"В ПОГОНЕ ЗА СВЕТОМ И ПРОСТРАНСТВОМ ..."
(по мотивам одноименной статьи в журнале 'Техника-Молодежи')
Валерий АКИНИН, изобретатель,
член-корреспондент Российской
академии космонавтики
120-летию со дня начала строительства (при пустой государственной казне)
ТрансСиба посвящается
Первый в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ) был запущен в СССР с космодрома Байконур 4 октября 1957 г. в 22 ч 28 мин по московскому времени. Он имел форму шара диаметром 58 см, его масса составляла 83,6 кг. Вывод рукотворного небесного тела на эллиптическую орбиту был осуществлен двухступенчатой ракетой-носителем "Спутник". Параметры первоначальной траектории: наибольшая высота над Землей (апогей) - 947 км, наименьшая (перигей) - 228 км; период обращения вокруг Земли - 96,2 мин. Он летал ровно три месяца, а потом вошел в плотные слои атмосферы и сгорел. Число витков вокруг мамы, совершенных ее первенцем, - 1400, пройденное расстояние - около 60 млн км. Это была революция в развитии техники - качественный скачок в освоении мирового пространства, позволивший узнать много сокровенных тайн природы.
И это было достижение не только советского народа, но и всего человечества. Достижение, заслуживающее особого внимания еще и потому, что об использовании создателями 1-го ИСЗ каких-либо особых денежных ресурсов и речи не шло. И даже если бы им и были выделены эти ресурсы, никому тогда в голову и мысли не пришло бы, что его объедают создатели подобной новой техники.
Теперь же о технической стороне дела:
О ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТИ
ВОССОЗДАНИЯ НЕМЕЦКОГО ГРАВИЛЕТА
Нет сомнений в том, что после
Второй Мировой Войны оказался востребованным далеко не весь уникальный научно-технический потенциал поверженной Германии. И, прежде всего, потому, что он был явно более весомым, чем мы это себе можем представить. Ведь нечто подобное случилось и с таким же потенциалом разрушенного СССР.
К тому же, и с человеконенавистническими целями, но те же фашисты сумели лучше, чем кто-либо, организовать внедренческую деятельность. Ведь даже, в общем-то, достаточно понятными и в те времена реактивными взаимодействиями всерьез сочли возможным заниматься только лишь они. Всех остальных те же немецкие ЖРД серийного производства, по свидетельству наших специалистов, впервые столкнувшихся с ними после войны, просто потрясли. Так что тогда можно сказать об экспериментальных наработках, легко скрываемых от сторонних глаз?
Поэтому-то имеет смысл исходить, ведя речь о том же немецком гравилете, который якобы был создан и испытан немцами в 1944 году (см.:
http://evg-ars.narod.ru/Eng.htm), к чему сами по себе экспериментальные исследования с ЖРД и другими разновидностями реактивных двигателей могли не подтолкнуть непосредственных их участников. Тем более, что склонностью к заведомо безграмотным выводам они не отличались.
И здесь имеет смысл разобраться с так любимым нашими экспертами запретом на создание тех же гравилетов, который якобы сводится к неименному характеру движения центра масс (ц.м.) всех окружающих нас тел в отсутствие внешних воздействий.
И начать надо с того, что ни о каком таком запрете и речи идти не может, если, конечно же, не игнорировать тот факт, что в нашем окружении (в окрестностях Земли) вообще нет замкнутых систем, у которых, действительно, ц.м. под воздействием внутренних сил не может менять характер своего движения.
В отношении же незамкнутых систем, к которым, в частности, относятся и извечно витающие в земной атмосфере атомы и молекулы легких газов, имеется, в частности, следующее строго научно обоснованное разъяснение [см. книгу "Курс теоретической механики для физиков" И.И. Ольховского, издательство, МГУ, 1978, стр. 98].
"В случае незамкнутой системы внутренние сил, вообще говоря, влияют на изменение импульса и ускорения центра масс системы, если сумма внешних сил зависит от положения или
скоростей точек системы".
При этом следует исходить из того, что даже обычные ракеты вполне можно признать гравилетами хотя бы в течение некоторого времени левитации, пока соответствующие реактивные струи на вышли за пределы вполне определенной зоны. Таким образом, даже и у обычной ракеты (рис. 1) время левитации, в принципе, может оказаться достаточно большим, если, соответственно,
скорость реактивного отброса масс достигнет чрезвычайно малой величины.
Рис. 1
И в этом плане, правда, лучше всего ориентироваться на такие особенности реактивного отброса масс, с которым мы сталкиваемся, в частности, при аэродинамическом взаимодействии (крыла и набегающего на него потока). Ведь в результате такого реактивного взаимодействия, в принципе, мы имеем при бесконечно большом размахе крыла бесконечно малую величину так называемого скоса потока.
Более того, достаточно малый скос можно получить и при малом размахе крыла. Для этого достаточно на его концах установить так называемые аэродинамические шайбы, что сопровождается еще и увеличением самой подъемной силы крыла.
Нечто подобное происходит с крылом и при движении вблизи земной поверхности. Соответствующим образом модернизированный (при участии автора настоящей статьи) самолет Ан-2 демонстрировался на МАКС-2003 в г.Жуковский (рис. 1а) под наименованием Ан-2э (экранолетный вариант).
И, что примечательно, впервые летательный аппарат по такой же схеме был создан также немецким авиаконструктором Александром Липпишем и примерно в те же времена, когда, быстрее всего, был построен и первый гравилет.
Все это свидетельствует в пользу того, что значительное увеличение времени левитации так или иначе, но связано именно с вращательным движением участников реактивного взаимодействия.
Рис. 1а
Правда, впервые автор настоящей статьи задумался о существовании такого времени, в течение которого и обычные реактивные взаимодействия можно считать безрасходными, в процессе воплощения 'в металл' своего артиллерийского дипломного проекта.
В основу этого дипломного проекта была положена идея осуществления реактивного взаимодействия между двумя пушками, целью которого было их смещение как можно на меньшее расстояние друг от друга.
Рис. 1б
Соответствующий эффект достигался за счет размещения на срезе ствола противотанковой пушки (57 мм) 1 скорострельной авиационной пушки (23 мм) 2, перемещающейся по направляющим 3, установленным там, где обычно крепится дульный тормоз пушки (рис. 1б). А делалось это с целью воспроизведения в лабораторных условиях (без стрельбы снарядом) обычного режима работы накатника и откатника пушки 1.
Оказывается, что пушка 2, связанная с лафетом пушки 1 тягами 4, воздействует (за счет энергии навески пороха массой 20 г) на откатные части 5 пушки 1 (с перемещением их всех на расстояние до 1 м) точно так, как и снаряд (пушки 1) при обычной стрельбе. А при ней (под воздействием энергия навески пороха массой уже около 3 кг) снаряд, как известно, преодолевает расстояние до 8 км.
Причем, очевидным является еще и то, что за счет использования скорострельных способностей авиационной пушки, по крайней мере, ее же массу, в принципе, можно было бы еще значительно уменьшить.
Рис. 1в
Естественно, размышления на основе именно конкретной практики о возможностях осуществления как бы безрасходных реактивных взаимодействий просто не могли не заставить новоиспеченного инженера задуматься и о возможности создания как бы гравилета.
Речь при этом, естественно, должна идти не о компенсации сил земного притяжения какими-то, действующими непосредственно на ту же часть 1 (рис. 1в) внутренними импульсами (J1). Ведь это неизбежно привело бы и к ускорению падения другой части (2) летательного аппарата на Землю 3 (под воздействием импульса J2 = -J1).
Ставку же следует делать на изменение характера движения составных частей летательного аппарата под воздействием других внутренних процессов. А то, что такого рода процессы имеют место, а также то,
скорость падения части 2 можно с их помощью уменьшить до чрезвычайно малой величины, как раз и подтверждается уже упомянутыми аэродинамическими взаимодействиями.
Кстати, вокруг крыла образуется не только так называемый присоединенный, но еще и такой более масштабный вихрь, составной частью которого и может считаться набегающий поток. И именно поэтому вполне можно вести речь и о тех 'безоболочковых дирижаблях', о которых в свое время впервые заговорил проф., д.т.н. О.А. Чембровский (опять же, с подачи автора настоящей статьи). По аналогии с ними 'безоболочковыми минидирижаблями' можно назвать и те же атомы легких газов.
Для справки:
Космическое пространство наполнено: на 90% водородом, на 9% гелием, а на все остальные его части приходится только один процент. А это значит, что водород в качестве 'главного жителя' космоса ведет себя как совокупность такого рода 'безоболочковых минидиридаблей', причем, движущихся как неуправляемые микроракеты, способные точно таким же образом плавать и в межмолекулярном вакууме. В этом плане и ту же аэростатическую силу можно считать, по крайней мере, частично еще и суммарным проявлением вполне определенных реактивных взаимодействий между атомными ядрами и их электронными оболочками.
И именно по этой причине легкие газы не оседают на поверхность Земли, как обычная пыль.
С учетом всего этого, а также того, что атомы, имеющие планетарную структуру, являются основой всего, можно предположить, что и интересующие нас внутренние процессы, способные изменять характер движения тех или иных масс, быстрее всего, связаны с особенностями движения этих масс в центральных полях их взаимного притяжения.
Рис. 2
Окончательную же ясность с возможностями изменения характера движения составных частей тех или иных систем внесло появление строго научно обоснованной схемы
космической пульсирующей гантели 1 Белецкого-Гиверца (рис. 2). Ведь по большому счету ценность этой схемы сводится, отнюдь, не к способности осуществлять межорбитальные переходы без какого-либо расхода масс, а именно к уникальному механизму их осуществления. Речь при этом идет о том, что эти переходы эквивалентны воздействию на те же гантели как внешних, так и внутренних сил.
Для справки:
Особенностью межорбитальных переходов гантели является то, что они являются результатом осуществления не совсем обычных реактивных взаимодействий. Ведь реактивный отброс половинок 2, соединенных тросом 3, осуществляется по нормали к плоскости движения этих половинок. Лучшей иллюстрацией этой особенности является то, что в разведенном положении (при длине троса, соизмеримой с диаметром Земли) гантель могла бы сразу улететь в бесконечность со
скоростью, значительно меньшей, чем та, с которой обычно движутся спутники Земли. Причем, с разворотом траектории ц.м. гантели после мгновенного разлета ее половинок ровно на 90 градусов.
При меньшей же длине троса безрасходные межорбитальные переходы могут осуществляться в этом же направлении и по многовитковой (спиралеобразной) траектории 4. В этом случае, с учетом того, что площадь, ометаемая текущим радиусом раскручивающейся траектории гантели, эквивалентна ее моменту количества движения, от витка к витку (по мере наращивания соответствующих больших осей, что эквивалентно расходам энергии на пульсацию той же гантели)
Сами по себе межорбитальные переходы подобны обычному реактивному отбросу масс но только не по прямой, а по раскручивающимся (также во взаимно противоположные стороны) траекториям. И именно по этой причине, в частности, у такого рода экспериментальных моделей гравилетов (рис. 3) мы имеем тот же результат, что и обычных ракет. И этот результат порой сводится к вполне определенному изменению их характера движения под воздействием одних только внутренних процессов. Хотя то на самом деле при этом речь идет о изменении характера движения только лишь у составных частей этих устройств. Ведь если внутри корпуса жидкость вращается по раскручивающейся спиралеобразной траектории, то и корпус будет смещаться в противоположную сторону, как и при временном свободном движении внутри обычной реактивной струи.
Рис. 3
Конечно же, пульсирующая гантель может совершать орбитальное движение и во взаимодействии не только с Землей, но и даже с такой примерно массой, как и сама гантель. В этом случае и на нее, и на взаимодействующую с ней (как с обычными субспутниками), могут действовать силы земного притяжения в качестве внешнего воздействия. И это внешнее воздействие, естественно, сказывается и на направлении разлета этой гантели и взаимодействующей с ней массы в бесконечность по раскручивающимся траекториям. Соответственно, и направление, и величина происходящего в этом случае отклонения определяется также не только направлением, но и соотношением суммарного импульса, в частности, того же внешнего воздействия и количества движения участников соответствующего взаимодействия.
Нечто подобное, но уже с отдельными участниками этого взаимодействия происходит и под воздействием внутренних взаимодействий.
А это значит, что именно за счет наращивания интенсивности самого центрального поля притяжения, а также количества движения участников реактивного взаимодействия можно, по крайней мере, облегчить процесс увеличения времени левитации.
По этой же причине и является целесообразным использование тех же пульсирующих гантелей (в качестве субспутников) в пределах достаточно компактных и интенсивных центральных полей притяжения. И, прежде всего, потому, что в этом случае характером движения ц.м. гантели можно так управлять, чтобы на нет сводилось воздействие сил земного притяжения не только на саму гантель, но и на взаимодействующие с ней массы.
Таким образом, возвращаясь в очередной раз к рис. 1в, т.е. и к уже упомянутому вращению части 1 (с полезной нагрузкой) по одной и той же траектории 4, подчеркнем следующее:
В случае использования в качестве части 2 пульсирующей гантели, совершающей достаточно интенсивное движение вокруг части 1 по траектории, раскручивающейся, как уже отмечалось, по горизонтали, можно получить один и тот же характер движения части 1 и без импульсов J1 и J2. Естественно, если под этими импульсами не подразумевается их взаимное притяжение.
В этом случае следует иметь в виду, что действующие на части 1 и 2 силы земного притяжения являются всего лишь небольшими составными частями действующих на них сил, а именно:
-J1з + J1 = -g*m1*dt + J1 и -J2з + -J2 = -g*m2*dt + -J2, где: J1з и J2з - импульсы воздействия сил земного притяжения, соответственно, на части 1 и 2, на много меньшие по величине импульсам взаимного притяжения этих частей (J1 и J2).
Все это могло бы сопровождаться и приведением во вращение (вокруг вертикальной оси) раскручивающихся вбок траекторий, что, быстрее всего, происходит и, например, с электронами, образующими уже упомянутые электронные облака вокруг атомных ядер.
Для большей наглядности схему Белецкого-Гиверца, появившуюся в 1963г., можно представить и в варианте синхронного движения 2-х спутников, запускаемых ракетами из одной точки старта на одну общую орбиту 1 (рис. 4).
При этом сразу же подчеркнем, что и она, отнюдь, не имеет перспектив в части практического использования. Нас в такого рода схемах орбитального движения интересует только лишь теоретические аспекты.
Ведь, если эти спутники, периодически встречаясь в нижней (исходной) точке общей орбиты, будут еще также периодически и под воздействием одних и тех же импульсов расталкиваться, чтобы уже в верхней точке соединиться и падать после этого в исходную точку сообща, их движение будет происходить по одной и той же орбите. Но, как только мы их соединим тросом, по длине, меньшей малой оси общей орбиты, они встретятся уже в более низкой точке.
В то же время, если бы у ц.м. этих спутников в момент разлета была еще и
скорость, перпендикулярная
скоростям их разлета, а также общей для собственных орбит спутников большой оси, то и этот ц.м. совершал бы уже орбитальное движение, а не перемещение по одной и той же прямой. И это орбитальное движение стало бы полностью аналогичным с орбитальным движением пульсирующей гантели только лишь в случае использования уже упомянутого троса:
Этот же результат можно было бы достичь и за счет выдвижения составных частей 2 тех же спутников и соединения их все тем же тросом (рис. 4а и 4б). Это выдвижение можно осуществить при помощи манипуляторов 3.
К сожалению, все подобные особенности движения пульсирующих гантелей ее авторы, а также все энтузиасты самых различных схем безрасходных межорбитальных переходов до сих пор считают возможным 'оставлять за скобками'.
А ведь вся совокупность вращающихся вокруг Земли спутников и подобных им естественных и искусственных образований, включая и электронные оболочки, пусть даже и не на все 100% ведущие себя как материальные образования, так или иначе, можно также уподобить все тем же гантелям. И, соответственно, речь также может идти об изменении характера орбитального движения ц.м. этих образований.
При этом речь может идти, например, о соударениям со стороны аналогичных им образований:
И здесь уместным было бы напомнить об особенностях извечного хаотического движения атомов и молекул газов, которые, так или иначе, связаны с происходящими внутри их процессами, что, не исключено, как раз и проявляется в результате этих столкновений. Нечто подобное могло бы происходить и в результате воздействия на все подобные образования
космическими излучениями, солнечным ветром и т.д.
Таким образом, заведомо ошибочным являются и все еще бытующие мнение о том, что ни одного летающего гравилета пока никто на практике не построил. Дело в том, что все пока просто не хотят видеть элементы того же безопорного движения хотя бы и в том же хаотическом движении атомов и молекул газов.
И даже не верится, что отличительной чертой информационного века может быть замалчивание такого рода уникальных достижений, которые, в принципе, позволяют надеяться даже на облет Марса всего лишь за 50 суток, причем, в самое ближайшее время.
И, как показывают предварительные расчеты, речь вполне может идти о демонстрации уже в самом ближайшем будущем экспериментального образца безрасходного и безопорного ранцевого реактивного аппарата.
Ожидаемые характеристики ранцевого аппарата.
Подъемная сила - до 800кг
Мощность - более 200л.с.
Запас энергии - на 10час. полета.
Максимальная высота полета - до 150км.
Скорость подъема и спуска (до высоты 100км.) - до 20м./сек.
Об авторе:
Валерий Александрович Акинин родился в 1947 г. В 1972 г. окончил МВТУ имени Н.Э. Баумана. Член-корреспондент Российской академии космонавтики, автор более 30 научных работ и изобретений. Под его руководством были изготовлены артиллерийский стенд, двухместный экранолет и ряд летательных аппаратов, отмеченных на международных выставках НТТМ. Один из них (экранолет Ан-2э) демонстрировался на МАКС-2003. Разработал новый способ реактивного взаимодействия, объясняющий и извечное хаотическое движение атомов легких газов в атмосфере.
