![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
bookburner) wrote2008-08-04 03:38 pm
Вечный двигатель Ханта
17.12.2006 12:55
В то время как авиапроизводители стараются повысить экономичность своих самолетов, инженер Роберт Хант работает над созданием летательного аппарата, который вообще не будет расходовать никакого топлива. Его самолет сможет летать только за счет взаимодействия подъемной силы с силой притяжение – так же, как это делают аэростаты и планеры.
Сама идея длительного полета без использования топлива выглядит несколько фантастично, не говоря уже о создании аппарата, способного осуществлять таким образом коммерческие авиаперевозки. Легкие планеры могут находиться в воздухе практически неограниченное время, используя для этого восходящие воздушные потоки. Однако дальний перелет между двумя определенными пунктами является для них очень сложной задачей, требующей от пилота изрядного мастерства и определенной доли везения. Да и запуск подобных устройств сопряжен с определенными трудностями: чтобы оторваться от земли, планерам требуется либо крутой высокий склон, либо специальное разгоняющее устройство, например, лебедка или автомобиль. Зато если оснастить планер двигателем, получится самолет, лишенный этих критических недостатков. Поднимать грузы в воздух с нулевыми энергозатратами умеют аэростаты, но, в отличие от планеров, они неспособны двигаться против ветра. Чтобы использовать аэростат в качестве транспортного средства, придется добавить к нему двигатель, получив дирижабль.
А что если скрестить планер и аэростат? Именно эта идея легла в основу концепции «гравитационного самолета», которую разрабатывает инженер Роберт Д. Хант (Robert D. Hunt) из компании Hunt Aviation. Как утверждает изобретатель, его аппарат сможет совершать полеты, используя в качестве источника энергии силу земного притяжения: никаких лопастей и реактивных турбин!
Проектируемый «гравилет» представляет собой конструкцию из двух массивных баллонов вытянутой формы, соединенных между собой треугольным монокрылом и хвостовым стабилизатором. К краям монокрыла крепятся длинные крылья, способные складываться вдоль корпуса для перехода в режим пикирования. Баллоны наполнены гелием, в результате чего самолет становится менее плотным, чем окружающий его воздух, по сути, превращаясь в аэростат. При этом возникает подъемная сила, порождаемая чисто гравитационными эффектами. Давление среды компенсирует вес аппарата и начинает выталкивать его наверх. Вместо того, чтобы закачивать в резервуары гелий, можно, напротив, откачивать из них воздух, создавая внутри искусственный вакуум. Этот метод позволяет достичь большей подъемной силы, однако он гораздо сложнее с технической точки зрения: оболочка баллонов должна быть очень крепкой, иначе давление атмосферы ее просто раздавит. Роберт Хант предполагает использовать смешанную схему – вакуум создается в твердых и прочных ячейках, которые помещаются внутрь мягкой оболочки, наполненной летучим газом. Подобная компоновка позволит достичь некоторого компромисса между подъемной силой вакуума и технологической простотой резервуара с газом.
Поднявшись на необходимую высоту, самолет заполняет баллоны забортным воздухом, становясь более плотным, нежели окружающая его атмосфера. В результате он начинает падать под действием все той же гравитации. Вначале снижение происходит в режиме пикирования, со сложенными крыльями – это необходимо для того, чтобы самолет мог набрать некоторую скорость, позволяющую ему меньше зависеть от направления воздушных потоков. Завершив разгон, аппарат раскладывает крылья и переходит к горизонтальному планирующему полету в нужном направлении. В качестве маневровых двигателей используются реверсивные ветряные турбины, расположенные на концах крыльев. Они же работают как генераторы, заряжающие аккумуляторные батареи.
Концепция выглядит красиво и многообещающе, однако она упирается в довольно значительные технологические трудности. Чтобы вакуумно-газовые резервуары могли компенсировать вес аппарата при взлете, он должен быть очень легким. В то же время, конструкция должна обладать необходимой прочностью для того, чтобы выдержать нагрузки, возникающие при пикировании и планировании. По мнению Роберта Ханта, современные композитные материалы вполне позволяют достичь приемлемых показателей по соотношению прочности и веса. Согласно его расчетам, «гравилеты» смогут подниматься на высоту до 30 км, неся на борту до 1000 тонн полезного груза. И все это без использования дорогостоящего и загрязняющего окружающую среду топлива.
На веб-сайте компании Hunt Aviation можно посмотреть видеоролик, подробно объясняющий концепцию «гравилета» (приготовьтесь выслушать заодно и очень скучное музыкальное сопровождение).
Взято отсюда.
***
Добавлю от себя, что настоящий автор идеи - Герберт Уэллс. У него есть рассказ под названием "Филмер". Лично я пытался получить патент на похожую штуку. Патента мне не дали (видимо из-за похожести на "вечный двигатель" - такие вещи не патентуют "из прынцыпа"). Но заявка с печатью сохранилась. Проблемой является, где найти "бабло" на постройку - экспериментальный образец будет стоить от $3.000.000. В любом случае речь идет о сумме с шестью нулями - некоторые компоненты очень дорогие. В сарае я его не сделаю. Причем мой проект не потребует таких супертехнологий, как у Ханта.
Собственно говоря, мой проект - и есть в некотором роде "вечный двигатель" как и проект Ханта. Что такое гравитация, наука не знает до сих пор. Совпадение гравитационной и инерционной масс воспринимаются как приятный сюрприз.
Приведу пример. Висит вертолет над землей и крутит пропеллером. С точки зрения физики он не выполняет никакой работы. (Он не двигается; A=F*S). В технике считают не так; там умножают мощность на время работы (и правильно делают:)). Потому что если вертолет выключит двигатели, он окажется на земле (мягкая будет посадка или жесткая - не суть важно). Значит, он все - таки совершает полезную работу по поддержанию себя в воздухе. Гелиевый дирижабль может проделывать то же, что и вертолет без затрат горючего. Работа тоже совершается (выпусти газ и дирижабль - на земле).
Для совершения работы не обязательно расходовать энергию. Работа - это не расход энергии, а энергообмен. Работу против сил гравитации совершает даже стол, на котором стоит гиря. А=P*t. Р-мощность гравитационного поля. Сломай стол - и гиря на полу. Надо только знать, как эту работу "добыть". Хант знает, как, я знаю еще два варианта. Я считаю, что мои варианты лучше, т.к. они могут работать и без гравитации. В чем они заключаются, скажу, когда будет патент или контракт. Самый гениальный изобретатель в истории дожен быть и самым богатым:) (мне плиз таблетку от жадности, только побольше, побольше!).
Между прочим:
1 Юпитер и Сатурн излучают в пространство больше энергии, чем получают от Солнца. Ученые не понимают, как такое может быть. Ядерных реакций там, вроде, нет.
2 Астрономы говорят, что Вселенная не просто расширяется - она еще и ускоряеся. Чем не "вечный двигатель"?
Upd. Довольно забавно наблюдать, когда мне начинают объяснять, что это тепловая машина. Причем вроде технически грамотные (с виду) люди. Такие люди искренне считают, что все, кто утверждает о возможности вечного двигателя - полные лохи в физике. Самое смешное, что эти люди сами не понимают, что такое тепловая машина и почему ее кпд не может быть выше 100%. А вот если аппарат Ханта рассматривать как тепловую машину, то кпд может быть выше 100%, потому что это - сравнение члена с пальцем (пардон за мой французский). Подъемная сила, а за ней и работа архимедовой силы не имеет прямой связи с работой по сжижению гелия, но это отказываются понимать.
no subject
Я на это тоже отвечал: аэродинамическое качество от веса никак не зависит. Планер, сбросивший балласт (что равносильно наполнению его гелием), имеет ровно то же аэродинамическое качество, что и с балластом. От веса (точнее, от нагрузки на площадь крыла) зависит скорость полёта, а отношение подъёмной силы к силе сопротивления останется практически неизменным. Уменьшается вес --> уменьшается требуемая подъёмная сила --> уменьшается скорость, потребная для создания этой подъёмной силы --> уменьшается сопротивление. Так как и подъёмная сила и сопротивление зависят от скорости одинаково, то и их отношение (АКА "аэродинамическое качество" АКА "тангенс угла планирования") остаётся тем же.
Мы, вообще-то рассматриваем изолированную систему. В ней не будет Солнца, но и остывать тоже некуда. Так что никуда атмосфера не выпадет.
Без нагрева (Солнцем ли, теплом планеты ли) атмосферы вообще никакой не будет изначально - будет ледяная пустыня. Реальная Земля - открытая система, и атмосфера как получает тепло от Солнца, так и теряет его через излучение в космос. Если же ВНЕЗАПНО замкнуть систему, окружив Землю непроницаемым экраном, и заставит там летать наш аппарат, то с каждым циклом подъёма-спуска:
- температура атмосферы будет повышаться (за счёт движения планера и диссипации его кинетической энергии),
- градиент плотности/давления по высоте будет уменьшаться (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D0%B0),
- и в конце концов работа аппарата станет невозможной, так как архимедова сила, определяемая (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%90%D1%80%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D0%B0) сим градиентом давления, станет ниже, чем вес. Тут халява и закончится - аппарат больше не сможет подняться.
no subject
да, вспомнил. Но уменьшение дальности не значит уменьшение до нуля.
температура атмосферы будет повышаться
Вот и хорошо, что будет повышаться - значит, в реальной системе можно компенсировать потери на излучение. Вселенная у нас расширяется, так что перегрев ей не грозит.
no subject
значит, в реальной системе можно компенсировать потери на излучение.
Наш аппарат может отбирать у атмосферы энергию лишь во время подъёма, т.е. циклически, а греет он её и при подъёме и при спуске. Энергия утекает из атмосферы тоже постоянно. После очередного спуска, когда энергия уходит одновременно и из аппарата и из атмосферы, на следующий подъём ничего не останется. (Предупреждая отмазку: ввод нескольких аппаратов, работающих в разных фазах, не поможет - всё равно будут моменты, когда энергия уходит безвозвратно)
no subject
Только если ось турбины будет совпадать с вектором планирования. Да и там строго прямого графика не будет. Прямая зависимость будет только если турбина все время будет стоять строго горизонтально. Если же турбина будет стоять все время вертикально, она будет утилизировать только mgh, которая та же самая и в атмосфере и в вакууме.
Да, сама установка такой турбины немного ухудшит аэродинамику, но mgh одна и та же и в атмосфере и на Луне. Аналогия для Луны: шарик на наклонной плоскости. Когда он скатится до нулевой высоты, при ударе выделится та же энергия, что и при вертикальном падении (на трение качения забиваем). Этот шарик можно сравнить с "идеальным планером", у которого лобовое сопротивление = 0.
Наш аппарат может отбирать у атмосферы энергию лишь во время подъёма, т.е. циклически, а греет он её и при подъёме и при спуске. Энергия утекает из атмосферы тоже постоянно. После очередного спуска, когда энергия уходит одновременно и из аппарата и из атмосферы, на следующий подъём ничего не останется. (Предупреждая отмазку: ввод нескольких аппаратов, работающих в разных фазах, не поможет - всё равно будут моменты, когда энергия уходит безвозвратно)
И откуда следует, что атмосфера потеряет больше энергии, чем получит при нагревании?
no subject
Посему, все вы#боны с турбиной на спуске - отставить, если только не хочется превратить планер в авторотирующий вертолёт.
И откуда следует, что атмосфера потеряет больше энергии, чем получит при нагревании?
Оттуда, что нагревание происходит за счёт ограниченной свободной энергии самой же атмосферы, а остывание - за счёт неограниченной теплоёмкости космоса. Космос победит.
no subject
При уменьшении дальности импульс в конце пути увеличивается, т.к. аппарат летит не в вакууме, а в атмосфере. В примере с шариком на Луне этот импульс вообще не зависел бы от траектории. При угле снижения в 45 градусов импульс может быть совсем не маленьким. Этот импульс может не расходоваться на обратный планирующий подъем, а аккумулироваться. Турбину можно врубить и в конце пути, для остановки аппарата.
Оттуда, что нагревание происходит за счёт ограниченной свободной энергии самой же атмосферы, а остывание - за счёт неограниченной теплоёмкости космоса. Космос победит.
Отчего же тогда Земля не остыла до сих пор до абсолютного нуля?
no subject
То, что турбина якобы получит mgh энергии. Она получит много-много меньше.
Этот импульс может не расходоваться на обратный планирующий подъем, а аккумулироваться.
Но зачем? Это только ухудшает утилизацию накопленной потенциальной энергии. Выгоднее планировать как можно дальше, спрятав нафиг все выступающие части.
Отчего же тогда Земля не остыла до сих пор до абсолютного нуля?
Оттого, что пока что сверху/сбоку её греет Солнце, а снизу - тепло самой Земли.
no subject
Ускоренное падение возможно и в атмосфере, если предмет достаточно плотный. Поэтому железный шарик падает быстрее, чем шарик для пинг-понга. Если атмосфера разреженная или предмет достаточно тяжелый, или g огромное, то движение - равноускоренное до самого соприкосновения с поверхностью и предмет не успевает затормозиться до равномерного падения. Но шарик для пинг-понга тоже какое-то время ускоряется до своей "стабильной" скорости.
no subject
no subject
Так как масса аэростата и планера - одна и та же, то пп. 2 и 3 в идеале взаимно компенсируются, а в реале приводят к дополнительным потерям. Так что они бесполезны и даже вредны, и могут быть выкинуты. Остаётся пп. 1 и 4 - подняться как аэростат и планировать как можно дальше. При некоторых условиях в п.1 можно получить немного энергии от самой атмосферы. Всё. Никаких энергий гравитации.
no subject
Разбивка по пунктам неправильная. Аэростат:
1 поднимается с авторотацией
2 опускается с авторотацией
Авторотация не уменьшит высоту подъема-спуска ни на один сантиметр. Вы признаете работоспособность такого варианта независимо от работоспособности аппарата Ханта?
no subject
>> При некоторых условиях в п.1 можно получить немного энергии от самой атмосферы. Всё. Никаких энергий гравитации.
Да, подъём с авторотацией/планированием высоты подъёма не уменьшит, так как это есть косвенная утилизация энергии Солнца. В этом месте у меня нет возражений, кроме как присваивание работы гравитации, а не Солнцу. Эта позиция была озвучена с самого начала.
Без авторотации, т.е. без подпитки извне, подъём будет осуществляться чисто за счёт энергии расширения газа в баллоне, и высота будет с каждым циклом падать - газ с каждым циклом будет сильнее остывать и не наберёт плотности, нужной для подъёма на ту же высоту. Кроме топлива тут не поможет ничто: ни термоизоляция, ни турбины на спуске...
no subject
no subject
Проще понять всего в системе отсчёта, связанной с турбиной: всякая турбина (а авторотирующий винт - это та же турбина) тормозит набегающий поток; торможение - это потеря кинетической энергии; кинетическая энергия молекул - это температура.
То же самое, только в СО, связанной с воздухом: турбина, движущаяся сквозь неподвижный воздух, раскручивается им; воздух частично увлекается турбиной в направлении движения; после прохождения турбины возмущённый воздух должен прийти в равновесие с неподвижной атмосферой, для чего молекулы атмосферы передают часть своего импульса (а значит и кинетической энергии, т.е. температуры). Атмосфера остывает. Следует учитывать, что речь идёт об обмене мгновенными импульсами самих молекул, а не средним импульсом атмосферы (у неподвижной атмосферы средний импульс равен нулю). Обычно людям трудно рассуждать статистически, поэтому объяснение в собственной СО турбины нагляднее, чем объяснение в СО атмосферы, хотя они полностью эквивалентны.
no subject
Короче говоря, авторотация не охлаждает атмосферу и эти вихляния с системами отсчета Вам не помогут.
Пора бы Вам уже признать, что перед Вами ВД первого рода. В общем, я принимаю Вашу капитуляцию:)
no subject
Если бы вы это обосновали вычислениями, я бы может и капитулировал бы - если бы не нашёл ошибки. Но вы, как обычно, голословны, так что капитуляция откладывается на неопределённое время. :)
no subject
no subject
no subject
no subject
(no subject)
(no subject)
(frozen comment) (no subject)
no subject
За исключением одного случая: когда тело движется сквозь атмосферу под действием самой атмосферы (т.е. когда атмосфера совершает работу). Всплытие (т.е. работа против сил гравитации) под действием архимедовой силы - это как раз пример такого движения. Рассмотрите подробно на молекулярном уровне, как молекулы атмосферы сталкиваются с телом, как от разницы плотности (т.е. числа молекул и частоты соударений) сверху и снизу тела возникает разница давлений и архимедова сила, как тело начинает двигаться под действием этой силы, и как молекулы, ударяющие в удаляющееся тело, теряют свою скорость, "остывают", и почему "остывание" происходит быстрее, чем "нагревание" встречных молекул (да, всё та же плотность!) и так далее. И тогда на вас, возможно, снизойдёт понимание основ термодинамики, и вы сможете перейти к турбинам. Главное - не сдаваться. Удачи! :)
no subject
no subject
1. Атмосфера, поднимающая тело (пока БЕЗ авторотации) за счёт архимедовой силы - остывает, так как совершает работу против силы тяжести?
2. Турбина охлаждает проталкиваемый сквозь неё газ, а не нагревает, так как отнимает кинетическую энергию его молекул?
3. Замена одной инерциальной системы отсчёта на другую
а) не изменяет законов физики и, в частности,
б) не изменяет законов термодинамики и, в частности
в) не меняет параметров газа и его взаимодействия с турбинами, так что если в одной ИСО температура газа падает, то она падает в любой ИСО?
4. Из 2 и 3 следует, что турбина, проталкиваемая сквозь неподвижный газ, тоже охлаждает его.
5. Из п.1 следует, что турбину можно проталкивать сквозь атмосферу силами самой атмосферы.
6. Из 1 и 4 следует, что атмосфера, проталкивающая сквозь себя турбину, остывает по 2-м причинам: из-за работы против сил тяжести и из-за дополнительного отъёма энергии турбиной?
Что из этого вам непонятно?
no subject
2 Оттого, что гонять по комнате воздух вентилятором, температура воздуха в комнате не уменьшится. При этом увеличивается только скорость теплообмена.
3 Замена систем отсчета не изменит температуру атмосферы
4 Поэтому из 2 и 3 не следует, что средняя температура "по комнате" уменьшится.
5 Плиз, покажите источник, который утверждает, что при аэростатическом подъеме атмосфера остывает.
6 Т.к. с 1 и 4 - проблемы, то атмосфера опять таки не остывает.
no subject
Теперь начнём с самого простого, с пункта 2. Вы знаете, в чём отличие турбины от вентилятора?
Вентилятор - гонит воздух, сжимая его т.е. передаёт ему свою энергию. Давление воздуха на входе вентилятора ниже, чем на выходе, вентилятор сжимает воздух. Поэтому воздух нагревается. Метеорит - это такой плохой "вентилятор". Планер - это тоже такой "вентилятор".
Турбина же, наоборот, сама приводится воздухом в движение, т.е. получает от него энергию. Давление воздуха на входе турбины выше, чем на выходе, турбина понижает давление. Поэтому воздух охлаждается. Вы, надеюсь, слышали про турбодетандеры, где турбина именно тем и занимается, что охлаждает газ? Поглядите на схему, найдите турбину (буква "Т") и посмотрите, какая температура на входе, и какая на выходе:
Между вентилятором и турбиной та же разница, что между двигателем и генератором.
У вас есть ещё вопрос к п.2 (и, соответственно, к п.4)?
(frozen comment) (no subject)
(frozen comment) (no subject)
(frozen comment) (no subject)
(no subject)
(frozen comment) (no subject)
(frozen comment) (no subject)