82
ИЗОБРЕТЕНИЕ
только силы Ру, которые, как показали расче‑
ты, практически в каждый момент времени не
равны нулю. Что касается проекции силы на
ось координат OZ Pz, то при одинаковом рас‑
стоянии обкладок от тороида по оси OZ ее вели‑
чина равна нулю.
На рисунке 4 приведена качественная зави‑
симость проекции суммарной силы Pу, возни‑
кающей на витках тороида правого устройства
(см. рисунок 3) и приходящей на корпус КА
через крепления 9 и ферму 3, от угла поворота
стержней 1 β. Эта зависимость названа каче‑
ственной, потому что на ней для облегчения
понимания результатов расчетов не указыва‑
ются количественные значения силы Py. Од‑
новременно также изменяется и сила Py торои‑
да, находящегося на левом устройстве. Таким
образом, в заданном направлении на КА син‑
хронно действуют силы Py двух частей рассма‑
триваемого двигателя, составляющие суммар‑
ную силу PyΣ (см. рисунок 3).
Что касается отрицательного влияния на ап‑
парат реактивного крутящего момента от вра‑
щения стержней с обкладками, а также кру‑
тящих моментов собственно тороидов, то они
парируются тем, что парное количество стерж‑
ней с обкладками вращаются в противополож‑
ных направлениях.
Здесь возникает проблема обеспечения дей‑
ствия силы PyΣ в заданном направлении, то
есть в направлении оси ОУ.
Способ решения этой проблемы заключается в
следующем.
Намотка проводника тороида на кольце‑
вой сердечник из диамагнетика выполняется
из двух электрических изолированных друг
от друга и существенно разных по величине
участков АВС и СА (см. рисунок 5). При этом
ток в обоих участках намотки идет по окружно‑
стям витков в одном направлении.
В случае выключения тока в участке СА участок
АВС с постоянным током превращается в посто‑
янный магнит подковообразной формы. В этот
момент сумма всех сил, возникающих на то‑
роидах и обкладках и действующих на КА, будет
равна нулю в соответствии с законом равенства
действия противодействию. В случае, когда на
всех участках намотки тороида идет один и тот
же ток в одном направлении, его внешнее поле
исчезает и на КА действует только сила PyΣ, то
есть движущая сила предлагаемого двигателя.
Таким образом, в результате своевременного
изменения токов на участках СА зависимость
движущей силы в процессе вращения стерж‑
ней 1 примет вид, показанный на рисунке 6.
Рисунок 5.
Намотка проводника
правой части устройства на кольце-
вой сердечник
Рисунок 4.
Качественная зави-
симость силы Py, действующей на
тороид правой половины устройства,
от угла
β
83
Воздушно-космическая сфера №4(93) декабрь 2017
Кроме того, этот способ обеспечивает суще‑
ственное снижение индуктивного сопротивле‑
ния проводника намотки тороида по сравне‑
нию со случаем использования переменного
тока во всей намотке.
Указанный способ намотки тороида позволя‑
ет обеспечить сверхпроводимость в большей ее
части при условии экранирования солнечной
радиации, что повысит допустимый ток в то‑
роиде и тем самым величину движущей силы.
По результатам приближенной оценки [3] ве‑
личина движущей силы подобного двигателя
может измеряться ньютонами в зависимости от
количества и размеров витков в тороидах, мощ‑
ности солнечных батарей и многого другого.
Изменение направления движущей силы
двигателя может быть обеспечено изменением
ориентации (поворотом) фермы 3 относитель‑
но корпуса КА.
Таким образом, предлагаемый электриче‑
ский двигатель можно использовать для пере‑
мещения космического аппарата в безвоздуш‑
ном пространстве с помощью электрической
энергии, вырабатываемой, в частности, сол‑
нечными батареями.
Рисунок 6.
Качественная зависи-
мость движущей силы предлагаемо-
го двигателя
Литература:
1.
Савельев. И. В.
Курс общей физики. Т. 2. М., 1964.
2.
Фортов В. В.
Некоторые особенности электромагнитного
взаимодействия электрических контуров с током // Электриче-
ство. 2005. № 6. С. 54-58.
3.
Фортов В. В.
Исследования способов расширения манев-
ренных возможностей космических аппаратов // Космонавтика
и ракетостроение. 2016. №3. С. 28-35.
Использование солнечной
энергии вместо энергии хими-
ческого топлива существенно
удешевит космические поле-
ты. Ведь известно, как дорого
стоит доставка на орбиту каж-
дого килограмма веса. Кроме
этого, возможность сравни-
тельно недорогого перехода
КА с орбиты на орбиту после
его запуска может позволить
обойтись меньшим количе-
ством космодромов.
P
у
Σ
–
Космический
аппарат
Солнечная
батарея
Электрический
двигатель
