PopularEditorialNewBest

Научно популярно о летающих тарелках

В закладки

На фото вовсе не космический корабль пришельцев, и не секретная разработка ученых, а всего лишь посадочная капсула марсохода Къюриосити, которая своей формой очень напоминает летающую тарелку. Случайность ли? Конечно нет. Это техническое решение, принятое после тщательного обдумывания всех за и против лучшими умами НАСА. Компромисс между способностью замедлять падение и устойчивостью. Как бы не подшучивало НАСА над летающими тарелками, их спускаемые аппараты марсианских миссий это как раз то, из чего ведут свою родословную летающие тарелки. Да в принципе и о более ранних предках не стоит забывать начиная с Союза. 

Вот другой пример — бомбардировщик В2. Некоторые считают что он построен по технологии НЛО — уж очень его профиль напоминает нечто внеземное. На самом деле эта форма была взята не из секретных материалов об НЛО, а скопирована у природы. Миллионы лет эволюции птиц сэкономили инженерам немало времени, предоставив им идеальную аэродинамическую форму.

Так же в природе существует прообраз и конкретной летающей тарелки с дисковидным крылом, которую мы привыкли видеть на картинках. Это медуза, которая, позвольте заметить,  использует реактивный принцип движения без расхода рабочего тела (мечта всех космонавтов) так как этим рабочим телом служит окружающая среда.  Казалось бы —  куда медузе до ракет, она ведь почти не движется? У подобной схемы есть огромный потенциал, и я простыми словами попытаюсь объяснить в чем он заключается.

 Раньше я уже писал о своем любительском исследовании в области аэродинамики https://thealphacentauri.net/70934-volnovoy-princip-dvijeniya-nauchnaya-statya/ в результате которого я пришел к такому выводу. Мне вовсе не нравится хвастаться по этому поводу, но я просто вынужден ставить акцент на этом, чтобы далее сказанное имело смысл. Я сделал небольшое научное открытие, которое затронуло сразу много очень сложных тем.

Первоначальной моей идеей была вовсе не летающая тарелка. К этой форме я пришел исключительно в попытках повысить эффективность своих экспериментальных моделей. Сначала я хотел улучшить управляемость солнечного паруса или спускаемого аппарата при помощи такого устройства как инерциоид.

Упрощенно инерциоид это асимметрично колеблющийся маятник, который движется за счет простого отталкивания прямо или под углом от всего, что оказывает сопротивление колебаниям его опоры. Это сравнимо с тем как ездить на стуле с колесиками выдергиваясь вперед, или с тем как гироскоп, подвешенный за один край на нитке, вращаясь, может зависнуть в горизонтальном положении. Из-за того что этот способ отталкивания может показаться противоестественным, многие асоциируют его с чудом антигравитации, но по сути это является работой известных законов механики, работающих в результате нелинейного приложения сил. То же самое происходит и в случае с парусником, способным под углом ходить против ветра. 

Моим предположением было то, что раз инерциоид может отталкиваться используя любую точку опоры, то почему бы ему не оттолкнуться от солнечного ветра при помощи солнечного паруса? Ведь солнечный ветер тоже оказывает давление и может быть точкой опоры. И то же самое со спускаемым аппаратом — когда он входит в атмосферу и испытывает сильное сопротивление воздуха, то не может ли это сопротивление служить опорой, от которой можно отталкиваться чтоб управлять траекторией?  

Чтобы проверить эту идею я соорудил жесткий парашют из мусорного пакета и бамбуковых палочек, и установил на него придуманный мной облегченный инерциоид или, правильнее сказать, асимметричный вибродвигатель. Испытывая эту кунструкцию в свободном падении  и надеялся увидеть смещение или замедленное падение при включении двигателя в набегающем потоке. В процессе обнаружился ряд технических проблем, решение которых логическим путем привело меня к форме летающей тарелки, у которой в центральной выпуклой части находится двигатель и батарея, а вокруг расположено дисковидное вибрирующее крыло. Такая форма была устойчива в падении и даже могла неплохо планировать в произвольном направлении, при условии очень малого веса.

 Неоднозначность результатов этих экспериментов заставила проверить принцип на воде. Я собрал небольшой кораблик с вибродвигателем, который дергался в одну сторону быстрее чем в другую, и обнаружил что он плывет не туда, куда говорит общепринятая теория.

Сначала я не придал этому особого значения — какая мне разница куда он движется, главное чтоб работал. Но позже мне стало известно, что этот факт движения не туда никак не укладывается в головах многих людей, намного лучше меня знающих физику, и среди которых немало и ученых. Что мне только не говорили — что этого не может быть, что это нарушает законы механики, ставит под сомнение современную космологию, ядерную физику и вообще просто бред. Ну как так, думал я, в чем ошибка? Сотни раз я перечитывал в интернете статьи о том как это должно работать, о движении инерциоидов в вязкой среде, полете птиц, принципе вибролета… все что хоть как-то касалось темы колебательного движения. Везде говорилось, что куда тело в воздухе или воде выдергивается медленнее, туда и движется потому что в этом направлении сопротивление меньше. Но сотни раз я повторил свой опыт с корабликом в ванной и все было наоборот — куда он быстрее выдергивался туда и плыл, и никакая форма на это не влияла. 

Единственное что мне оставалось, это самостоятельно определить почему он движется именно так. Два года я экспериментировал, перелапачивал всевозможные научные труды, спорил с физиками разных мастей чтобы обнаружить в своих выводах ошибки. В конечном итоге я нашел некоторые зацепки, позволившие мне сформировать ответ на вопрос и озвучить его в статье в научном журнале, для публикации в котором у меня хватило ума и знаний. 

Ответ получился такой — вихрь это не просто результат трения, как было принято считать, а цепная реакция, при которой энергия броуновского движения частиц, или свободная тепловая энергия становится направленной. Эта энергия по сути является силами притяжения и отталкивания молекул. В спокойном воздухе или воде молекулы движутся хаотично притягиваясь друг к другу на расстоянии а потом отталкиваясь когда когда находятся слишком близко. Но когда из-за перепада  давления образуется вихрь, они начинают двигаться и толкать друг друга по кругу. Находящиеся рядом молекулы тоже вовлекаются в этот хоровод и получается цепная реакция, похожая на эффект домино.

Раньше учеными, изучавшими полет шмеля при помощи скоростной камеры, уже было установлено, что машущее крыло формирует из воздуха вихрь, и затем отбрасывает его как реактивную массу. Это позволяет шмелям проделывать с воздухом такой фокус — отлично летать при казалось бы слишком маленькой площади крыльев. В своих опытах я обнаружил, что этот вихрь является не просто массивным объектом, который можно отбросить, а массивным объектом, который сам доганяет и толкает, после чего уже отражается в обратном направлении и выглядит как отброшенная реактивная масса. 

Таким образом среда пытается заполнить разреженность позади взмахнувшего крыла  и устремляясь туда выделяет при этом больше энергии чем надо. Самолетам обычно нет никакого дела до той турбулентности, которую они оставляют позади, а вот птицы прекрасно знают что это огромное количество шаровой энергии. И поэтому их ритмичный способ полета, при котором они позволяют турбулентности себя догнать, намного экономичней.

По сути кораблик, который я испытывал, это максимальное упрощение птицы или медузы, что в принципе одно и то же. Можно подумать, что простая вибрация никак не сравнима с полетом птиц или движением медуз, но на самом деле движение воздуха или воды вокруг асимметрично вибрирующего объекта происходит так же как вокруг медузы или птицы. Просто живые существа, особенно медуза, своими движениями максимально повторяют течение воды вокруг них, что делает их более энергоэффективными, и слишком сложными в плане механики. Но если упростить эту механику до простых колебаний одной единственной плоскости, но взамен снабдить ее большей мощностью, результат будет тот же.

 Можно взглянуть на этот принцип и под другим углом. Волны, образующие рисунок вокруг кораблика это практически то же самое что мы видим в опытах с акустической левитацией. Они создают зону повышенного давления позади и пониженного впереди, которые постоянно перемещаются и что заставляют кораблик двигаться. По бокам возле кромки, где волны пересекаются и происходит их так называемая интерференция, образуется  движущаяся стоячая волна как и во время перемещения предметов путем акустической левитации.  Только в этом случае волны создаются не отдельно стоящим  динамиком, а самим объектом. Это значит, что акустическая левитация возможна без каких либо внешних устройств и летательный аппарат может сам при помощи звука удерживать себя в воздухе.

Представить такой аппарат довольно сложно, особенно если сопоставлять размеры и массу установки для  акустической левитации и микроскопического объекта, который она способна поднять. Во первых вибрирующая часть будь то цельная оболочка или дискообразное крыло должна быть очень прочной и выдерживать огромные температуры, которые обязательно возникнут при трении о воздух. И при этом она должны быть настолько легкой, насколько это возможно чтобы двигатель мог  приводить ее в движение без лишних энергозатрат. Любое крыло самолетного типа если заставить его махать с такой силой, которая необходима чтобы этот аппарат взлетел, скорее всего разделится на заклепки прежде чем превратится в расплавленный металл. Крыло, необходимое для такого аппарата, должно быть скорее резонатором вроде литого колокола, по своим качествам сопоставимым больше с лопаткой турбины или ракетным соплом чем с обычным  крылом, но при этом весить не больше чем крыло самолета. Способ воплотить это в реальность  уже есть. Это печать из сверхпрочных металлов на 3д принтере, которую уже начали применять для создания космических кораблей. Эта технология позволит сделать крыло легким и прочным за счет организации в нем сложных тонкостенных структур вроде гофрокартона, из которого делают коробки. Такая конструкция будет одновременно легкой, прочной и монолитной, она будет звенеть как колокол и выдерживать сильную вибрацию.

Другой вопрос как сделать такой вибродвигатель, который заставит это полететь? Ведь даже на примере простейшего устройства, которое является аналогом такого двигателя — акустического динамика, очевидно, что мощность, какой бы она не была, никак не сравнится с его весом даже если не брать в расчет всю остальную аппаратуру, необходимую для создания звука.

Заставить крыло махать с невероятной силой помогут сверхпроводники. Они уже показали свою высокую эффективность в сравнении с обычными магнитами в качестве элементов авиационного электродвигателя. Идея заключается в том, что крыло летающей тарелки не будет крепиться к корпусу никак. Оно будет левитировать на магнитной подушке из сверхпроводников, и ею же приводиться в движение. А датчики магнитного поля будут управлять его колебаниями и положением. Кабина экипажа будет амортизирована таким же образом. Энергия для питания элементов крыла  будет подаваться на него беспроводным способом. Такая конструкция позволит исключить любое механическое трение приводящее к снижению эффективности и разрушению конструкции. Так же это позволит регулировать частоту взмахов в большом диапазоне частот. 

Кто знает, если это работает с акустическими волнами, в воздухе, то почему не может работать и с огромным спектром волн, распространяемых в космосе? Ведь возможно именно таким образом можно будет наконец создать пресловутый варп драйв или искривитель пространства не только в теории но и на практике.Так что думаю будущим исследователям еще многое предстоит узнать и сделать. 

А теперь о том, что можно сделать сейчас. В результате своих многочисленных опытов с летающими тарелками я обнаружил, что такая форма, которую мы привыкли видеть на картинках, с выпуклостями по середине, может очень неплохо летать по ветру при условии что она будет имеет малый вес и большую площадь, а так же поддерживать устойчивость вращаясь как фрисби. При удачном стечении обстоятельств она может в прямом смысле взмыть вверх благодаря  енергии из воздуха. 

Подобные чудеса нам с легкостью демонстрирует и современный планеризм, когда планер тратя энергию на одно только управление, умело использует воздушные потоки и держится в воздухе пока не надоест. Есть даже проект использовать планер чтобы за счет сильных ветров на больших высотах достигнуть границы космоса. После этого останется только включить небольшой ракетный двигатель и подтолкнуть его выше на околоземную орбиту. Соответственно и с возвращением такого аппарата не должно быть существенных проблем — он просто приземлится как планер. У планера в виде летающей тарелки есть огромное преимущество — это сплошное крыло с минимальным размахом, не теряющее эффективности при любом направлении ветра из-за своей круглой формы. Если таким крылом управлять используя гироскоп для того чтобы менять угол его наклона, можно путешествовать так же, как это делает парусное судно по ветру и против ветра ходя галсами. Ну а если такой аппарат достигнет границы космоса, крыло не станет для него лишним грузом — оно будет работать и дальше, но уже не как воздушный парус, а как солнечный.

Можно приблизиться к заветной мечте и иным путем — решить проблему спускаемых аппаратов которые падают где прийдется, если конечно они не несут на себе приличный балласт топлива как многоразовые ракеты. Когда спускается например Союз, он все-таки может корректировать свою траекторию поворотом корпуса, но в определенных пределах. А если установить на него инерциоид и использовать то давление, которое он испытывает при в ходе в атмосферу как точку опоры, он сможет не только менять угол падения, но и смещаться в любую сторону примерно так же, как телефон на виброрежиме ездит по столу. Только вместо стола будет плазменная подушка и направление аппарат будет выбирать сам управляя импульсами вибродвигателя, передающимися жаропрочному щиту .

Ну и самое легкое — надуть большую блестящую летающую тарелку гелием и отправить ловить солнечный ветер — авось он ее подхватит и унесет дальше.

Ну а в перспективе это напечатанный на 3д принтере корабль из блестящего металла без единго шва и заклепки с крылом- резонатором, свободно левитирующим на сверхпроводниковой подушке и своей вибрацией заставляющий светиться воздух вокруг. Если такой аппарат разовьет в атмосфере начальную скорость, он выпрыгнет из нее на орбиту как рыба из воды и там уже будет приводиться в движение солнечным ветром и создавая  волны на более высокий частоте чем в воздухе. 

Не знаю достоверно что изображено на следующей картинке, но в последствии всех моих изысканий мне кажется это выглядит красиво.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

8
Войдите, чтобы видеть ещё 104 комментария, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Расточительный Армстронг Н.
Вечность назад

"Кто знает, если это работает с акустическими волнами, в воздухе, то почему не может работать и с огромным спектром волн, распространяемых в космосе?" - акустическая волна это колебание в твердой, газообразной или жидкой среде, в космосе распространяются электромагнитные волны - это распространение в пространстве возмущений электромагнитного поля. Абсолютно разные вещи по своей природе.

Идейный Джон Инспракер
Вечность назад

Я не совсем понял где в материале "научно популярно"? Или хотя бы по частям "научно"/"популярно"...

Любимый Дейв Боумэн
Вечность назад

>Есть даже проект использовать планер чтобы за счет сильных ветров на больших высотах достигнуть границы космоса. После этого останется только включить небольшой ракетный двигатель и подтолкнуть его выше на околоземную орбиту. На превеликий жаль цього не достатньо, оскільки планеру ще необхідно якимось чином надати швидкість ~8 км/с, щоб він зміг залишитись на орбіті. Навіть "небольшой ракетный двигатель" буде споживати бісову кількість палива та окислювача. Таким чином зробити планер легким буде трішечки проблематично.

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
If you were unable to log in, try this link.