Entry tags:

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.

Upd.2 Статья на "Мембране" о том же, с обсуждением.

Flat | Top-Level Comments Only

Вот
http://www.fuellessflight.com/

Я брал цитату оттуда. Там ясно написано, откуда реально берётся энергия - из разницы температур у земли и на высоте. Обычный тепловой двигатель, работающий на энергии Солнца. С таким же успехом можно создать дирижабль на солнечных батарейках - тоже типа "вечный" двигатель, но без извратов.

Вы вообще читать умеете?

1A proprietary low-boiling-point-liquid is vaporized into a low density lighter-than-air lifting gas.

2 ...The GravityPlane can become a flying factory that can generate the power to run a manufacturing process from the atmosphere!

This thermodynamic process is fully detailed in a technical paper authored by Robert D. Hunt...

Я поражён необычайно. Давайте-ка я вам ОСОБО ВЫДЕЛЮ ключевые слова:

factory that can generate the power to run a manufacturing process from the ATMOSPHERE! This THERMODYNAMIC process bla-bla-bla

Так кто тут читать не умеет? Где энергия гравитации? Тут английским по фоновому написано, что энергия берётся из АТМОСФЕРЫ, и это ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ процесс.

Ещё раз повторю цитату из другого абзаца, с выделением с ОСОБО ЗАМЕТНЫМ ВЫДЕЛЕНИЕМ:

Robert D. Hunt, the Chairman of Hunt Aviation, has filed for international patent protection for an innovative new phase change hybrid airship design POWERED BY THE THERMAL ENERGY in the air. The energy to power gliding flight is obtained FROM THE ATMOSPHERE itself. An efficient power cycle is created USING THE NATURAL TEMPERATURE DIFFERENCE from a low altitude to a higher altitude.

Как тут можно не понять, что это обычный термодинамический цикл, использующий разницу температур, вызываемую солнечным излучением? Тёплый поверхностный слой - нагреватель, холодная стратосфера - холодильник, газ - рабочее тело. Задача для первого курса.

Только что кто-то писал мне, что это тепловой аэростат. Теперь Вы поражены необычайно. Коню понятно, что одной разницы температур для сжижения гелия не хватит - у гелия температура кипения ниже, чем у кислорода и азота. Зато ее (разницы температур) хватит на испарение. Учите физику.

Муа-ха-ха! "И эти люди запрещают мне ковырять в носу!"

Ну где, где, где я писал про тепловой аэростат? Вы зарапортовались уже :)))))

Читайте внимательно: я писал, что имеем тепловой ДВИГАТЕЛЬ. Если вы не понимаете, в чём отличие тепловго аэростата (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%84%D1%8C%D0%B5%D1%80) от теплового двигателя (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C) (и в чём их сходство) - я вам ничем помочь не могу, просвещайтесь хотя бы в википедии.

Коню понятно, что одной разницы температур для сжижения гелия не хватит - у гелия температура кипения ниже, чем у кислорода и азота.

Во-первых, с чего вы решили, что там гелий, если на сайте написано "PROPRIETARY low-boiling-point-liquid"? Во-вторых, даже в случае гелия не бог весть какая сложная инженерная задача создать каскадную систему теплообмена, транслирующую колебания температуры в одном диапазоне в колебания температуры в другом диапазоне.

Ну и в-третьих и главных: НЕТУ ТУТ НИКАКОГО ГРАВИТАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, и даже сам Хант пишет, что аппарат движется за счёт тепловой энергии. Если вы это поняли, но не хотите признать - воля ваша. А если не поняли - тогда возвращаю вам ваше же пожелание учить физику. С меня достаточно лулзов.

Что одно бред, что другое. НЕТУ ЗДЕСЬ НИ ТЕПЛОВОЙ МАШИНЫ НИ ТЕПЛОВОГО АЭРОСТАТА. Если не дошло, я Вам не доктор. Всех благ.

очень смешно
дочитал, чтобы узнать, кто победил в этой битве на учебниках, а потом понял, что это абсолютно не важно, потому что полностью бесплатного/бестопливного полета и НЕ ТРЕБУЕТСЯ
цель в реальности - снизить затраты хотя-бы на два порядка, а не создать сферический планер в вакууме

вот они - ученые
только в бункере производят полезные вещи

В инженерной реальности главная цель - это достижение требуемых технических характеристик: грузоподъёмности, скорости, безопасности, ограничениям по погоде, по наземному оборудованию, стоимости владения и обслуживания и т.п. Затраты топлива тоже важны, но они не единственные. Увеличить экономичность по топливу можно - но за всё приходится платить. В этом и проявляется "несферичность" авиатранспорта.

Чем придётся платить здесь? Затраты при движении в воздухе пропорциональны:
- плотности и вязкости воздуха,
- площади поперечного сечения,
- квадрату воздушной скорости,
- квадрату подъёмной силы крыла (т.е. той части веса аппарата, которая поддерживается крыльями а не, скажем, гелием).

Самый простой и радикальный способ снижения потерь - уменьшение скорости (уменьшаем в 2 раза - потери падают раза в 4), но это удар по производительности. Чтобы восполнить потерю скорости, придётся либо резко поднимать грузоподъёмность аппарата, либо увеличивать флот (растут затраты на наземное обслуживание).

Можно забраться повыше, и постоянно лететь там, где воздух более разреженый. Аппарат Ханта, однако, "скачет" вверх-вниз, чем увеличивает потери (прогон про турбины, восполняющий потери - это бред, возвращаться не буду). Было бы эффективнее подняться один раз под "потолок" и пилить на максимальной высоте.

Можно сделать узкий и длинный фюзеляж. Увы, дирижабли нуждаются в объёмах, посему имеют большое поперечное сечение.

Можно уменьшить индуктивное сопротивление, либо увеличивая площадь и удлинение крыла (как у планера), либо вообще избавляясь от него и создавая аэростатическую подъёмную силу вместо аэродинамической. Это путь, по которому пошёл Хант - опять же, ценой потери производительности.

вот они - ученые. только в бункере производят полезные вещи

Непонятно, при чём тут учёные и бункеры? Производством полезных вещей занимаются инженеры, и бОльшая часть этих вещей сделана вне бункеров.

все верно
про бункеры шутка

в споре победили вы
хозяину ЖЖ нужно пересмотреть свои представления о физической реальности

хозяину ЖЖ нужно пересмотреть свои представления о физической реальности

Интересное мнение. Такой вопрос, оно как-нибудь обосновано или нет? Мне почему-то кажется, что нет.

Я, вообще-то замахался объяснять человеку, что никакой тепловой машины тут нет, но он не слушает и повторяет одно и то же, как заведенный. Если кто-то думает, что насчет турбин, заряжающих аккумуляторы - это мой прогон, добро пожаловать к оригиналу статьи (http://www.popmech.ru/article/1099-letuchiy-korabl/). Подъемная сила газа по-прежнему не связана с температурой его кипения. Гонит как раз мой оппонент.

Аппарат как мог, так и сейчас может работать в режиме вечного двигателя.

Еще такой момент. Не видел намеков, чтобы у Ханта разница температур использовалась и для сжижения и для испарения, а не только для испарения.

и все же, задача экономии топлива - первоочередная
в постнефтяном мире многие цели, которые сейчас стоят перед авиацией (и которые задавали баланс указанных вами факторов) просто отпадут, понимаете?
авиация будет другая ergo баланс другой

Мне представляется, что первоочередной задачей всё же является поиск альтернативных энергоносителей. Сомневаюсь, что нас ждут большие прорывы в области экономии - атмосферу никуда не денешь, она всегда будет мешать двигаться, покуда мы на Земле. А вот изобретение удобного аккумулятора энергии (особенно электрической энергии) с удельной ёмкостью выше чем у углеводородного топлива - это был бы прорыв по всем фронтам, не только в авиации. Это, блин, розовая мечта человечества...

Нефть же - да хрен с ней, вся её ценность как топлива - лишь в высокой удельной энергоёмкости. С отлаживанием технологии ветряков и солнечных панелей их EROEI уже вовсю приближается к EROEI нефти, и с такими темпами скоро обгонит. Будут лёгкие и мощные аккумы - баланс опять поменяется.

После нефти мир не вернется в 18-й век даже при нынешнем уровне техники. Во всяком случае, не страны с большой долей ГЭС в энергобалансе. С экономической точки зрения ГЭС-тот же вечный двигатель, никакого топлива она не потребляет. Советую поинтересоваться долей ГЭС в энергобалансе скажем, Канады.

Канада, Россия, Швеция - повезло им

>>прогон про турбины, восполняющий потери - это бред, возвращаться не буду

Ну, ну. Не люблю тыкать носом, но приходится. Турбины - вот они.

Вот статья на мембране (http://www.membrana.ru/articles/technic/2004/08/02/234200.html), откуда они взяты.

Я не спорю с тем, что турбины есть. Бред - это их использование для восполнения потерь. Это идея из разряда: "подключим к электродвигателю электрогенератор и будем питать двигатель от него".

Собственно, это даже заметили редакторы Мембраны: "Кроме сомнений в аэродинамике революционного гибрида от Hunt Aviation, нужно заметить, что одновременное использование планирующих свойств машины и зарядка воздушных аккумуляторов компрессорами, приводимыми в движение ветряками, работающими, в свою очередь, от набегающего потока — явно противоречат друг другу. Вообще, баланс энергии (набор необходимой скорости и затраты на приводы воздушных насосов и так далее) — тот ещё вопрос."

Величина подъемной силы, а за ней и работа архимедовой силы, которую может частично утилизировать турбина, не имеет прямой связи с работой по сжижению гелия. Это элементарно. А сжижение кажется единственным реальным способом.

Это только в вашей вселенной так. В нашей вселенной гравитационное поле Земли является потенциальным полем (т.е. работа поля по замкнутому контуру равна нулю), поэтому приходится подводить энергию из других источников. В данном случае, чем больше плотного воздуха вытеснишь (откачаешь насосом, заполнишь баллон гелием, тёплым воздухом, паром и т.п.), тем будет выше разница плотностей, а значит и максимальная высота подъёма. Нас интересует именно высота, а не подъёмная сила - потому как подъёмная сила падает с высотой, ибо плотность атмосферы тоже падает по мере подъёма. Проинтегрируйте - и получите, что работа подъёмной силы, равно как и совокупные затраты энергии на её создание, будут строго не меньше, чем полученная потенциальная энергия mgh.

Но я больше не буду продолжать этот спор - без формул и расчётов он неконструктивен, а вы их всячески избегаете, предпочитая манипулировать набором околонаучных слов. Это уже даже не забавно, это утомительно.

>>Проинтегрируйте - и получите, что работа подъёмной силы, равно как и совокупные затраты энергии на её создание, будут строго не меньше, чем полученная потенциальная энергия mgh.

И каким образом это влияет на работу по сжижению? Работа по сжижению зависит не только от высоты, давления и т.п., но и от того, КАКОЙ У НАС НЕСУЩИЙ ГАЗ. Кислород - не подойдет. Это не физика, это химия.

Я не знаю, в какой Вы там вселенной живете.

(no subject)

a-bronx.livejournal.com - 2009-05-22 21:08 (UTC) - Expand

(no subject)

otterbeast.livejournal.com - 2009-05-23 04:18 (UTC) - Expand

(no subject)

a-bronx.livejournal.com - 2009-05-23 21:30 (UTC) - Expand

Upd. Довольно забавно наблюдать, когда мне начинают объяснять, что это тепловая машина.

Из вашего апдейта непонятно, что такое "это", и как-бы следует, что "тепловая машина" - это Вселенная, Юпитер, Сатурн и проч. Уточните, plz, что речь идёт об аэростатах вообще, и об аппарате Ханта в частности.

По-моему, там ясно как день, что речь идет об аппарате Ханта.

Неужели непонятно, что вместо гелия мог бы быть газ с меньшей подъемной силой, но с бОльшими затратами на сжижение?

Распишите тепловой цикл (http://otterbeast.livejournal.com/10941.html?thread=34237#t34237) с этим газом, пожалуйста.