, что в динамически и статически сбалансированное относительно оси вращения полое твердое тело, расположенное в окружающей среде, имеющей значительно меньшую плотность, чем вода - в атмосфере(воздухе) в точке прохождения оси вращения или на расстоянии от нее поступает жидкость, которая при вращении полого твердого тела вращается вместе с ним и под действием центробежной силы имеет возможность движения по заданной траектории, ограниченной физическими препятствиями, в направлении от оси вращения к внешней стороне полого твердого вращающегося тела, а направление вытекания жидкости из полого твердого вращающегося тела ограничено физическими препятствиями и направлено в сторону вдоль оси вращения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в полое твердое тело поступает вода.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что вращение полого твердого тела осуществляют на значительно больших оборотах, чем в воде.

Имя изобретателя: Дундуков Константин Валентинович (RU), Дундуков Кирилл Константинович (RU), Дундуков Валентин Константинович (RU)
Имя патентообладателя: Дундуков Константин Валентинович
Почтовый адрес для переписки: 119071, Москва, 2-й Донской пр., 6, кв.57, К.В. Дундукову
Дата начала отсчета действия патента: 24.04.2008

Разместил статью: admin
Дата публикации:  9-02-2010, 14:52

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Фомин Дмитрий Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!