Forschungswebsite von Vyacheslav Gorchilin
2019-04-11
Stützfrei Mover auf нескомпенсированном Ladung
Am Tag der Raumfahrt möchte ich einen ungewöhnlichen Idee nicht unterstützten Mover. Es basiert auf der Verwendung der Lorentz-Kraft [1] für die beiden Leitern, aber mit verschiedenen Geschwindigkeiten der Bewegung der Ladungen auf Ihnen. Aufgrund der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Ladungen entsteht нескомпенсированная Energie, die eine Kraft schubantrieb. Dieser Artikel besteht aus mathematischen und praktischen Teil, und wird посвещена seine magnetischen Variante.
Mathematik-Mover. Magnetisches Prinzip
Betrachten Sie die beiden Drähte w1 und w2, von denen jeder entlang der Achse \(x\), bewegt sich die Ladung \(q\) mit einer Geschwindigkeit von \(\vartheta\) (Abb. 1a). Die Länge der Leitern gleich und gleich \(l\), und der Abstand zwischen den Achsen — \(r\). In dieser Situation, zwischen den Leitern entsteht Energie Ampere [2], aber da die Leiter mechanisch miteinander verbunden sind, ist diese Kraft wird скомпенсирована. Noch eine Kraft entsteht wegen der unterschiedlichen Geschwindigkeit der Bewegung der Ladungen und es wäre нескомпенсированна. Genau es wir weiter und diskutieren.
Силы Лоренца в двух проводниках с разными скоростями движения зарядов
Abb.1. Die Lorentz-Kräfte in zwei Leitern mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Bewegung der Ladungen
Der Unterschied zwischen den Leitern w1 und w2 besteht darin, dass die Geschwindigkeit der Bewegung von Ladungen in Ihnen unterscheiden sich: \[\Delta\vartheta = \vartheta_1 - \vartheta_2 \qquad (1)\] Dann, aufgrund der Differenz der Geschwindigkeiten und der Bewegung der Kraftlinien relativ Ladungen, entlang der Achse \(y\) entstehen zusätzliche Kräfte (Abb. 1b, 1c): \[F_1 = q_1 B_2 \Delta\vartheta, \quad F_2 = q_2 B_1 \Delta\vartheta \qquad (2)\] Um zu wissen, welche Ladung bewegt sich im Explorer muß an die Formel des Stromes \(I=\Bbb{d}q / \Bbb{d}t\), in dem wir nehmen unendlich kleine änderung der Ladung nach der Zeit \(t\). Von hier aus leiten: \[\Bbb{d}q_1 = I_1 \Bbb{d}t, \quad \Bbb{d}q_2 = I_2 \Bbb{d}t \qquad (3)\] Weiter, finden wir die gesamte Kraft \(F\) und ersetzen Sie dort den zuvor erhaltenen Ausdruck: \[F = F_1 + F_2, \quad \Bbb{d}F = (I_1 B_2 + I_2 B_1) \Delta\vartheta\, \Bbb{d}t \qquad (4)\] Wenn die Richtung der Ströme entgegengesetzt, dann wird die Gesamtkraft sein, wie die Verschiedenheit Ihrer Bestandteile. In integralform wird es sich so: \[F = \int (I_1 B_2 + I_2 B_1) \Delta\vartheta\, \Bbb{d}t \qquad (5)\] Aber uns interessiert eine Option, wenn der Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten der Ladungen in den Leitern ist sehr groß. In diesem Fall ist die Formel (5) kann man so umwandeln, dass Zeit und Geschwindigkeit in Ihr durch auf die räumliche Koordinate. Dafür dort genug reinlegen Ausdruck \(\Delta\vartheta \approx \vartheta_1 = \Bbb{d}x / \Bbb{d}t\): \[F = \int \limits_{0}^{l} (I_1 B_2 + I_2 B_1)\, \Bbb{d}x, \quad \vartheta_1 \gg \vartheta_2 \qquad (6)\] In allen Formeln weiter gehen wir davon aus Bedingung (6), das bedeutet, dass die Geschwindigkeit \(\vartheta_1\) ist viel mehr \(\vartheta_2\), und stellt die eigentliche Geschwindigkeit der Bewegung der Ladungen. Wenn auch anzunehmen annähernd die idealen Bedingungen, unter denen, über die gesamte Länge der Leitern Ströme und magnetische Felder gleich sind, dann diese Formel kann schreiben ohne Integral: \[F = l\, (I_1 B_2 + I_2 B_1) \qquad (7)\] Fortsetzung unser Modell idealisieren, nehmen wir die Formel der unendlichen Leiter zur Berechnung des Magnetfeldes in einem entlegenen Punkt von ihm: \[B_1 = {\mu - \mu_0 I_1 \over 2\pi r}, \quad B_2 = {\mu - \mu_0 I_2 \over 2\pi r} \qquad (8)\] wobei: \(\mu_0\) — absolute magnetische Permeabilität. Dabei vermuten, dass der Abstand \(r\) größer als der Durchmesser des Leiters. Wenn wir glauben, dass die relative magnetische Permeabilität \(\mu\) die gleiche und gleichmäßig über das gesamte Volumen, das Formel (7) verwandelt sich in diese: \[F = l {\mu - \mu_0 \over \pi } {I_1 I_2 \over r} \qquad (9)\] Wie aus der Formel (9), kamen wir zu dem Gesetz Ampere [2] für die beiden stromführenden Leitern, aber mit einem qualitativen Unterschied: die Geschwindigkeit der Bewegung von Ladungen in Leitern völlig anders. Daher tritt нескомпенсированная die Kraft \(F\).
Der praktische Teil
Eine der einfachsten Möglichkeiten Mover, realisierten auf diesem Prinzip, dargestellt in Abbildung (2a). Dort w1 ist eine Vakuumröhre mit zwei Elektroden, zwischen denen Strom fließt \(I_1\). In diesem Fall kann die Kathode zu erwärmen für die bessere Ausbeute der Elektronen. Als w2 tritt Leiter mit Strom \(I_2\).
Stromversorgungen kann nicht unbedingt Gleichspannung. Deutlich niedrigere Kosten für die Erstellung eines Schub bekommen kann, wenn man die Quellen U1 und U2 mit variabler Spannung und damit die Ströme ergaben sich, wenn möglich, reaktive. Natürlich, in diesem Fall müssen Sie die Synchronisation dieser Quellen in Phase und Frequenz.
Варианты движителя
Abb.2. Varianten des magnetischen Läufers
Da im Vakuum der Röhre die Ladung wird mit einer Beschleunigung zu bewegen, dann wird es eine schiefe Kräfte entlang Ihrer Länge. Also die beste Lösung ist die Platzierung von zwei symmetrischen Cluster (Abb. 2b). Darüber hinaus, in diesem Fall können Sie Steuern mit der rechten und der linken Luftzug, einschließlich der Schalter SWR und SWL entsprechend. Verwalten Ströme in der Röhre kann mit Hilfe der Management-Gitter, einziehende Sie durch diese Schlüssel Bias-Spannung Us. Bei der Abgabe der Rückspannung auf w2 Stange in die entgegengesetzte Richtung entstehen, wodurch dies движетель маневнернным nach allen Richtungen in einer Ebene. Für Manöver in 3D benötigen Sie noch ein paar symmetrische Cluster, die sich in der senkrechten Ebene. Diese Aufnahme nennen kann, der klassischen «Star» (Abb. 3a).
Различное включение кластеров движителя
Abb.3. Unterschiedliche Aktivierung der Cluster-Mover
Eine interessante Lösung kann ein Cluster «Dreieck», «Raute» (Abb. 3b) oder seine Abart — «Kreis» (Abb. 3c). Jede dieser Optionen Mover ermöglicht Manöver in allen Ebenen, und hat seine Vorteile und Nachteile.
Ячейка движителя
Abb.4. Die Zelle des magnetischen Läufers
Wenn man über die Waben-Struktur Mover, dann eine gute Option, eine Zelle, dargestellt in Abbildung (4). Hier w2 ist eine Wicklung aus einem Draht, und w1 — Vakuum-Lampe. Das Letzte, für das erreichen großer Instant-Ströme, kann Impuls und überschaubar, und wenn der Strom in der w2 — Variable ist, ist die Steuerung der Lampe muss synchron mit einem seiner halbzyklen. Noch eine optimale und leistungsstarke Ergebnis wird eine gleichzeitige Impuls-Pumpen wie Lampen w1und Leiter w2.
 
Die verwendeten Materialien
  1. Wikipedia. Lorentz-Kraft.
  2. Wikipedia. Das Gesetz des Amperes.