Проблема гравилета окончательно решена

"В ПОГОНЕ ЗА СВЕТОМ И ПРОСТРАНСТВОМ"
МИР МОЖНО ПЕРЕВЕРНУТЬ И БЕЗ ТОЧКИ ОПОРЫ!!!

(по мотивам статьи "В ПОГОНЕ ЗА СВЕТОМ И ПРОСТРАНСТВОМ" 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. Тем более, что, пусть и с человеконенавистническими целями, но те же фашисты лучше, чем кто-либо организовывали внедренческую деятельность. Ведь теми же ракетами всерьез занимались только лишь они, а всех остальных те же ЖРД, по свидетельству наших специалистов, впервые столкнувшихся с ними, просто потрясли.

В то же время экспериментальные пуски ракет именно с ЖРД просто не могли не подтолкнуть непосредственных их участников, которые, как уже отмечалось, зашоренностью не отличались, и к идее создания ракеты (рис. 1) не только с как можно большими скоростями, но и с бесконечно малой скоростью отброса масс.

И именно это, по крайней мере, для тех, кто понимает, что такое бесконечно малая скорость, что это, отнюдь, не нулевая скорость, является наиболее убедительным доказательством того, что такого рода реактивный летательный аппарат (ЛА) все же мог быть создан. И не только был создан, но и был испытан немцами еще в 1944 году (см.: evg-ars.narod.ru/Eng.htm).

Некоторые общие рассуждения (только для тех, кого интересует процесс решения самых фантастических проблем всего лишь на основе давно известных истин).
Речь идет об утверждении, что для решения проблемы БЕЗ ОПОРНОГО ДВИЖЕНИЯ достаточно просто перестать вводить людей в заблуждение.

Начать же следует с пресловутого запрета на создание безрасходных ЛА, который касается на самом деле так называемых замкнутых систем. А ним-то, как раз, ничего из окружающего нас мира (в окрестностях Земли) не имеет, включая и уже упомянутые ЛА, далее называемые гравилетами, если бы они, естественно, существовали. Что же касается уже незамкнутых систем, то к оценке их возможностей следует подходить на основе следующего строго научно обоснованного разъяснения (см. книгу "Курс теоретической механики для физиков" И.И. Ольховского, издательство, МГУ, 1978, стр. 9

"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". А это значит, что, в принципе, запрета на создание тех же гравилетов нет.

Ведь нет ничего невероятного в существовании реактивных ЛА, имеющих на столько малый расход масс, что в течение вполне определенного времени его можно было бы считать почти нулевым. В то же время и при обычном реактивном отбросе масс (с достаточно большими скоростями) в течение вполне определенного отрезка времени (dt), пока частицы соответствующего рабочего тела не улетели на достаточно большое расстояние, ракеты ничем не отличаются от гравилетов.

Поэтому-то величину dt вполне можно было бы назвать и временем кажущейся левитации.

Как раз идея значительного увеличения этого времени и лежит в основе в создания такого же ЛА, который, быстрее всего, и был создан в свое время немцами.

Рис. 1



А предшествовала появлению этой идеи то понимание автором настоящей статьи сути реактивных взаимодействий, которое пришло к нему именно в процессе воплощении своего дипломного проекта «в металл», что уже само по себе можно охарактеризовать как счастливый случай.

Конкретно же, речь идет о том, что его сразу же озадачило то, что реактивные взаимодействия до сих пор в своем большинстве воспринимаются только как примитивный разлет масс в бесконечность по прямой. Ведь та же артиллерийская стрельба свидетельствует о том, что характер движения снарядов является значительно более сложным. И здесь можно упомянуть о том, что в свое время считалось секретом и для чего, в том числе, разрабатывался тот же дипломный проект, предусматривающий стрельбу в помещении из авиационной пушки калибра 23 мм не снарядом, а откатными частями противотанковой пушки калибра значительно большего калибра.

Речь идет об исследовании в направлении создания принципиально новой схемы безоткатного орудия, т.е. такого, у которого те же откатные части могли бы быть выполнены в виде резервуара, наполненного дробью. Кстати, эта схема со временем нашла практическое воплощение и в космонавтике. Речь идет о всем известном космическом молотке, отличающимся отсутствием отдачи.

При этом следует иметь в виду, что та же дробь является не совсем обычным участником соответствующего ударного взаимодействия. Ведь при абсолютно упругих ее соударениях со стенками резервуара или же при достаточно больших габаритах самого этого резервуара отдача была бы самой обычной. И вот как раз многовитковые и затухающие траектории, по которым в процессе соударения движутся дроби, и позволяют придать, фактически, обычному реактивному взаимодействию безударный характер.

Вот как раз для того, чтобы разобраться в подобного рода взаимодействиях и был изготовлен соответствующий экспериментальный стенд. А состоял он из размещенной в районе дульного среза ствола 57-миллиметровой противотанковой пушки 1 пушка 2 барабанного типа и меньшего калибра, перемещающаяся по направляющим 3, закрепленным так, как обычно крепится дульный тормоз (рис. 1а). При этом пушка 2, связанная парой тяг 4 с лафетом пушки 1, оказывала обычное реактивное воздействие на ствол и откатные части 5 пушки 1 за счет навески пороха, в 150 раз меньшем, чем при обычной стрельбе.



Рис. 1а (справа)

Конечно же, такого рода дипломный проект был, скажем так, не совсем обычным. И далеко не каждый дипломник рискнул бы за него взяться. Примерно так, как не каждый сформировавшийся специалист, даже с учетом выше изложенного, взялся бы за проектирование все того же гравилета.

И этот проект был предложен автору настоящей статьи только лишь потому, что он ранее, в рамках своего курсового проекта предложил не менее экзотический вариант оснащения артиллерийского снаряда раскрывающимся пропеллером...

Соответствующий результат удалось достичь, исходя из следующих соотношений обычного реактивного взаимодействия:

J1 = m*v; J2 = M*V, J1 = J2 = J, где:
m и v – масса и скорость снаряда; M и V – масса и скорость откатных частей пушки, а J1 и J2 действующие на эти массы импульсы, имеющие одну и ту же величину J.

Что же касается всей энергия такого рода реактивного взаимодействия, учитывая при этом, естественно, только ту часть энергии пороха, которая превратилась при его сгорания в кинетическую энергию, то:

Е/J = 0.5*J*/m + 0.5*J*/M.


А это значит, что соответствующая кинетическая энергия реактивного взаимодействия, т.е. без учета хотя бы и того же процесса нагрева атмосферы, распределяется между разлетающимися участниками этого взаимодействия обратно пропорционально их массам.

Поэтому-то и почти вся энергия, выделенная пушкой при стрельбе, уносится именно снарядом, обеспечивая ее чрезвычайно высокий коэффициент полезного действия (К.П.Д.), подразумевая при этом, естественно, под полезным действием разрушение цели.

И именно потому, что под полезным действием подразумевается моделирование работы откатных частей пушки и накатника, стало возможным отказаться от расхода энергии на абсолютно ненужное в данном случае движение снаряда…

Если участником соответствующего реактивного взаимодействия был бы, например, газ, то и за счет потенциальной энергии его струек можно было бы, в частности, еще больше увеличить кинетическую энергии этого взаимодействия. Ведь именно к этому сводится процесс сжатия, а затем и расширения струек отбрасываемых ракетами при помощи сопла Ловаля. В этом плане, кстати, с учетом того, что К.П.Д. почти всех ракет на старте является чрезвычайно малым и почти на порядок меньшим, чем у артиллерийских систем, как это не парадоксально, речь идет о том, что сопла Ловаля еще больше уменьшают К.П.Д. тех же ракет. Другое дело, что на это приходится идти во имя достижения тех целей, во имя которых не принято особо заботиться эффективности. По мере же разгона ракет все большая доля развиваемой их топливом энергии остается у полезной нагрузки этих ракет, что, соответственно, сопровождается ростом их К.П.Д.

Что же касается движения уже упомянутой дроби, то в условиях абсолютно упругого взаимодействия оно во многом подобно обычному орбитальному движения (по одной и той же траектории), с учетом, естественно, и того, что имеется достаточно большое число других видов траекторий. Это касается не только тех многовитковых, которые затухают или же, наоборот, раскручиваются.

Все это позволило автору настоящей статьи особым образом взглянуть не только на процесс раздвижения находившихся ранее в сведенном положении половинок 1 так называемой космической пульсирующей гантели 2 Белецкого-Гиверца, ограниченный в своих габаритах тросом 3 (рис. 2), но и задаться «витающим в воздухе» вопросом, а именно: Нельзя ли воспользоваться движением той же дроби и для создания безрасходного гравилета? Тем более, что в этом случае и центр масс (ц.м.) той же пульсирующей гантели, фактически, играл роль дроби, а сам процесс периодической пульсации половинок гантели – такую же роль, как и сопло Ловаля. По крайней мере, это же факт, что ц.м. половинок движется по раскручивающимся многовитковым траекториям (с