Б. О. Джолдошева из Института автоматики и информационных технологий нан кр, г. Бишкек; «Cинтез кибернетических автоматических систем с использованием эталонной модели»

Но можно ли это сделать с помощью ракетной техники? Конечно же, нет

жүктеу/скачать 28,25 Mb. бет 29/320 Дата 06.02.2022 өлшемі 28,25 Mb. #34664 түрі Сборник

Но можно ли это сделать с помощью ракетной техники? Конечно же, нет! Действительно, ракетному способу перемещения в пустом пространстве присущи два принципиально неустранимых недостатка, которые ограничивают его применение даже уже сейчас, на самом первом этапе освоения Космоса Человечеством. К ним относятся: 1. Низкое значение коэффициента полезного действия (КПД) ракеты, как системы преобразования энергии топлива, запасенного на борту космического аппарата, в его кинетическую энергию движения. Под ракетной системой понимается космический корабль (кабина космонавтов с аппаратурой управления и жизнеобеспечения), сам ракетный движитель, топливо к нему и устройство хранения топлива. При этом надо учитывать то обстоятельство, что указанный выше КПД ракеты зависит от её массы и меняется с течением времени работы движителя, поскольку масса ракеты при этом изменяется. Тогда как КПД самого ракетного движителя, как системы преобразования теплоты сгоревшего топлива в энергию направленного движения массы газов, не зависит от массы ракеты и в течение всего времени работы движителя остаётся постоянным. При старте с поверхности Земли и выводе корабля на около земную орбиту примерно 95% энергии сгоревшего топлива уносится струёй газов, а при полёте к Юпитеру – 99,97%. Такова реальность. 2. Поскольку для получения тяги необходимо отбрасывать "рабочее тело" (без этого ракетное движение попросту невозможно), то “рабочее тело” в необходимом количестве должно быть запасено на борту космического аппарата (рабочее тело – это раскалённые газы от сгоревшего топлива). Только поэтому создаются гигантские ракеты, у которых полезная нагрузка (космический корабль) составляет всего единицы процентов от их стартовой массы. Так, для выведения космического аппарата на круговую орбиту вокруг Земли высотой в 300-500 км, она составит примерно 5%, а для полёта к Юпитеру – 0,03% (см. числа Циолковского). Только этим объясняется громадный вес ракетных систем на стартовом столе: у “Энергии” – 2000 тон при весе корабля около 100 тон, у “Шатла” – 2750 тон и 135 тон соответственно. Они, образно говоря, представляют собой современные “технические динозавры”. Согласно расчётам для экспедиции к ближайшим к нам звёздам (Проксима Центавра, Альфа Центавра, звезда Бернарда, расположенным на расстоянии примерно в 4,23 светового года), в разумный промежуток времени путешествия (длительность полёта в один конец равна 60 годам – 30 лет разгон и 30 лет торможение с ускорением в 1g) масса “рабочего тела” ракеты станет сравнима с массой всей Солнечной системы. О КПД здесь и говорить не приходиться, поскольку он ничтожно мал, в целом около 10-30 %. Если же, в силу традиции, как это делается сейчас, лететь только туда по инерции, разогнавшись до 3 космической скорости, то полёт будет длиться около 100 тысяч лет. Поэтому, несмотря на все громадные успехи уже достигнутые технической космонавтикой, приходиться констатировать, что перспектив у современной ракетной техники для полётов внутри Солнечной системы, не говоря уже о межзвёздных путешествиях, нет вовсе. Так, пилотируемый полёт на Марс (время движения корабля по инерции в один конец превышает 1 год), хотя и оказывается на грани технически реализуемых при современном уровне развития космической техники, но в то же время – за чертой экономически допустимых на эти цели затрат. Для организации удачной экспедиции на Марс (с вероятностью возвращения в 93%) необходимо задействовать ресурсы всего Человечества. Хотя космонавты космических держав готовы рисковать и сейчас, когда вероятность возвращения значительно меньше 50%. Если же с помощью ракеты невозможно достичь даже ближайших звёзд, а так же учитывая то, что диаметр нашей Галактики “Млечный путь” составляет 100 000 световых лет, то на что мы можем рассчитывать, говоря о галактических полётах?? Как преодолеть эти громадные расстояния межзвездной пустоты? Пустоты, которую нельзя ни увидеть, ни потрогать, ни взвесить, ни измерить, ни нагреть, ни сжать, либо подвергнуть какому-нибудь иному воздействию, поскольку это просто “ничто”. Именно так тогда думали о пустоте учёные конца 18 и начала 20 веков и, естественно, Кибальчич и Циолковский и поэтому все надежды с освоением Вселенной они связывали с ракетами. Но эта проблема решалась бы совершенно по иному, если бы космическая пустота имела свойства материального тела и от неё можно было бы оттолкнуться, чтобы двигаться в пространстве. Тогда, и КПД у космических аппаратов был бы как у морского лайнера, и “рабочего тела” не надо было бы возить с собой. И похож был бы космический корабль будущего не на цистерну с “рабочим телом” с прикреплённой к ней махонькой кабинкой космонавтов, как это есть сейчас, а на действительно грациозный огромный лайнер, в полном смысле этого слова, где всё подчинено безопасности и удобству полёта людей и перевозки грузов звёздных экспедиций. Но знания тех лет о космической пустоте не позволяли основоположникам космонавтики думать иначе и они в ракетах видели единственно возможный путь решения поставленной проблемы освоения Космоса Человечеством. Но, что о космической пустоте или физическом вакууме знает сегодняшняя физика в контексте нашей “космической” проблемы, возможен ли не ракетный способ перемещения в пространстве? Можно сказать – и ничего, и много. Чтобы понять противоречивость этого утверждения начнём с “ничего”. В наши дни в практическом плане для инженеров космической техники физический вакуум – это просто вместилище для материи, лишённое каких-либо физических свойств, с которым физики ни только не умеют взаимодействовать, но и твёрдо убеждены в том, что это в принципе невозможно сделать. Именно так утверждает СТО, да и к тому же, она как бы вовсе узаконила это положение на века. И эта позиция СТО воинствующая, поскольку всех тех, кто думает иначе, релятивисты клеймят титулом безграмотных, ничего не сведущих в науке, людей, а упорствующих диссидентов публично придают анафеме. А поскольку апологеты СТО (лучше всего им подходит клеймо “эпигоны”, поскольку эта теория не развивается со времени её создания, и, вследствие чего, просто превратилась в догму), на данном этапе развития физики, занимают в ней главенствующие позиции, то им подчинена администрация научных журналов и других средств массовой информации. Вследствие чего работ своих противников они не допускают к публикации, а, следовательно, обсуждать и развивать (совершенствовать) научной общественности просто нечего. Прогресс изучения природы космической пустоты (физического вакуума – ФВ) искусственно сдерживается, а, следовательно, затормозилось развитие сопряженных с ней отраслей техники, в особенности космической (разработка космических аппаратов, средств локации и дальней космической связи, средств энергообеспечения полёта и космических экспедиций и т.п.), которые полностью базируются на научных достижениях в области изучения ФВ. И если СТО утверждает, что космическая пустота не материальна, то и инженеры исходят именно из этого положения. И если даже кто-то в физике получил иные результаты (даже в эксперименте), то об этом никто так и не узнает, поскольку такая информация подрывает базу существования релятивистов и таких публикаций они просто не допускают. Но именно это замалчивание наносит непоправимый ущёрб, как развитию самой науки, так и базирующейся на её достижениях технике. Действительно, ещё не достаточно сделать само открытие какого-либо явления, свойства материи или закономерности протекания физических процессов, их непременно необходимо довести до сведения научно-технической общественности, в противном случае они так и будут, как бы и не открытыми. И пользоваться ими никто не может (включая самих учёных, а не только инженеров), поскольку люди просто не знают об этих новых фактах физики. И это неправильно. Достаточно вспомнить, что по этому поводу писал Роберт Л. Стивенсон: «Самая грубая ложь выражается часто умалчиванием». Это высказывание сразу приходит на ум, когда сталкиваешься с подобным отказам в обнародовании любого результата, даже экспериментального исследования, в котором сама природа однозначно ответила на вопрос о том, как она устроена. Все наши эксперименты по открытию новых свойств у электромагнитного поля, установлению новых физических явлений (в частности, явления взаимодействия электрических токов проводимости с электромагнитной волной, которое положено в основание действующих конкретных конструкций вакуумных электромагнитных движителей космических аппаратов), опыта по измерению абсолютной скорости движения нашей планеты и многого другого, что идет вразрез парадигме существующего физического мировоззрения, основанного на релятивизме, так и не были опубликованы ни в одном ведущем физическом журнале. Мотивировка редакций журналов в отказе публикации одна и та же: «Противоречит современному физическому знанию». При этом рецензенты журналов даже не удосуживаются рассмотреть статьи по существу содержания, им достаточно прочесть аннотацию к статье и решение о “не научности” работы уже принято, а переписку с авторами они считают невозможной. «Знаете, голубчик, я вашу работу не читал, но это же такая безграмотность. Теория относительности для физики это ВСЁ!.. И вы замахнулись на ЭТО!.. Нет уж увольте, и слушать ничего не хочу». Эту тираду автор выслушал от академика-секретаря Отделения физико-математических наук АН КазССР Владимира Околовича, когда пытался получить государственную материальную поддержку для продолжения работ по изучению явления взаимодействия электрических токов проводимости с электромагнитной волной, с целью создания электрических машин неракетного способа перемещения в пустом космическом пространстве. Академик, ознакомившись с аннотацией, был категорически против работы уже только потому, что она теоретически и экспериментально подрывала основы СТО. И это положение существует и сейчас. Статьи с критикой СТО даже в дни третьего тысячелетия во всём мире рассматриваются как именно антинаучные. А доказательством тому есть полное отсутствие подобных статей в официальных физических журналах практически всех стран мира. Но есть и позитивный момент – “много”. В основном основание этого “много” составляют разного рода феноменологические теории и многочисленные разрозненные эксперименты, не объединенные единой научной идеей в органическое целое. Большая часть теорий развивает идею старого эфира, даже с привлечением идей электромагнитного эфира Лоренца-Максвелла. Их большой минус – это разрыв с реальностью, нет опытного подтверждения ни аксиом, положенных в их основание, ни выводов (предсказаний). Другие теории базируются на современных методах метаматематического феноменализма, однобоко, гипертрофировано развивающего какую-либо физическую идею. К ним относится и общая теория относительности Эйнштейна (лучше всё же сказать – теория гравитации) ОТО, которая каждой точке пустого космического пространства приписывает строго определённое значение её кривизны, тем самым, материализуя пустоту. В этом смысле две теории одного и того же автора: СТО И ОТО противоречат друг другу и перед релятивистами стоит невыполнимая задача совместить их друг с другом. Действительно, помимо математической кривизны пространства есть и реальные физические явления, подтверждающие материальность пространства: например, одно из них – это реликтовое излучение Вселенной, которое было обнаружено в независимом эксперименте. Оба указанных феномена теоретически следуют из ОТО и могут представлять собой проявление некоего “нового электромагнитного эфира”, с которым можно связать абсолютную систему отсчёта и даже измерить абсолютную скорость движения нашей планеты. И это уже экспериментально сделано – скорость нашей планеты относительно реликтового излучения составила 450 км/с. Этот факт подтвержден измерениями нескольких десятков лабораторий разных научных центров. Но, в тоже время, абсолютные системы отсчёта принципиально невозможны с позиций СТО. Вот такая дилемма. Квантовая механика тоже внесла свою лепту в материализацию пустоты, породив такие понятия, как «море Дирака» и флуктуации “нулевого” электромагнитного вакуума. И здесь не всё просто. С одной стороны совмещение квантово-механического принципа неопределённости и идеи ковариантности уравнений физических законов (математический аналог физического принципа относительности СТО), с её потрясающим эффектом симметрий, позволило по-иному взглянуть на вакуум и увидеть в нем первооснову всей материи («море Дирака»), а на практике открыть целый мир антиматерии. А с другой стороны – вероятностный характер квантовых законов позволил предсказать «флуктуационную голубизну» космической пустоты с её практически неограниченной величиной энергии, которая проявляет себя в конкретных измерениях (эффект Казимира). Таким образом, оказывается, что точки зрения квантовой теории физические свойства у вакуума есть и изучать их можно и главное – нужно. Но как тогда быть с самой СТО, которая в принципе отвергает эти свойства? Но, в то же время, как быть с тем, что своим рождением СТО привнесла в физику феноменологический дух математического поиска нового знания, позволившего открыть эти свойства вакуума? А как соединить квантовую механику с ОТО? Вот это и есть те большие и больные вопросы релятивистов сегодняшнего дня, породившие кризис современной физики! Есть и прямые опыты, непосредственно подтверждающие реальность существования физических свойств у пустоты – это явление взаимодействия токов проводимости с электромагнитной волной. Перед объяснением нового физического явления сделаем небольшое вступление. Общеизвестно, что электромагнитные волны (свет, радиоволны и т.п.) при своём распространении в пространстве, попадая на проводники, вызывают в них движение зарядов – индуцированный электрический ток проводимости. Эта часть явления описывается законом электромагнитной индукции Фарадея и лежит в основе техники всех видов радиосвязи. Взаимодействие индуцированного электрического тока с магнитной составляющей этой же самой электромагнитной волны приводит к возникновению механических сил, действующих на проводник. Эта же часть явления подчиняется общеизвестному закону Ампера, на котором базируется работа всех электрических моторов. Согласно электромагнитной теории света именно так описывается механизм взаимодействия электромагнитной волны с проводником, который лежит в объяснении эффекта давления света на поверхность. Тогда как квантовая теория света (вспомним корпускулярно-волновую природу света) объясняет световое давление как результат передачи фотонами своего импульса атомам или молекулам на поверхности тела. По обоим представлениям электромагнитная волна отделена от пространства, в связи с чем, результаты электромагнитной и квантовой теории света в расчете величины светового давления полностью совпадают. При этом расчёты и эксперименты показывают, что индуцированные электромагнитной волной даже значительной мощности, электрические токи проводимости ничтожно малы (10-12-10-9 а.), то именно этим обстоятельством объясняется незначительная величина силы светового давления. Та же величина давления следует и из квантовой теории, поскольку сила давления пропорциональна величине мощности излучения, деленной на величину скорости света. Только по этой причине гипотетические фотонные ракеты фантастов не будут востребованы практикой. А теперь разъясним то, что всё-же было открыто. Открытие возникло при ответе на следующий вопрос. Какова будет величина силы Ампера, если индуцированный электромагнитной волной электрический ток в проводнике усилить, например, до значений 10-3 а. (примерно в миллиард раз)? Это можно сделать с помощью стороннего источника ЭДС точно так, как это делается в обычных радио и телеприемниках, причём с сохранением первоначальной частоты и фазы волны. Существующие радиотехнические средства позволяют это сделать довольно просто. В прямом эксперименте было установлено, что на проводник, со стороны электромагнитной волны, в соответствии с законом Ампера, будет действовать электродинамическая сила, прямо пропорциональная величине электрического тока. Эта сила на порядки больше силы, измеренной в знаменитых опытах Лебедева (на девять порядков). Именно это обстоятельство представляет собой суть нового физического явления. Первоначально предполагалось, что точно такая же по величине сила (в соответствии с третьим законом Ньютона) должна действовать и на электромагнитную волну со стороны тока проводимости, что должно приводить к изменениям её характеристик. Однако в результате специальных исследований выяснилось, что во взаимодействии участвует не сама электромагнитная волна как таковая, поскольку после “взаимодействия” с токами проводимости её характеристики не изменялись, а область пространства, где вектор напряженности магнитного поля этой волны был не равен нулю. Сама волна в таком взаимодействии играла своеобразную роль «катализатора» взаимодействия токов проводимости с пространством. Именно это обстоятельство позволяет понять физику процесса электродинамического взаимодействия с “пустотой”, приводящего к появлению дополнительного импульса у материальной системы, и оно же является очередным существенным шагом к пониманию физической природы массы. Само явление положено в основание конструкции вакуумного электромагнитного движителя. Более конкретно и подробно о самом явлении, об экспериментах, в которых оно было обнаружено, и о трактовках его сути поговорим позже. Здесь же необходимо отметить только то, что конструкция разработанного движителя не является некоей разновидностью фотонного (ракетного), а представляет собой линейный электрический мотор, у которого статором служит физический вакуум. Напомним, что у фотонного движителя поток фотонов электромагнитной волны соотносится с вакуумом точно так же, как и «рабочее тело» ракет, то есть как газ, от сгоревшего топлива, соотносится с пустотой. При этом распределение энергии между взаимодействующими телами в сравниваемых движителях указывает на огромную эффективность нового движителя в сравнении с фотонным. Действительно, у фотонного движителя максимальное значение величины тяги ограничено значением отношения мощности направленного потока излучения к величине скорости света. Так, для создания тяги величиной в 10 ньютон (1 кг сила), мощность светового потока фотонного движителя должна составлять 3 миллиарда ватт (это электрическая мощность примерно 5 Днепрогэс, такие сравнения были приняты во времена СССР). У вакуумного электромагнитного движителя величина силы тяги зависит, как от мощности электромагнитного излучения, инициирующего взаимодействие с пространством, так и от значения величины электрического тока в проводниках его силовой конструкции. Поэтому, сила тяги вакуумного движителя значительно превышает тягу фотонного. Реальные стендовые испытания вакуумных электромагнитных движителей показали, что значения цены тяги у испытанных конструкций не превышали величины 0.25 вт/мгс. (250 квт/кгс), тогда как для идеального фотонного движителя это значение равнялось бы 3 миллионам квт/кгс. Для сравнения укажем, что у современных химических ракетных движителей цена тяги примерно равна 35 квт/кгс. Это в 7 раз ниже, чем у электромагнитного вакуумного, однако, последний для получения тяги не расходует «рабочее тело». В этом его бесспорное превосходство над ракетными движителями, которое позволит в будущем осуществлять полёты, как внутри Солнечной системы, так и галактические путешествия. Разработанные и построенные в нашей лаборатории вакуумные электромагнитные движители создают пока небольшую тягу, не превышающую 10 мГ. (10-4н.), но даже сейчас они могут быть использованы в качестве движителей коррекции орбит геостационарных спутников. Здесь важен первый шаг, и он уже сделан. В будущем эти электрические машины соответствующей тяги, скреплённые с космическими кораблями, имеющими ядерные энергетические установки, стартуя с поверхности Земли, унесут человека в Большой Космос, в этот удивительный мир, искрящейся звёздами “пустоты” Вселенной. Но и об этих перспективах неракетного способа перемещения в пространстве и обо всём том, что сопутствует всему этому и что неожиданно высветилось только сейчас, мы поговорим несколько позже. А теперь продолжим разговор о том, каким образом создание СТО отрицательно сказалось на развитии космической связи… жүктеу/скачать 28,25 Mb. Достарыңызбен бөлісу: