Левитирующий двигатель своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

Китайские ученые из Северо-Западного политехнического университета в Сиане объявили об успешном испытании концептуально нового двигателя. Необычная силовая установка под названием EmDrive потенциально.

Китайская разработка основана на изобретении британского инженера Роджера Шайвера, которого в родной стране высмеяли за псевдонаучную подделку. Почему же EmDrive вызвал такую реакцию? Дело в том, что этот двигатель создает тягу необычным способом: без сгорания топлива и вообще без подвижных деталей.

EmDrive представляет собой закрытый конический контейнер, который резонирует под воздействием микроволнового излучения и создает тягу с широкой стороны "сопла". На первый взгляд двигатель, который не испускает струю раскаленных газов, не потребляет топливо, а лишь излучает микроволны, нарушает закон сохранения импульса и попросту не может создавать тягу. Тем не менее, Шайвер утверждает, что двигатель работает, а тяга появляется потому, что микроволновые волны имеют групповую скорость, которая больше в одном направлении, чем в другом. Однако может ли это создавать полезную реактивную тягу? Большинство ученых, оценивавших работу Шайвера, утверждают, что это EmDrive – ошибочная концепция, а то и шарлатанство.

Китайский прототип EmDrive. В сравнении с современными реактивными двигателями он невероятно прост и дешев в изготовлении

Чтобы доказать свою теорию, Шайвер в 2003 году построил демонстрационный двигатель, который развил крошечную тягу в 16 миллиньютонов. Однако вместо триумфа британского инженера ждала новая порция нападок. В конце концов критики, в том числе и экспериментаторы из НАСА, сошлись во мнении, что "успех" Шайвера был следствием электронных помех, неучтенного влияния сквозняка, гравитации и т.д.

Принцип работы EmDrive основан на хорошо известном явлении давления излучения: электромагнитное излучение, двигаясь со скоростью света, имеет определенный импульс, который многократно переотражается и создает тягу в одном из направлений

Китайские ученые выбрали более основательный и осторожный подход. Сначала они провели теоретические исследования и выяснили, что в принципе двигатель Шайвера может создавать тягу. Затем был создан прототип двигателя, который на испытаниях превратил пару киловатт входной мощности в около 720 миллиньютонов (72 граммов) тяги.

Такая тяга может показаться ничтожной, однако ионный двигатель XIPS компании Boeing при в 2 раза большей потребляемой мощности создает на четверть меньше тяги. При этом XIPS требует для эксплуатации не только источник электроэнергии, но и большой запас топлива.

Не исключено, что "чудаковатая поделка" Роджера Шайвера окажется настоящим прорывом, который обеспечит космическую и атмосферную технику совершенно новым потрясающе эффективным двигателем. Это фактически "антигравитация" - парение в воздухе без рева реактивных струй и шума винтов. Пока EmDrive выдает небольшую тягу, которой достаточно лишь для разгона небольших спутников (что в принципе само по себе огромное достижение). Однако Шайвер полагает, что использование сверхпроводников позволит увеличить тягу в разы – вплоть до возможности отрыва космических кораблей от поверхности планеты и выхода на околоземную орбиту. К 2016 году инженер планирует построить первый прототип на сверхпроводниках, что позволит в перспективе увеличить тягу EmDrive в тысячи раз.

Если в источниках энергии произойдет такой же прорыв, и появятся компактные генераторы, способные выдавать сотни киловатт, то летающие автомобили и "прогулочные" полеты на орбиту станут обыденностью.

Все дело в магнитном подвесе. Это левитирующие подшипники с полным отсутствием трения. Правда, точка опоры в данном случае, без нее никак, хотя бы одна должна быть. Сила, действующая на нее, меньше одного грамма, а сила трения ничтожна, поэтому для вращения не нужен солнечный свет, яркий дневной. Достаточно, чтобы было просто не темно. В вечернее время ему хватает потолочного освещения, если за окном темно. На фотоэлементах при этом единицы милливольта могут быть, но он вращается.

В данный момент на него светит лампа накаливания мощностью 100 Вт на расстоянии примерно 1 метр. Если двигатель держать на подоконнике, то он будет вращаться даже в сумерках. С наступлением темноты, естественно, останавливается. А на рассвете, когда первый луч восходящего солнца позолотит верхушки деревьев, двигатель просыпается. Потому что, если солнечные лучи попадают на ротор, он раскручивается так, что ветер свистит, если подставить ухо.

Друзья, двигатель не такая уж, бесполезная штука. Есть крыльчатка. Насаживаем на ось, смотрим. Вращается. Да мало того, она таки дует. Берем кусочек ваты, она перемещается в пространстве. Кусочек фольги. Она туда же. Во, унесенные ветром.

Таким образом, выполняет двигатель какую-то полезную работу, на что автор даже не рассчитывал в процессе изготовления. Игрушечный вентилятор. В жаркий солнечный день может даже охлаждать лицо при ярком солнце.

Подробно об устройстве левитирующего двигателя

Двигатель четырехтактный. В первые 2 такта питание подается на первую обмотку, на вторую поочередно. Потом, при повороте происходит переполюсовка. Опять на первую, на вторую. Переполюсовка происходит автоматически благодаря тому, что свет падает с одной стороны, с другой стороны, соответственно, тень. Таким образом происходит коммутация без всяких мутирующий элементов.
Единственная трудность при его изготовлении может возникнуть с балансировкой. Она должна быть настолько тщательной, чтобы ни одна из сторон не перевешивала в покое.
Далее о левитирующем моторе с 5 минуты

Дополнение от автора роликов для тех, кто решил собрать этот левитирующий эффектный двигатель.

В 1972 году Ричард Клем, оператор тяжелого оборудования из Далласа, заметил, что асфальтовый насос продолжает работать еще некоторое время (до 30 минут) после того, как питание было отключено. Это наблюдение привело его к разработке мотора собственной конструкции.

Изобретатель-самоучка построил двигатель на собственные средства. Первый блин вышел комом, но после ряда доработок реальная выходная мощность двигателя, вес которого составлял около 90 кг (200 фунтов), достигла 350 лошадиных сил. Клем часто ездил на своей машине, в которой был установлен такой двигатель, по центральной автомагистрали Далласа. Он заявлял, что машина не требует топлива, необходимо только менять масло каждые 250000 километров (150000 миль)

Клем со своей машиной

Мотор был проверен корпорацией Bendix на своём испытательном стенде. Тест заключался в присоединении двигателя к динамометру для измерения мощности на валу. Измерения показали, что двигатель устойчиво производил 350 лошадиных сил в течение 9 дней, что поразило инженеров фирмы Bendix. Они пришли к выводу, что источник, который может вырабатывать столько энергии в закрытой системе в течение столь длительного времени, может быть только ядерным.

Устройство двигателя

Конструкция двигателя не содержит нетрадиционных деталей, за исключением конуса со спиральными каналами и пустотелого вала.

Рабочая жидкость (растительное масло)подается в центральную ось под давлением от 20 до 34 атмосфер (300-500 фунтов на квадратный дюйм), проходит по спиральным каналам и выпрыскивается через форсунки, что заставляет конус вращаться. Чем больше давление жидкости, тем быстрее вращается конус. При дальнейшем увеличении скорости жидкость нагревается, что требует наличия теплообменника и фильтра. При некоторой скорости конус начинает самостоятельное вращение, независимое от двигателя. Скорость вращения вала достигает 1800-2300 оборотов в минуту.

После того, как изобретатель неожиданно умер от сердечного приступа, и все его документы были изъяты полицией, его сын отвез один действующий двигатель на ферму неподалеку от Далласа. Там он залил его бетоном на глубине 10 футов, и двигатель продолжал работать на этой глубине в течение нескольких лет.

Трансмиссия автомобиля Клема в сборе с двигателем

В глаза бросается внешнее сходство деталей двигателя Клема и установок Шаубергера. Очевидно, что они работают похожим образом.

Рабочим телом в двигателе служило растительное масло

Существует много предположений о том, какой неизвестный источник энергии использовал Клем в своём двигателе. Над этим изобретением ломают головы как простые энтузиасты, так и ученые.

Почему работает двигатель Клёма?

Рис.2. Двигатель Р. Клема

И если составить для совокупности всех струй систему из уравнения Бернулли и уравнения неразрывности, то путем простых расчетов, принимая, что давление внутри трубки нарастает по мере приближения к краю окружности, что попытался показать Игорь Высоцкий на рис.1 ., то получаем, пока еще оценочные, формулы для скорости истечения жидкости из сопел:

k – коэффициент, определенный геометрией трубок

R – радиус окружности, на которой находятся сопла (концы) трубок

S0 – суммарная площадь сечения трубок в начале

S1 – суммарная площадь сечения сопел трубок в конце

Дополнительно хотелось бы отметить такой немаловажный факт в работе всех этих устройств – вода, совершая кругооборот, часть пути проходит в воде, а часть в воздухе. А это уже прохождение через два различных потенциальных поля, что по моим доказанным представлениям должно порождать работу, а значит и энергию. Так что всегда следует внимательно присматриваться к вихрям, которые возникают на стыке двух сред: торнадо в море – морская вода и воздух; торнадо на суше - грозовое облака с водой и воздух у поверхности земли; магнитное поля Земли - Космос и Земля, а в Земле континеты, моря, обилие слоев до самого ядра; магнитное поле магнита – часть потока идет в магните, часть в воздухе; и т.д. Это важно потому, что работа по любой замкнутой кривой в таком сочетании никогда не будет равна нулю.

Точно также будет функционировать и генератор, построенный как комбинация тора и полого шара ( рис.4.). И опять возникает вопрос, откуда энергия для поддержания вращения вихря. За счет энергии внешней среды осуществляется только начальный запуск торовидного вихря. Дальше вихрь поддерживает себя сам и внешняя энергия нужна уже только в качестве вспомогательного ресурса на случай непредвиденных перегрузок. В случае со встроенным электрогенератором такие перегрузки невозможны, а вот если бы этот вихрь вращал турбину и передавал энергию во внешнее по отношению у себе пространство, например на отбойный молоток, то попытка разбить очень крепкий пласт земли может вызвать замедление вращения турбины ниже критической частоты вращения и, соответственно, срыв вихря. В этом случае внешний источник энергии обеспечил бы автоматический перезапуск установки.

По аналогии с вышеперечисленными двигателями работают и магнитные двигатели. Только вместо струй жидкости в них формируются струи магнитного потока. Это прекрасно видно на рис.5, на котором роторные магниты, как бы засасывают магнитные линии, исходящие из статорного магнита. Что касается дополнительной закрутки магнитных линий, то они легко возникают, если роторные магниты повернуть на 45 градусов, так чтобы северные полюса их были повернуты к северному полюсу магнита-статора

В итоге получаем один из вариантов магнитного двигателя, источником энергии для которого силовое взаимодействие магнитных потоков статора и роторов.

Левитрон — приспособление, которое при вращении повисает в воздухе над основной коробкой. В ней, в свою очередь, размещены магниты, создающие встречное магнитное поле, не дающее волчку покинуть локацию этого поля.

Что это такое?

Левитрон формирует отталкивающее волчок магнитное поле, позволяя тому перемещаться лишь в определённой точке. Магнитный поток, создаваемый основной коробкой с магнитами, уравновешивает подвес волчка со всех сторон. Отталкивающее магнитное поле образует в воздухе своеобразную гравитационную подушку, одинаковую по силовым линиям с любой из сторон, если смотреть относительно горизонтальной плоскости, параллельной верхней грани коробки.

Волчку, зависшему над упаковкой с магнитами, обязательно нужно вращательное движение, и должно оно быть с относительно постоянной угловой скоростью. Если этот волчок (парящую болванку) остановить, то он перевернётся и притянется, так как нижний его полюс, обращённый к коробке, сменится на противоположный. Этот принцип работы лежит в основе всех подобных установок, в которых роль упругого материала, не дающего грузу упасть, выполняют силовые линии. Второе обязательное условие, помимо вращения, — магниты в упаковке должны быть развёрнуты одним и тем же полюсом вверх.

Для предотвращения соскальзывания и переворачивания они вставлены в несквозные отверстия и жёстко зафиксированы, например, при помощи универсального клея.

Виды изделий

Левитирующая подставка для посуды включает встроенный в дно, например, салатницы или вазы для цветов, магнит волчка. Однако несимметричные ручки у посуды, например, у литровой кастрюли для приготовления первых блюд на одного человека или скоровороды, разбалансируют волчок.

Предмет посуды перевернётся, притянувшись и опрокинув на стол приготовленное блюдо.

Это же относится к объёмным предметам, сохранившим лёгкость по общей собственной массе. Например, это может быть декоративное облако с разноцветной светодиодной подсветкой, оригинальная фигурка в виде пенопластового снеговика с нарисованным лицом и многое другое.

Все эти изделия не обходятся без платформы с основным набором магнитов, формирующих магнитное кольцо с гравитационным провалом в центре, в котором и балансирует волчок.

Как сделать своими руками?

В домашних условиях воссоздать левитрон крайне просто. Первым делом необходим подходящий чертёж изделия, без которого изготовление качественной, по-настоящему безотказной левитирующей площадки и подвижного объекта крайне затруднительно.

Подготовка

Подбор инструментария включает в себя: болгарку с набором отрезных дисков по дереву и металлу, лобзик с пильными полотнами по дереву, электродрель с корончатыми, конусными и/или перьевыми свёрлами, строительный маркер, (штанген) циркуль, карандаш, рулетку, линейку-угольник, транспортир.

Кольцевой магнит, получивший сколы, а тем более треснувший насквозь, выдаст неидеальное, разбалансированное магнитное поле, в котором волчок, скорее всего, гарантированно завалится набок.

Схема изготовления

Для изготовления левитрона выполните следующие шаги.

Разметьте отрезок доски, в которой размещаются магниты, по внешней дуге окружности с помощью циркуля. Выпилите с помощью лобзика требуемый кусок.

Отшлифуйте края, доведя деревянную основу до состояния идеального круга. Это делается при помощи болгарки или точила, но идеальнее всего доводка деревянного круга выполняется всё-таки на токарном или сверлильном станке, в патроне которого зажата ось. В центре просверливается небольшое отверстие для этой оси, а закреплена она может быть при помощи поперечных штифтов.

Разметьте под магниты глухие отверстия — идеально круглые выемки. С помощью дрели и сверлящей коронки, конусно-ступенчатого сверла, либо фрезы на фрезере подходящего размера высверлите их. Так, 6 магнитов располагаются в виде правильного шестигранника, 13 — в виде 13-угольника, и так далее. Магнитов может быть и больше.

Основание с магнитами готово. Они расположены одним и тем же полюсом — например, N — вверх. Этим же полюсом к ним повёрнут магнит волчка. Для изготовления самого волчка сделайте следующее. Отрежьте кусок от цельного карандаша — длина его составит 4 см. Убедитесь, что конец карандаша заострён идеально, лучше это сделать точилкой.

Накрутите отрезок изоленты или скотча на карандаш. Это понадобится, чтобы кольцевой магнит равномерно, равноудалённо от центра наделся на отрезок карандаша. В данном случае, полюс N кольцевого магнита повернётся вниз — встречно к магнитам в отрезке деревянного основания, изготовленного по предыдущей инструкции.

Поэкспериментируйте с массой и уровнем расположения центра тяжести волчка. Это даст ему возможность вращаться и парить над основой левитатора без перекосов. Продолжайте центровать волчок, при каждой проверке закручивая его вокруг своей оси, пока его не перестанет мотать в разные стороны.

В качестве альтернативы — электромагнитное основание для волчка. Вместо магнитов берутся готовые круглые, или изготавливаются самостоятельно, катушки с железными сердечниками. Требуется предельная точность во всём — от расположения катушек до числа их витков. Расположите их идеально ровно, равноудаленно от волчка. Возможно, потребуется плата с импульсным драйвером — последовательная подача постоянных импульсов тока или синусоиды переменного напряжения превратит левитрон в воздушный безрамный двигатель. Недостаток — такой левитрон работает от батареек. Впрочем, и обычный, механический, на постоянных магнитах, левитирующий сувенир не вращается бесконечно, так как ни одна из магнитных установок не является вечным двигателем. Крутить его хотя бы пальцами всё равно придётся.

В следующем видео инструкция по изготовлению представлена более подробно.

Читайте также: