Гравитационный движитель савелькаева

 

Использование: гравитационный движитель относится к машиностроению и может быть использован для осуществления направленного движения строго дозированного дискретного смещения в жидких и газообразных средах, включая безвоздушное космическое пространство. Сущность изобретения: гравитационный движитель содержит два тела равной массы, установленных на общем основании с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения x¹₁₂ в положение x²₁₂, а также и возможностью их обратного одновременного встречного вращательного перемещения по окружности радиусом R(X²₁₂- X¹₁₂)/2 из положения X²₁₂ в положение X¹₁₂, осуществляемых в плоскости ооснования посредством приводного устройства, выполненного в виде кривошипно-шатунного механизма. 8 ил.

Изобретение относится к машиностроению, и может быть использовано для осуществления направленного движения или строго дозированного дискретного смешения в жидких и газообразных средах, включая безвоздушное космическое пространство.

Известен гравитационный движитель Савелькаева, выбранный за прототип, содержащий два тела равной массы, установленных на общем основании с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения х₁₂¹ в положение х₁₂², а также с возможностью их обратного одновременного встречного вращательного перемещения по окружности радиуса R (x₁₂² x₁₂¹)/2 из положения х₁₂² в положение х₁₂¹, осуществляемых в плоскости основания посредством реверсивного приводного устройства.

Этот известный гравитационный движитель тоже имеет малую скорость движения и малый КПД, что также является прямым следствием несовершенства его конструкции.

Закономерность гравитационной динамики внешне замкнутых систем заключается в том, что для неравных начальных импульсов тел, при которых они вступают в корреляционное взаимодействие с асимметричным распределением, изменение импульса образованной ими системы, а также изменение импульса ее центра масс пропорционально силовому воздействию на эту систему ее собственного динамического центрального гравитационного поля, возбуждаемого корреляционным взаимодействием ее тел.

Изобретение поясняется на фиг.1-8.

Дадим определение корреляционного взаимодействия F_ij двух тел с массой m_i и m_j, связанных между собой механической связью с начальной длиной R, имеющей возможность свободного вращения относительно каждого из указанных тел. Пусть тело m_i совершает относительно тела m_jпоступательное движение по замкнутой траектории S_ij при постоянной угловой скорости _ij= const и постоянной массе m_i const, как показано на фиг.1. В случае, когда m_i/m_j < <1, к телу m_i будет приложена сила инерции _ij=m_iij²R_ij, (1) удовлетворяющая принципу д'Аламбера _ij+ F_ij 0, (2) определяющего траекторию движения S_ij тела m_i как геодезическую линию, где R_ij радиус поступательного движения тела m_i в собственной системе отсчета O_jx_jy_j тела m_j; F_ij сила, определяющая действие тела m_j на тело m_i в собственной системе отсчета O_jx_jy_j тела m_j F_ij (R_ij + R_ij), (3) где R_ij малое деформационное приращение начальной длины R механической связи в собственной системе отсчета O_jx_jy_j тела m_j.

Константу можно определить следующим образом. Запишем известное выражение F_{ij ij} S, (4) определяющее действие тела m_j на тело m_i в собственной системе отсчета тела m_j через продольное напряжение _ij= K(R_ij + R_ij) (5) в механической связи R, где S площадь ее поперечного сечения.

Константу К выразим через предельное напряжение _p пропорциональное модулю Юнга Е К _p /R_p E/R_p, (6) где R_p предельная длина механической связи R, при которой начинает наблюдаться ее малое деформационное приращение R_ij, что соответствует пределу ее жесткости, как показано на фиг.2 (I предел упругости; II область действия закона Гука; III предел жесткости).

Сравнение (3), (4), (5) и (6) позволяет определить константу как = ES/R_p. (7) Под корреляционным взаимодействием F_ij (3) тел m_i и m_j будем понимать такое взаимодействие, при котором положение одного из этих тел влияет на положение другого и которое наиболее существенно проявляется при m_i/m_j ->> 1. Пpичем согласно принципу д'Аламбера (2) признаком корреляционного взаимодействия F_ij (3) тел m_i и m_j, рассматриваемого как причина, являются силы инерции _ij (1) этих тел, рассматриваемые как следствие их корреляционного взаимодействия F_ij.

Сущность установленной закономерности поясняется фиг.3 и 4, где приведена внешне замкнутая система S, содержащая два тела массой m_i и m_j, которые первоначально совершают в ничем не проявляющем себя абсолютном пространстве равномерное прямолинейное движение с абсолютными скоростями v₁ и v₂ по траекториям S₁ и S₂.

В момент времени t 0 тела m₁ и m₂ вступят при их начальных импульсах P_1nR и P_2nR, которые нормально направлены к механической связи длиной R, имеющей возможность свободного вращения относительно каждого из этих тел, в корреляционное взаимодействие
F_ij R_ij, (8) вызванное их поступательным движением относительно друг друга с угловыми скоростями _ij и которое в соответствии с принципом д'Аламбера (2) уравновешено их силами инерции
Ф_ij m_iC_{j ij}² R_ij, (9) где здесь и в последующем i, j 1,2 и ij, причем индекс i всегда определяет тело m_i, поступательно движущееся в собственной локально неинерционной системе отсчета 0_jx_jy_j тела m_j; С_j коэффициент преобразования
r_ii C_jR_ij, _ii=_{ij i}, t_o t_j t, (10) учитывающий ее неинерциальность
; (11) r_ii и _o=_ijo| радиус поступательного движения и угол распределения тел m_i в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o, определяющей относительное пространство, начало координат которой соответствуют мгновенному центру О_о их относительных скоростей v_ii; _ijo- фазовый угол поступательного движения тел m_i, определяющийся их начальными импульсами P_inR
(12) и характеризующий запаздывание фазы поступательного движения тела m_jотносительно фазы поступательного движения тела m_i в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o; _i углы, удовлетворяющие соотношению C₂sin ₁ C₁sin ₂, знак которых выбирается в соответствии с направлением поступательного движения тел m_i; _ii=_iit_o + _ii и _ij=_ijt_j угловая координата тела m_i в локально инерциальной O_ox_oy_o и локально неинерциальной O_jx_jy_j системах отсчета; _ii начальные фазы тел m_i в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o; t_o и t_{j -}собственное время в локально инерциальной O_ox_oy_o и локально неинерциальной O_jx_jy_j системах отсчета.

Корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел m₁ и m₂ искривит траектории S_ij их движения, что позволяет по положению их мгновенного центра O_o скоростей v_1nR и v_2nR в момент абсолютного времени dt->>0 зарегистрировать начало координат О системы отсчета 0xy, определяющей абсолютное пространство.

Искривление некоторой ограниченной области S_iimaxабсолютного пространства Oxy, определяющейся через относительное пространство O_ox_oy_o, следует рассматривать как возбуждение в ней посредством корреляционного взаимодействия F_ij (8) тел m₁ и m₂динамического центрального гравитационного поля
F_ii C^-1_jr_ii, (13) которое в соответствии с принципом д'Аламбера (2) будет уравновешено их силами инерции
_ii=m_iii²r_ii, (14) оказывающими противодействие искривлению абсолютного пространства Oxy, где S_ii геодезическая линия поступательного движения тела m_i в относительном пространстве O_ox_oy_o; _ii=_ij- скорость искривления абсолютного пространства Oxy, пропорциональная угловой скорости поступательного движения тела m_i в относительном пространстве O_ox_oy_o.

В случае ньютоновско-кулоновского корреляционного взаимодействия тел m₁ и m₂
F_ij kr_ij^o/R²_ij (15) динамическое центральное гравитационное поле определяется как
F_ii kC_j²r_ii^o/r²_ii, (16) где r_ij^o и r_ii^o единичные радиус-векторы, направленные по радиус-векторам R_ij и r_ii соответственно; k=k₁+k₂, k₁ -G₁m₁m₂ и k₂G₂e₁e₂ постоянные коэффициенты; е₁ и е₂ заряды тел m₁ и m₂; G₁ и G₂- постоянная тяготения и электрическая постоянная.

Динамическое центральное гравитационное поле F_ii (13) или (16) будет оказывать на образованную телами m₁ и m₂ систему S силовое воздействие, эквивалентное какому-либо внешнему
, (17) которое в соответствии с принципом д'Аламбера (2) будет уравновешено ее главной силой инерции
_cO= m_cO²r_cO, (18) где F_cO F_ii и _cO= главное силовое воздействие динамического центрального гравитационного поля на систему S и ее главная сила инерции, причем первое из них может быть определено как
(19) m m₁ + m₂ полная масса системы S; r_cO m_ir_ii/m и _сО радиус поступательного движения ее центра масс О_с и угловая скорость его поступательного движения в относительном пространстве O_ox_oy_o
(20) d/dt оператор дифференцирования по абсолютному времени t; P=m_iv_i,P_o=m_iv_ii и Р_с mv_c, P_cO mv_cO абсолютный и относительный импульс системы S и абсолютный и относительный импульс ее центра O_c масс; v_i v_ii + v_o абсолютная скорость ее тела m_i; v_c m_iv_i/m v_o абсолютная скорость ее центра О_с масс, которая при асимметричном _o распределении в относительном пространстве O_ox_oy_o ее корреляционно взаимодействующих тел m_i не равна абсолютной скорости v_o локально инер- циального мгновенного центра O_o их относительных скоростей v_ii; v_cO= m_iv_ii/m относительная скорость ее центра O_c масс.

В соответствии с принципом д'Аламбера _ij+ F_ij 0, _ii + F_ii 0 и _cO + F_cO 0 динамический характер центрального гра- витационного поля F_cO F_ii определяется тем, что при _cO=_ii=_ij 0, его силовое воздействие на систему S прекращается F_cO F_ii 0. Другими словами требованию _ij 0 должна удовлетворять система S с полной внутренней замкнутостью F_ii 0, F_cO 0. При этом следует понимать, что ньютоновско-кулоновское статическое взаимодействие F_ij (15) не может быть исключено требованием _ij 0, поскольку оно является внутренним свойством материи, приводящим к ее коллапсу.

Таким образом, возбуждение динамического центрального гравитационного поля F_ii (19) в абсолютном пространстве Oxy вносит в него локальную неоднородность, определяющуюся мгновенным центром O_oотносительных скоростей v_ii тел m_i, а также вызывает его локальное искривление, область которого S_iimax определяется относительным пространством O_ox_oy_o.

Для локально неоднородного и локально искривленного абсолютного пространства Oxy, а также неоднородного и искривленного относительного пространства O_ox_oy_o закон сохранения абсолютного и относительного импульса замкнутой системы S должен быть выражен за период Т2/_iiпоступательного движения ее тел m_i по замкнутым геодезическим линиям S_ii
(21)
Закон сохранения импульса (21) для симметричного распределения _o= тел m_i, которое определяется их начальными импульсами P_1nR P_2nRиз (12), в точности переходит в аналогичный закон, известный из классической механики
, (22) следующий из второго закона Ньютона
^ijP^ij F^ij, (23) при F_ij 0, где ^ij матрица коэффициентов преобразования C_j (11), учитывающих неинерциальность собственных локально неинерциальных систем отсчета O_jx_jy_j тел m_j
^ij ; (24) P^ij матрица относительных импульсов P_iim_iv_ii и P_ij m_iv_ij тела m_i; F^ij матрица сил F_ii (13) или (16) и F_ij (8) или (15), которые удовлетворяют третьему закону Ньютона
. (25)
Таким образом, преобразования координат (10) сохраняют инвариантность законов механики в локально неинерциальных O_jx_jy_j и локально инерциальной O_ox_oy_o системах отсчета.

В случае (22) система S внутренне замкнута, поскольку для симметричного _o распределения F_ii0, F_cO0, как показано на фиг.3.

Однако для асимметричного распределения _o тел m_i, которое определяется их начальными импульсами P_1nR P_2nR из (12), закон сохранения импульса имеет наиболее общую формулировку (21). В этом случае система S внутренне незамкнута, поскольку F_ii 0, F_cO 0, как показано на фиг.4. В основу работы известного гравитационного движителя был положен принцип гравитационного движения [1,2] сформулированный на основе установленной закономерности гравитационной динамики внешне замкнутых систем. Сущность этого принципа состоит в том, что если при каком-либо прямом x_ij ¹-> x_ij² и обратном x_ij² -> x_ij¹ перемещениях i x тел внешне замкнутой системы S, осуществляемых относительно ее j-го тела, выбранного из i-х тел, ее полная пространственная метрика dS² в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o, связанной с центром O_o ее собственного динамического гравитационного поля, возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij ее i-х и j-го тел, удовлетворяет неравенству
dS²=dS²_ii(x⁺¹_iO, x⁺²_iO)-dS²_ii(x^-2_iO, x^-1_iO) 0, (26)
то при непрерывном повторении полного цикла таких перемещений в абсолютном времени t эта внешне замкнутая система S будет совершать в абсолютном пространстве Oxy однонаправленное движение, где x_ij¹, x_ij², и x_io⁺¹, x_io⁺², x_io^-2, x_io^-1 начальные и конечные координаты i-х тел внешне замкнутой системы S собственной системе отсчета O_jx_jy_j ее j-го тела, а также эти координаты в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o, связанной с центром O _o ее собственного динамического гравитационного поля, для прямого (+) и обратного (-) перемещений ее i-х тел; dS_ii²(x_io⁺¹, x_io⁺²) и dS_ii²(x_io^-2, x_io^-1) пространственная метрика i-го тела в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o для прямого (+) и обратного (-) перемещений.

Рассмотрим сущность этого принципа на примере гравитационного движителя [1,2] структурная схема которого приведена на фиг.5. Движитель содержит два тела равной массы m₁, установленные на его основании массой m₂ с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения х₁₂¹ в положение х₁₂², а также и возможностью их одновременного встречного вращательного перемещения из положения х₁₂²в положение х₁₂¹, осуществляемых в плоскости основания m₂ посредством коммутируемых механических связей R и внутреннего источника Q_амеханической энергии движителя, размещенного на его основании m₂.

Прямой цикл работы движителя заключается в следующем. В момент абсолютного времени t=0 его внутренний источник Q_a механической энергии начинает посредством механических связей R оказывать на его тела m₁одновременное линейное активное гармоническое силовое воздействие F₁₂, которое в собственной системе отсчета O₂x₂y₂, его основания m₂определяется как
cost ,
(27) где =/T₁ скорость линейной деформации относительного пространства O₂x₂y₂; T₁ t₁ длительность прямого цикла.

Линейное активное силовое воздействие F₁₂ (27) на тела m₁ движителя вызовет их одновременное линейное перемещение из положения х₁₂¹ в положение х₁₂² его основания m₂ на линейное расстояние L_12xx₁₂²-x₁₂¹=2R, как показано на фиг. 5. Причем при условии внешней замкнутости движителя F=0, где F_e и F_ie главное внешнее силовое воздействие на движитель и внешнее силовое воздействие на его тела m₁, включая основание m₂, линейное активное силовое воздействие F₁₂ (27) на его тела m₁ может быть осуществлено только посредством их линейного корреляционного взаимодействия F_ij с его основанием m₂
2F₁₂ -F₂₁, (28) удовлетворяющего третьему закону Ньютона.

Согласно (28) линейное активное силовое воздействие F₂₁ на основание m₂ движителя в собственной системе отсчета O₁x₁y₁, тел m₁может быть определено как
cos(t+_21c), (29) где = скорость линейной деформации относительного пространства O₁x₁y₁, _21c= -= - фазовый угол, который может быть определен из (12) как _21c=_21o при замене P_1nR P_1c, P_2nR P_2c и который характеризует запаздывание линейной фазы линейного силового воздействия F₂₁ тел m₁ движителя на его основание m₂относительно линейной фазы линейного силового воздействия F₁₂ его основания m₂ на его тела m₁ в системе отсчета O_cx_cy_c, связанной с его центром масс O_c; P_1c и P_2c импульс тел m₁ и основания m₂ в системе отсчета O_cx_cy_c, связанной с центром масс O_c.

Согласно (13) корреляционное взаимодействие F_ij (28) тел m₁ с основанием m₂ движителя возбудит в момент абсолютного времени t ->>0 его собственное динамическое центральное гравитационное поле
, (30) центр O_o⁺ которого соответствует начальному положению центра O_с масс движителя, и которое как и возбуждающее его корреляционное взаимодействие F_ij (28) уравновешено силами инерции, определяющимися из (9) (14) как
, (31) где = скорости линейной деформации относительного пространства O_o⁺x_o⁺y_o⁺, которые могут быть определены как = = = ; ₂₁₀= -= _21c= -- фазовый угол, который для линейного корреляционного взаимодействия F_ij(28) тел m₁ и m₂ может быть определен из (12) при замене P_1nR P_1c=P₁₁, P_2nR P_2c P₂₂ и который характеризует запаздывание линейной фазы линейного перемещения основания m₂ движителя относительно линейной фазы линейного перемещения его тел m₁ в локально инерциальной системе отсчета O_o⁺x_o⁺y_o⁺, связанной с центром O_o⁺динамического центрального гравитационного поля движителя, возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij (28) его тел m₁ с его основанием m₂; C₁ м C₂ коэффициенты, учитывающие неинерциальность собственных систем отсчета O₁x₁y₁ и O₂x₂y₂ тел m₁ и m₂, которые могут быть определены из (11) при m₁ 2m₁.

Собственное динамическое центральное гравитационное поле F_ii (30) движителя начнет оказывать на него линейное силовое воздействие, эквивалентное какому-либо внешнему (17)
, (32) где =F_ie+F_ii=F_e+F_co.

Но поскольку для линейного корреляционного взаимодействия F_ij (28) распределение тел m₁ и основания m₂ движителя в локально инерциальной системе отсчета O_o⁺x_o⁺y_o⁺. связанной с центром O_o⁺ его собственного динамического гравитационного поля, симметрично _o=₂₁₀|, что следует из (12) при замене P_1nR P₁₁, P_2nR P₂₂, то он удовлетворяет внутренней замкнутости F_cO 0 (32), поскольку 2F₁₁ + F₂₂ F_cO 0. Кроме того, он удовлетворяет и внешней замкнутости F_e 0, поскольку отсутствует его корреляционное взаимодействие с какими-либо внешними телами и системами.

Исходя из полной замкнутости F_c 0 (32) движителя нетрудно определить дискретное смещение основания m₂ и центра O_c масс движителя в абсолютном пространстве Oxy для прямого цикла его работы. Они по завершении прямого цикла к моменту абсолютного времени t=t₁, что соответствует линейному перемещению тел m₁ из положения х₁₂¹ в положение х₁₂² основания m₂ на линейное расстояние L_12х х₁₂²-х₁₂¹ 2R, как показано на фиг.5, могут быть определены как
, (33)
откуда при 0
, (34)
где х₂₀⁺¹, х₂₀⁺² и x_сО⁺² начальная и конечные координаты основания m₂ и центра О_с масс движителя в локально инерциальной системе отсчета O_o⁺x_o⁺y_o⁺; х₂¹, х₂², х_с¹ и х_с² начальные и конечные координаты основания m₂ и центра O_c масс движителя в абсолютном пространстве Oxy; 2m₁ полня масса тел движителя, перемещаемых относительно его основания m₂; = 2m₂ коэффициент затухания, учитывающий сопротивление внешней среды дискретному смещению основания m₂ движителя; коэффициент сопротивления внешней среды, который для F_e 0 имеет значение = 0; T₁ t₁ длительность прямого цикла.

Обратный цикл работы движителя заключается в следующем. В момент абсолютного времени t t₁ его внутренний источник Q_a механической энергии закрепляет тела m₁ на механических связях R, имеющих возможность свободного встречного вращательного движения в плоскости основания m₂, как показано на фиг.5.

Кроме того, он оказывает на тела m₁ кратковременное двунаправленное активное силовое воздействие F₁₂, сообщая телам m₁ начальные импульсы P_1nR0 при начальном импульсе основания m₂ P_2nR 0. При этом корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел m₁ с основанием m₂ движителя, уравновешенное силами инерции _ij (9), вызовет искривление траекторий движения S₁₁ тел m₁. В результате чего они начнут совершать одновременное встречное вращательное перемещение из положения х₁₂² в положение х₁₂¹ основания m₂ с угловой скоростью
₁₂ P_1nR/m₁R, (35) как показано для фиксированного момента абсолютного времени t=t₁ на фиг.5.

В этот момент абсолютного времени t=t₁ корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел m₁ с основанием m₂ движителя возбудит его собственное динамическое центральное гравитационное поле (13)
, (36) уравновешенное силами инерции (14)
, (37) которое начинает оказывать на него силовое воздействие F_co= F_ii эквивалентное какому-либо внешнему (32), где значения (t), ₁₁ (t) и можно определить как (t->> t₁)= и ₁₁(t _ t₁)==₁₂.

Для удобства анализа обратного цикла работы движителя введем в рассмотрение некоторую эквивалентную движителю систему S, показанную на фиг.6. В ней тела m₁ движителя заменены на одно тело массой 2m₁, совершающее вращательное движение относительно тела m₂ на механической связи R с угловой скоростью ₁₂ (35). Причем тело m₂ имеет только одну степень свободы, позволяющую ему совершать линейное возвратно-поступательное движение по траектории , проходящей по оcи O_o^- x_o^- локально инерциальной системы отсчета O_o^-x_o^-y_o^-, связанной с центром O_o^- динамического гравитационного поля, возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij тел и m₂. Теперь, исходя из начальных условий P_1nR 0 и P_2nR 0 обратного цикла работы движителя, нетрудно определить фазовый угол ₂₁₀(t _ t₁) -₁₁= -/2 (12), характеризующий запаздывание линейной фазы ₂₂ линейного возвратно-поступательного движения тела m₂ рассматриваемой системы S относительно фазы ₁₁ вращательного движения ее тела m₁ в локально инерциальной системе отсчета O_o^-x_o^-y_o^-.

Однако учитывая то, что для обратного цикла работы движителя, определяющегося на фиг.5 абсолютным временем t₁<t<t₂₁₀ (t) зависит от абсолютного времени t, введем в рассмотрение фазовый угол ₂₁₂, определяющийся как ₂₁₂= ₂₁₀(t _ t₁). Этот фазовый угол характеризует запаздывание линейной фазы линейного возвратно-поступательного движения тела m₂, совершающегося по траектории , проходящей по оси O^-_ox^-_o локально инерциальной системы отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, относительно фазы ₁₂ вращательного движения тела , совершающегося в собственной локально неинерциальной системе отсчета O₂x₂y₂ тела m_2
212= -₁₂, (38) где ₁₂= ₁₂t.

Графически фазовый угол ₂₁₂ может быть получен посредством переноса тела m₂ на фиг.4 в центр O^-_o динамического гравитационного поля, что соответствует его линейному возвратно-поступательному движе- нию по траектории , проходящей вдоль оси O^-_ox^-_o локально инерциальной системы отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, где учтена индексация (-) обратного цикла. Такая графическая интерпретация определяет фазовый угол ₂₁₂ как угол между вращающимися осями координат O₂q₁, O₂q₂, проходящими через тела m₁ и m₂ или применительно к рассматриваемой внешне замкнутой системе S через тела и m₂ как показано на фиг.6.

Теперь потребуем чтобы дискретное смещение L_2x(y₁₂¹, y₁₂², ) x₂₀^-3-x₂₀^-4 x₂³-x₂⁴ тела m₂ рассматриваемой системы S при вращательном перемещении ее тела из положения y₁₂¹ в положение y₁₂² относительно тела m₂ на линейное расстояние L_12y y₁₂¹ y₁₂² 2R и дискретное смещение L_2x(x₁₂¹, x²₁₂, ) x₂₀⁺¹-x₂₀⁺² x₂¹-x₂² (33) основания m₂движителя при прямом цикле его работы, характеризующемся одновременным линейным перемещением его тел m₁ по основанию m₂ из положения x₁₂¹ в положение x₁₂² на линейное расстояние L_12x x₁₂²-x₁₂¹ 2R в силу L_12y L_12x, удовлетворяли равенству
L_2x(y¹₁₂, y²₁₂, ) L_2x(x¹₁₂, x²₁₂, ) (39)
откуда
L_2x(y¹₁₂, y²₁₂, ) x^-3₂₀-x^-4₂₀ x³₂-x⁴₂ e,
(40) где y₁₂¹ y₁₀^-1, y₁₂²= y₁₀^-2, х₂₀^-3 и x₂₀^-4 начальные и конечные координаты тел и m₂ в системе отсчета O₂x₂y₂, связанной с телом m₂, а также в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, удовлетворяющие равенствам y₁₂¹ -y₁₂², y₁₀^-1 -y₁₀^-2 и x₂₀^-3 -x₂₀^-4; x₂³, x₂⁴ начальная и конечная координаты тела m₂ в абсолютном пространстве Oxy; T₂ /₁₂ период перемещения тела из положения y₁₂¹ в положение y₁₂².

Уравнение (40) строго удовлетворяет тому, что в локально неоднородной и локально искривленной ограниченной области S_iimaxабсолютного пространства Oxy, содержащей собственное динамическое центральное гравитационное поле F₁₁, F₂₂ (36) рассматриваемой системы S, возбуждаемое корреляционным взаимодействием F_ij (8) ее тел и m₂, запаздывание фазы линейного перемещения тела m₂ относительно фазы ₁₁ вращательного перемещения тела для начальных условий P_1nR0 и P_2nR 0 определяется асимметричным фазовым углом ₂₁₂=₂₁₀ (t ->>t₁) -/2 (12).

По известным координатам x₂₀^-3 и x₂₀^-4 (40) тела m₂ и геометрических построений, выполненных на фиг.6 для ₁₂ 0, /2 3 /2 и ₂₁₂ /2 (38), нетрудно определить координаты x₁₀^-2, y₁₀^-1, x₁₀^-1 и y₁₀^-2 тела рассматриваемой системы S в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, связанной с центром O^-_o ее собственного динамического гравитационного поля F₁₁, F₂₂ (36), возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij (8) ее тел и m₂
. (41)
Кроме того, из этих геометрических построений нетрудно определить дискретное смещение тела m₂ и центра O_c масс рассматриваемой системы S в абсолютном пространстве Oxy
(42)
при вращательном перемещении ее тела из положения x₁₂² в положение х₁₂¹ относительно тела m₂ на линейное расстояние L_12x x₁₂²-x₁₂¹ 2R, где x_co^-2, x_cо^-1, х_с¹ и x_c² начальная и конечная координаты центра O_cмасс рассматриваемой системы S в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o и абсолютном пространстве Oxy, первые из которых удовлетворяют равенству x_cO^-2 -x_cO^-1.

По известным координатам x₁₀^-2, y₁₀^-1, x₂₀^-3, x_cO^-2 и фазовому углу ₂₁₂= /2 нетрудно восстановить большие а₁₁, а_с и малые b₁₁, b_c полуоси эллипсов S₁₁ и S_с
; (43)
где A_2x= L_2x(y¹₁₂, y²₁₂, )/2 Re/(+m₂) амплитуда линейного возвратно-поступа-тельного движения тела m₂относительно центра O^-_c динамического гравитационного поля; _c1= ₁-_c угол между вращающимися осями координат O_oq_c, O_oq₁; ₁= arctg(R/A_2x) и ₁ arctg (r_c2/A_2x) углы между осями координат 0₀x^{^}₀ O_oq₁ и 0₀x^{^}₀, O_oq_c соответственно; r_c2= R/(+m₂) радиус вращательного движения центра O_c масс в системе отсчета O₂c₂y₂, связанной с телом m₂.

С учетом (38) и (43) уравнения движения тел m₁, основания m₂ и центра O_c масс движителя для обратного цикла его работы в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, связанной с центром O^-_o его собственного динамического гравитационного поля F₁₁F₂₂ (36), возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij (8) его тел m₁ с его основанием m₂, могут быть представлены в виде
, (44) где ₁₁ фазовый угол тел m₁ движителя, который для обратного цикла его работы, определяющегося на фиг.5 абсолютным временем t₁<t<t ₂, может быть определен как
₁₁= arccos(r_22x+Rcos₁₂t)/(r²_22x+R²+2r_22xRcos₁₂t); (45)
- фазовый угол линейного перемещения центра O_c масс движителя вдоль оси координат O^-_ox^-_o локально инерциальной системы отсчета O^-_ox^-_oy^-_o
= arccos(r_22x+r_c2cos₁₂t)/(r²_22x+r²_c2+2r_22xr_c2cos₁₂t). (46)
Из уравнений движения (44), а также уравнений (42) следует, что для обратного цикла, характеризующегося начальными условиями P_1nR 0, P_2nR0, для которых v_o= 0 и тела m₁ движителя совершают одновременное встречное вращательное перемещение из положения х₁₂² в положение х₁₂¹его основания m₂ на угол ₁₁=, движитель, совершив в абсолютном пространстве Oxy одностороннее возвратно-поступательное движение относитель- но центра O^-_o его собственного динамического гравитационного поля к моменту абсолютного времени t=t₂, строго возвратится в этот центр O^-_oL_2x(x₁₂², x₁₂¹, ) 0, в то время, как дискретное смещение его центра O_c масс в абсолютном пространстве Oxy составит L_cx(x²₁₂, x¹₁₂, ) x^-2_cO-x^-1_cO x¹_c-x²_c 2R/(+m₂)
(42), как показано на фиг.5.

Согласно фиг. 5 дискретное смещение L_cx(x₁₂², x₁₂¹, ) центра O_cмасс движителя для обратно- го цикла его работы вызвано асимметричным _o= ₁₁-₁₂t-₂₁₂| распределением его тел m₁ и основания m₂ в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, что приводит к его внутренней незамкнутости 2F₂₂ + F₁₁ F_cO 0 (32).

Таким образом, для прямого цикла, сопровождающегося локальной линейной деформацией абсолютного пространства Oxy, происходит дискретное смещение движителя (34), а для обратного цикла, сопровождающегося локальным искривлением абсолютного пространства Oxy, происходит смещение его центра O_c масс (42). Следовательно, совершая прямой и обратный циклы движителя непрерывно в абсолютном времени t, для которых его полная пространственная метрика dS² удовлетворяет неравенству (26), можно получить его однонаправленное движение в абсолютном пространстве Oxy. Причем путь, пройденный движителем к произвольному моменту абсолютного времени t и его средняя скорость при 0, могут быть определены из (33) как
, (47) где nt/T целое число полных циклов работы движителя к произвольному моменту абсолютного времени t; T T₁ + T₂ длительность одного полного цикла; T₁ t₁ и T₂ t₂-t₁ /₁₂ длительность прямого и обратного циклов.

Недостатком известного гравитационного движителя является то, что он содержит реверсивный привод тел m₁. Это существенно снижает быстродействие движителя и следовательно скорость его движения v_2x (47). Кроме того, это приводит к существенным внутренним ударным нагрузкам движителя, которые вызваны ударным взаимодействием его тел m₁ и основания m₂ в положениях х₁₂¹ и х₁₂² тел m₁.

Целью изобретения является повышение скорости движения двигателя.

Поставленная цель достигнута тем, что в известном гравитационном движителе, содержащем два тела равной массы, установленные на общем основании с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения х₁₂¹ в положение х₁₂², а также и возможностью их обратного одновременного встречного вращательного перемещения по окружности радиуса R (х₁₂²-х₁₂¹)/2 из положения х₁₂² в положение х₁₂¹, осуществляемых в плоскости основания посредством приводного устройства, приводное устройство выполнено в виде кривошипно-шатунного механизма.

Конструкция предлагаемого гравитационного движителя показана на фиг.7. Он содержит два тела 1 равной массы m₁, размещенные на основании 2 массой m₂ с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения х₁₂¹ в положение х₁₂² по направляющим 3, а также и возможностью их одновременного встречного вращательного перемещения из положения х₁₂² в положение х₁₂¹ по направляющим 4 с радиусом изгиба R=(x₁₂²-x₁₂¹)/2 в плоскости основания 2.

Эти перемещения осуществляются посредством кривошипно-шатунного механизма 5, обеспечивающего возврат- но-поступательное движение тел 1 относительно основания 2. Причем переход тел 1 на направляющие 3 в положении х₁₂¹, а также их переход на направляющие 4 в положении х₁₂²осуществляется посредством подпружиненного толкателя 6.

Кроме того, гравитационный движитель содержит электродвигатель 7, который приводит во вращательное движение кривошипно-шатунный механизм 5 и источник питания 8 электродвигателя 7.

Прямой цикл работы движителя основан на одновременном линейном перемещении тел из положения х₁₂¹ в положение х₁₂² по направляющим 3. Оно осуществляется кривошипно-шатунным механизмом 5, который обеспечивает телам 1 в положении х₁₂² скорость v₁₂ 0, что исключает их ударное взаимодействие с основанием 2 движителя. Причем при линейном перемещении тела 1 осуществляют одновременный взвод подпружиненных толкателей 6.

Для прямого цикла линейное корреляционное взаимодействие F_ij (28) тел 1 с основанием 2 движителя возбудит его собственное динамическое центральное гравитационное поле F₁₁, F₂₂ (30), оказывающее на него силовое воздействие F_cO (32), эквивалентное какому-либо внешнему. Однако для начальных условий P_1c P_2c линейное корреляционное взаимодействие F_ij (28) характеризуется симметричным фазовым углом ₂₁₀=-, определяющимся из (12) при замене P_1nR ->> P_1c и P_2nR ->> P_2c. В результате чего для прямого цикла движитель внутренне замкнут 2F₁₁ + F₂₂ F_cO 0 (32). Причем по завершении прямого цикла его дискретное смещение, а также дискретное смещение его центра масс в пространстве составляет L_2x и L_cx (33). В частности при внешней замкнутости F_e 0 движителя, что соответствует = 0 и = 0, смещение его центра масс всегда составляет L_cx 0 (34).

Так, например, дискретное смещение движителя при 0,19 кг, m₂= 0,48 кг, R 0,048 м, измеренное на газовом подвесе с коэффициентом сопротивления движению = 6 10^-5 Н с/м и толщиной газового слоя 3 10^-5 м, составило L_2x 0,027 м.

Аналогичные измерения были выполнены на собственных опорах движителя, имеющих коэффициент сопротивления движению 0,144 H с/м, для которого дискретное смещение движителя составило L_2х 0,025 м.

Обратный цикл работы движителя основан на одновременном встречном вращательном перемещении тел 1 из положения х₁₂² в положение х₁₂¹ по направляющим 4 основания 2. Это перемещение осуществляется посредством подпружиненного толкателя 6, переводящего тела 1 из положения х₁₂² на направляющие 4, и кривошипно-шатунного механизма 5, который обеспечивает телам 1 в положении х₁₂¹ скорость v₁₂ 0, что исключает их ударное взаимодействие с основанием 2 движителя.

Для обратного цикла корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел 1 с основанием 2 движителя тоже возбудит его собственное динамическое центральное гравитационное поле F₁₁, F₂₂ (36), оказывающее на него силовое воздействие F_cO (32), эквивалентное какому-либо внешнему. Однако для начальных условий P_1nR 0, P_2nR 0 корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел 1 движителя с его основанием 2 характеризуется асимметричным значением фазового угла ₂₁₂= ₂₁₀(t->>T₁)= - /2 (12). В результате чего для обратного цикла движитель внутренне незамкнут 2F₁₁ + F₂₂F_cO 0 (32). Причем по завершении обратного цикла его дискретное смещение, а также дискретное смещение его центра масс в пространстве составляет L_сх, L_2х 0 (42).

В результате испытаний движителя на газовом подвесе с коэффициентом сопротивления движению = 6 10^-5 Н с/м и толщиной газового слоя 3 10^-5 м было установлено, что для обратного цикла его работы, характеризующегося одновременным встречным вращательным перемещением его тел 1 из положения х₁₂² в положение х₁₂¹, движитель, совершив одностороннее возвратно-поступательное движение около точки O_oравновесия по завершении обратного цикла, строго возвращается в эту же точку O_o, в то время как дискретное линейное смещение его центра масс составляет L_cx 0,027 м, что хорошо согласуется с его теоретическим значением, которое может быть вычислено из (42).

Аналогичные измерения были выполнены на собственных опорах движителя, имеющих коэффициент сопротивления движению 0,144 H с/м, для которого дискретное линейное смещение его центра масс составило L_cx= 0,025 м.

Средняя скорость движителя, измеренная на газовом подвесе при угловой скорости кривошипно-шатунного механизма 5 =1000 об/мин составила v_2х 1,6 км/ч, что хорошо согласуется с ее теоретическим значением, которое может быть вычислено из (47). Средняя скорость движителя на его собственных опорах составила v_2х 1,5 км/ч, тогда как аналогичная средняя скорость известного движителя составляла всего лишь v_2х 0,09 км/ч.

Эпюра тягового усилия F_22x движителя, измеренного на газовом подвесе как функции от угла поворота ₅=2t кривошипно-шатунного механизма 5, дана на фиг.8. Эта эпюра характеризует то, что внутренние процессы в движителе носят динамический и уравновешенный характер и не содержат каких-либо ударных нагрузок. Кроме того, она показывает что движение движителя в пространстве осуществляется не за счет выделения на нем какой-либо неуравновешенной тяговой силы, а за счет того, что при прямом цикле его работы, сопровождающемся линейной деформацией пространства, происходит дискретное смещение его основания 2, а при обратном, сопровождающемся искривлением пространства, дискретное смещение его центра масс, что и соответствует принципу гравитационного движения (26).

Таким образом, предлагаемый гравитационный движитель имеет более высокую скорость движения и лучшие динамические свойства, что повышает его КПД.

Формула изобретения

Гравитационный движитель, содержащий два тела равной массы, установленных на направляющих основания между двумя, связанными между собой параллельными стержнями, которые посредством поперечного возвратно-поступательного движения в плоскости основания, осуществлямого приводным устройством, обеспечивают одновременное линейное перемещением этих тел из положения x²₁₂ в положение x¹₁₂ по двум диаметральным направляющим длиной 2R=(x²₁₂-x¹₁₂)/2, а также их обратное одновременное встречное вращательное перемещение из положения x²₁₂ в положение x¹₁₂ по двум направляющим с радиусом изгиба R=(x²₁₂-x¹₁₂):2, лежащим как и диаметральные направляющие в плоскости основания, причем переход тел с диаметральных направляющих на направляющие с радиусом изгиба R=(x²₁₂-x¹₁₂):2 в положение x²₁₂ осуществляется посредством самовзводящихся подпружиненных толкателей, отличающийся тем, что стержни связаны приводным устройством посредством дополнительно введенного кривошипно-шатунного механизма.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8