Изобретение относится к нетрадиционным двигателям и может быть использовано для перемещения объектов в пространстве, а также в безопорных грузоподъемных механизмах. Применение изобретения позволит создать качественно новые транспортные средства: наземные - высокоскоростные бесколесные поезда, направляющая опора которых (в отличие от поездов на магнитной подушке) не должна быть силогенерирующей; воздушные - в которых подъемная сила и горизонтальная тяга (в отличие от вертолетов и самолетов) создаются без воздействия на воздух и независимо от него; космические - вертикальная тяга которых (в отличие от реактивных ракет) не сопровождается потерей массы топлива и практически не имеет ограничения времени действия.

Известен предположительный способ создания продольной тяги внутри замкнутой системы [1,2], при котором с помощью камеры высокого давления с соплом формируют продольную струю жидкости [1] (или газа [2]) для получения реактивного тягового усилия на камере высокого давления, а саму продольную струю жидкости (газа) отклоняют перпендикулярными струями жидкости (газа). Недостатком данного способа является то, что продольная составляющая ударного импульса струй не уменьшается, и воздействие струй на стенку замкнутой системы полностью уравновешивает реактивную тягу на камере высокого давления. Данный факт подтвержден автором заявляемого изобретения на прямых экспериментах.

Наиболее близким способом к предлагаемому является способ, в котором используется общеизвестное явление, наблюдаемое при выхлопе газа в толщу невязкой жидкости на поверхности Земли. В способе-прототипе продольную струю легкого газа тормозят и отклоняют в перпендикулярном направлении с помощью архимедовой силы, действующей на легкий газ в тяжелой жидкости, градиент гидростатического давления которой перпендикулярен продольной оси. Данный способ позволяет не только изменить продольное направление ударного импульса струи газа на перпендикулярное направление, но и на несколько порядков ослабить ударный импульс струи газа при ее выходе из невязкой жидкости. Но данный способ не приводит к созданию тяги внутри замкнутой системы. Его недостатком является следующее. Из-за малой вязкости газа (по сравнению даже с невязкой жидкостью, например водой) продольная струя газа увлекает капли жидкости, образующие продольный поток жидкости в резервуаре. Воздействие этого потока на торцевую стенку резервуара целиком уравновешивает реактивную тягу на камере высокого давления в случае относительно небольших (и технически приемлемых) размеров резервуара. Данный факт установлен автором заявляемого изобретения экспериментально.

Целью предлагаемого изобретения является исключение появления паразитного потока жидкости в резервуаре, применяемом для отклонения продольной струи с помощью архимедовой силы. Это позволит свести к минимуму воздействие выхлопов на стенки замкнутой системы и, самое главное, на торцевую стенку, противоположную камере высокого давления. Таким образом, при непрерывной циркуляции рабочего вещества, образующего у сопла продольную струю, реактивное тяговое усилие на камере высокого давления (ввиду своей частичной или полной нескомпенсированности) становится для замкнутой системы по кинематике тождественным обычной реактивной тяге, но без выбросов рабочего вещества в окружающее пространство.

Способ создания тяги внутри замкнутой системы характеризуется тем, что в замкнутый объем помещают два текучих вещества, используют силу, направленную перпендикулярно продольному направлению, с которой эти вещества притягиваются к одной из продольных стенок замкнутого объема, называемой опорной стенкой, причем текучие вещества подбирают такими, что первое из них, являющееся жидкостью с малым коэффициентом вязкости, притягивается значительно сильнее и находится ближе к опорной стенке, чем второе вещество, называемое рабочим веществом, обеспечивают всас рабочего вещества из замкнутого объема и нагнетание рабочего вещества в камеру высокого давления, и через ее сопло, открывающееся в толщу первого вещества, называемого вспомогательной жидкостью, осуществляют с образованием реактивной тяги выхлоп продольной струи рабочего вещества, на которое во вспомогательной жидкости действует архимедова сила, благодаря чему струя рабочего вещества отклоняется в направлении, противоположном вектору градиента гидростатического давления, а кроме того принимает минимальное значение ударный импульс, принадлежащий струе рабочего вещества в момент ее входа в область замкнутого объема, занятую рабочим веществом.

Для достижения цели изобретения в способе создания тяги внутри замкнутой системы применяют не газообразное, а жидкое рабочее вещество, которое наряду с перечисленными требованиями обладает коэффициентом вязкости, на несколько порядков большим, чем коэффициент вязкости вспомогательной жидкости, примыкающей к опорной стенке замкнутого объема.

На фиг.1 показан пример устройства, реализующего способ создания тяги внутри замкнутой системы в конкретном исполнении, нацеленном на получение горизонтальной тяги в земных условиях, когда силой, притягивающей текучие вещества к опорной стенке, является вертикальная сила тяжести. Фиг.2,3 поясняют работу дополнительных устройств и экспериментального стенда для проверки наличия исключений из закона сохранения импульса для целой замкнутой системы.

Устройство на фиг.1 помогает раскрыть сущность предлагаемого способа создания тяги внутри замкнутой системы. Замкнутый объем на фиг.1 образован стенками 1-6. В устройстве используются два текучих вещества: первое (вспомогательная жидкость) - ртуть (удельный вес 13,5 Гс/см³) и второе (рабочая жидкость вязкая) - эпоксидная смола (удельный вес 1,2 Гс/см³). Таким образом, в поле тяготения Земли более тяжелая ртуть вплотную примыкает к опорной стенке 2 замкнутого объема, см. фиг.1, а эпоксидная смола располагается сверху ртути. Кроме этого, коэффициенты вязкости h используемых текучих веществ полностью удовлетворяют перечисленным выше требованиям: у ртути h=0,015 пуаз, что близко к вязкости воды, а у эпоксидной смолы h=200 пуаз.

Для всаса эпоксидной смолы из замкнутого объема применяется насос 7 (например, насос шестеренчатого типа), способный перекачивать такую вязкую жидкость и создавать в камере 8 повышенное давление эпоксидной смолы, во много раз превосходящее давление ртути в резервуаре на уровне сопла 9. Благодаря этому на камере высокого давления 8 возникает реактивная продольная (в данном случае - горизонтальная) тяга Т влево, см.фиг.1. Одновременно из сопла 9, имеющего малое сечение, выбрасывается изначально узкая продольная (горизонтальная) струя 10 эпоксидной смолы.

Дальнейшее поведение струи 10 и явления в ртути могут быть описаны только после нескольких предварительных замечаний. Следует отметить, что все закономерности, которые будут упоминаться ниже, проверены автором заявляемого изобретения на опытах.

Рассмотрим схему истечения воздуха из баллона высокого статического полного давления Рп через симметричное сопло малого сечения в свободную земную атмосферу со статическим атмосферным давлением Ра=1000 Гс/см² , причем Рп больше чем Ра всего на несколько десятков Гс/см² . При этом на баллоне возникает обычная реактивная тяга То. Из практики известно, что сила воздействия струи воздуха (ударный импульс струи воздуха) на жесткую плоскость, перпендикулярную струе, не зависит от расстояния между плоскостью и соплом (пусть в одном случае плоскость 1 отстоит от сопла на длину, равную характерному проходному поперечному размеру сопла, умноженному на несколько единиц, а в другом случае плоскость 2 в свою очередь в несколько раз дальше от сопла, чем ранее плоскость 1). В этих случаях сила воздействия струи на плоскость одинакова и точно равна по величине, но противоположна по направлению вектору То.

В то же время, независимость силы струи от расстояния представляет собой не совсем тривиальный факт. Из практики известно, что струя воздуха в окружающем воздухе с удалением от сопла расширяется, т.е. увеличивается площадь воздействия струи на плоскость. Соответственно, площадь S₁ круга динамического напорного давления на плоскости 1 намного меньше площади S₂ аналогичного круга на плоскости 2. Если применить теорему о неразрывности струи, то при S₂/S₁=m скорость воздуха в струе вблизи плоскости 2 должна быть в m раз меньше, чем скорость воздуха у плоскости 1. Тогда динамическое давление, пропорциональное квадрату скорости, у плоскости 2 должно быть в m² раз меньше, чем динамическое давление у плоскости 1. С учетом соотношения площадей S₂=mS₁ , общая сила воздействия струи воздуха на плоскость 2 должна уменьшиться в m раз по сравнению с плоскостью 1, чего нет в действительности.

Реально движение струи воздуха в окружающем воздухе происходит по непростым законам. Периферийные объемы воздуха в струе увлекают за собой прилежащие объемы окружающего воздуха, а сами  частично теряют свою скорость. Поэтому к рассматриваемой струе не применима теорема о неразрывности струи. Результатом сложных перераспределений скоростей и частиц воздуха является наблюдаемое постоянство силы воздействия струи на перемещаемую преграду. Аналогично ведет себя струя жидкости в окружающей такой же жидкости.

Во всех деталях повторим только что рассмотренный опыт, но лишь с одной разницей. Снабдим сопло насадком в виде достаточно длинной трубы круглого сечения, в несколько раз большего по сравнению с проходным сечением сопла. В результате, соосные сопло и насадок образуют трубу со ступенчатым переходом от маленького к большому внутреннему диаметру. Стенки трубы отделяют идущий в ней поток воздуха от окружающего воздуха атмосферы Земли. По соплу и насадку движется только воздух струи, поэтому может быть применена теорема о неразрывности струи. Пусть сечение насадка в m раз больше сечения сопла. Тогда, повторив ранее проведенные рассуждения получаем, что сила воздействия струи воздуха на преграду после выхода струи из трубы уменьшается в m раз по сравнению с опытом без насадка. Т.е. по величине сила воздействия струи равна То/m. Это значение потом не меняется при отдалении жесткой преграды от выходного отверстия насадка. Прямые эксперименты полностью подтверждают всё сказанное.

Описанные опыты показывают, что расширение струи текучего вещества, происходящее без увлечения сторонних объемов этого же вещества, сопровождается уменьшением ударного импульса расширенной струи. Однако, у этого явления есть оборотная сторона. На кольцевой внутренней поверхности ступенчатого перехода от сопла к насадку возникает разрежение воздуха относительно атмосферного давления Ра. Поэтому на насадке наблюдается компенсирующая сила Тк , направленная вдоль скорости струи воздуха. Причем, величина силы Тк такова, что ее сумма с величиной сонаправленной силы струи То/m в опыте с насадком точно равна номинальному значению То реактивной тяги на баллоне, т.е.: Тк = То - (То/m) . Результирующая сила на устройстве, состоящем из баллона с соплом и насадком, (фактическая реактивная тяга всего устройства) сохраняет направление вектора То , но уменьшается до величины То/m .

Опыты с воздухом, подтверждающие описываемые закономерности, проводились автором заявляемого изобретения при значениях давления Рп , превосходивших значение Ра не более чем на 10 процентов. Т.е. разница давлений Рп-Ра=Ризб., представляющая собой избыточное давление в баллоне, составляла не более 100 Гс/см². Это соответствует условию несжимаемости, характерному для жидкостей, используемых в предлагаемом способе создания тяги внутри замкнутой системы.

Обратимся к явлению-прототипу, использованному в настоящем изобретении, одним из конкретных исполнений которого служит устройство на фиг.1. Общая картина на фиг.1 повторяет хорошо знакомый многим людям опыт по выдуванию воздуха в воду на поверхности Земли через трубку, заканчивающуюся горизонтальным соплом. В непрерывном (установившемся) режиме работы прототипа – горизонтальная у сопла струя воздуха (рабочее текучее вещество - удельный вес 0,0013 Гс/см³, коэффициент вязкости h=0,00018 пуаз) с удалением от сопла расширяется и бурля поднимается в воде еще более широким выхлопом, выходя из воды в атмосферу вертикально вверх. Опыт показывает, что струя воздуха на выходе из воды имеет сечение, в десятки раз большее, чем изначальное ее узкое сечение внутри и вблизи сопла. Т.к. в воде выхлоп воздуха изолирован от атмосферного воздуха, то по ранее представленной закономерности, соответственно, во столько же десятков раз уменьшается вертикальный ударный импульс расширенной струи воздуха по сравнению с номинальным воздействием струи воздуха на преграду, если бы последняя располагалась непосредственно у горизонтального сопла в воде. Данное номинальное воздействие струи по величине равно горизонтальной реактивной тяге на воздушной трубке высокого давления с соплом.

Кроме того, горизонтальная у сопла струя воздуха отклоняется в вертикальном направлении архимедовой силой в воде. Благодаря этому горизонтальная составляющая вертикального ударного импульса (уменьшившегося в десятки раз) становится вообще пренебрежимо малой в сравнении с горизонтальной реактивной тягой на трубке с соплом. Эта тяга, однако, всё равно не остается нескомпенсированной. Ничтожная вязкость воздуха не препятствует проникновению масс воды (вспомогательное текучее вещество – жидкость, сама имеющая малый коэффициент вязкости h=0,010 пуаз и удельный вес 1 Гс/см³ ) в струю воздуха. Внедрившиеся массы воды получают горизонтальную скорость и образуют течение в резервуаре с остальной водой. Ударное воздействие этого течения на стенку резервуара, противоположную соплу, сводится к горизонтальному усилию, которое полностью уравновешивает реактивную тягу.

Несмотря на данный главный недостаток явления-прототипа, похожего на процессы в заявляемом устройстве на фиг.1, соответствующее устройство-прототип при работе в установившемся режиме имеет ряд положительных признаков. Так, оно оставляет свободу для дальнейших модернизаций с целью достижения нужного поведения рабочего и вспомогательного текучих веществ. В отличие например, от абсолютно тупикового устройства, в котором роль вспомогательной жидкости играет не вода (жидкость малой вязкости), а жидкость с очень большим коэффициентом вязкости. Вязкая вспомогательная жидкость не заходит в струю воздуха, не циркулирует в резервуаре, но за счет внутреннего самосцепления непосредственно воздействует на все стенки резервуара, создавая компенсирующее усилие. Выхлоп воздуха из сопла в вязкой вспомогательной жидкости идет по загибающемуся расширяющемуся стабильному каналу, по сути эквивалентному фигурной твердой преграде, т.е. с безусловным равновесием сил внутри замкнутой системы.

При создании предлагаемым способом нескомпенсированной тяги внутри замкнутой системы ключевую роль играют процессы во вспомогательной жидкости, отклоняющей струю рабочего вещества, т.к. собственно выхлоп рабочего вещества (что было доказано выше) может лишь на чуть-чуть компенсировать реактивную тягу сопла. Если вернуться к устройству-прототипу с выхлопом воздуха в воду, то уместно добавить следующее. Благодаря малой вязкости воды в устройстве-прототипе невозможно непосредственное утягивание вспомогательной жидкостью резервуара за все стенки. Но в устройстве с водой происходят другие явления. Ранее при характеристике прототипа было указано, что из-за минимальной вязкости воздуха и малой вязкости воды, струя воздуха увлекает капли воды. В результате, струя воздуха представляет собой бурлящий выхлоп воздушных пузырей с водяными прослойками. Вода со струей воздуха поднимается до границы раздела «вода-воздух» в замкнутом объеме и растекается в радиальных направлениях (при взгляде сверху, см. похожую фиг.1) потоками, образующими непрерывную циркуляцию воды в резервуаре.

Благодаря достаточному удалению бурлящего выхлопа от продольных стенок резервуара с водой, осевые (продольные) усилия на резервуаре появляются от невязкой воды только вследствие воздействия осевых потоков воды на стенки, перпендикулярные осевому направлению вдоль сопла. Ударный импульс «влево» потока воды на стенку 3 значителен, но меньше ударного импульса «вправо» продольного потока воды на стенку 1. Их разность целиком уравновешивает реактивную тягу на камере высокого давления воздуха, если размеры резервуара с водой незначительны.

При увеличении размеров резервуара до многокилометровых можно получить любую (вплоть до 100%) нескомпенсированность номинальной тяги воздушного сопла. Это возможно благодаря тому, что из-за образования в воде замкнутых водяных вихрей в ограниченной области возмущений давлений воды и из-за диссипации энергии в неидеальной жидкости - до стенок такого большого резервуара не дойдут ни малейшие возмущения воды от выхлопа воздуха. Теоретическая возможность получения указанным путем нескомпенсированной тяги внутри замкнутой системы является одним из доказательств наличия исключений из канонического закона сохранения импульса, не распространяющегося на некоторые специфические замкнутые системы в их глобальной динамике. Однако, такой путь неприемлем с практической точки зрения. Для промышленной применимости способ создания тяги внутри замкнутой системы должен обеспечивать близкую к 100% некомпенсацию номинальной тяги при минимальных размерах резервуара со вспомогательной жидкостью.

Устройство на фиг.1, иллюстрирующее предлагаемый способ создания тяги внутри замкнутой системы, лишено отмеченных недостатков устройства-прототипа. Вместо воды в нем используется ртуть, очень близкая к воде по вязкости. Поэтому в установившемся режиме на осевые усилия в резервуаре могут оказывать влияние только осевые потоки ртути в резервуаре. Благодаря использованию в качестве рабочего вещества очень вязкой жидкости (например, эпоксидной смолы), исключается внедрение капель ртути в струю 10 эпоксидной смолы, см. фиг.1. Этому же служат высокие (по сравнению с водой) значения поверхностного натяжения для ртути и эпоксидной смолы. Таким образом, струя эпоксидной смолы не уносит непосредственно с собой ртуть, и сколько-нибудь существенные потоки ртути в резервуаре отсутствуют.

Несмотря на то, что удельный вес эпоксидной смолы на три порядка выше удельного веса воздуха, в ртути на них действует почти одинаковая результирующая сила вертикальных сил. На 1см³ воздуха действует выталкивающая архимедова сила 13,5 Гс. При вычитании из нее веса 1см³ воздуха получаем результирующую силу: f возд. = 13,5 - 0,0013 ~ 13,5 Гс. По аналогии для эпоксидной смолы результирующая сила равна: f эпокс. = 13,5 - 1,2 = 12,3 Гс.

При заданном сечении сопла - заданной реактивной тяге соответствует определенное динамическое давление струи. Одна и та же величина этого давления может иметь место при высокоскоростной струе легкого воздуха или при низкоскоростной струе тяжелой эпоксидной смолы. Воздействие этих струй тождественно. Но относительно невысокая скорость струи эпоксидной смолы в устройстве на фиг.1 дополнительно гарантирует кардинальное уменьшение потоков ртути в резервуаре.

Из последних двух положений следует, что поведение струи 10 эпоксидной смолы в устройстве на фиг.1 не отличается от поведения струи воздуха в случае ее выброса в толщу ртути. Это поведение совпадает с описанным ранее при рассмотрении явления-прототипа. А именно: струя эпоксидной смолы, см. фиг.1, расширяется (теряет основную долю своего ударного импульса) и меняет продольное (горизонтальное) направление на вертикальное. Поэтому при входе расширенной струи в область замкнутого объема, занятую эпоксидной смолой - уменьшившийся ударный импульс «вверх» имеет величину горизонтальной составляющей, на несколько порядков меньшую, чем в случае мнимого расположения стенки 1 вблизи сопла 9.

Воздействие «вправо» на стенки устройства на фиг.1 практически отсутствует как со стороны эпоксидной смолы – рабочей жидкости, так и со стороны ртути – вспомогательной жидкости, причем именно в установившемся режиме. Благодаря этому, горизонтальная реактивная тяга Т «влево» остается нескомпенсированной, т.е. достигается цель заявляемого изобретения.

Полный анализ явлений при работе устройства на фиг.1 требует учета эффекта пограничного слоя струи эпоксидной смолы, в котором за счет диффузии происходит незначительный массоперенос прилежащих объемов ртути. Из курса газо и гидродинамики известно, что полное номинальное продольное воздействие представляет собой сумму воздействия от эффекта пограничного слоя (касательные усилия на продольных поверхностях) и воздействия от лобовых эффектов (нормальные усилия на торцевых поверхностях).

Оценим соотношение этих воздействий для случая нахождения устройства на фиг.1 в условиях невесомости. В этом случае продольная струя 10 эпоксидной смолы, не расширяясь и не отклоняясь, будет доходить до стенки 1 и оказывать на нее динамическое давление, т.е. воздействие вследствие лобовых эффектов. Наряду с этим по всей длине струи от сопла 9 до стенки 1 будет наблюдаться передача некоторого количества движения от эпоксидной смолы к ртути в пограничном слое струи. Вызванный этим незначительный поток ртути «вправо» также будет ударять в стенку 1, что является воздействием от эффекта пограничного слоя. Сумма описанных воздействий будет полностью уравновешивать номинальную реактивную тягу «влево» сопла 9. При этом воздействие собственно эпоксидной смолы на стенку 1 по величине будет многократно больше, чем воздействие от эффекта пограничного слоя. Такое соотношение обеспечивают следующие факторы: минимальная смешиваемость эпоксидной смолы и ртути; минимальная способность ртути смачивать другие материалы, т.к. поверхностные молекулы ртути взаимодействуют друг с другом значительно сильнее, чем с прилегающими молекулами любого другого вещества; повышенная вязкость эпоксидной смолы и ,что особенно важно, наоборот малая вязкость ртути.

Для конкретности дальнейшего изложения примем номинальную тягу сопла 9 в ртути равной То=100 Гс, причем в условиях невесомости она будет уравновешена суммой сил с примерным соотношением: сила от эффекта поверхностного трения в пограничном слое Тт=10 Гс «плюс» сила от динамического давления струи эпоксидной смолы Тд=90 Гс.

По сравнению с рассмотренным случаем, при работе устройства на фиг.1 в штатных условиях земного притяжения изменится только вид струи эпоксидной смолы, для установившегося режима показанный на фиг.1. Продольный (горизонтальный) участок струи 10 здесь имеет укороченную длину, что еще более уменьшает продольное воздействие, обусловленное эффектом пограничного слоя. С запасом оставим величину силы Тт=10 Гс неизменной.

Заявляемый способ создания тяги внутри замкнутой системы направлен на существенное снижение лобовых воздействий струи рабочего вещества, т.е. на уменьшение силы Тд. Выбор текучих веществ в устройстве на фиг.1 ,вероятно, не идеален. Поэтому трудно ожидать полного исключения силы Тд (Тд=0). Учитывая это, остановимся на частичном сохранении силы Тд: Тд=10 Гс. Тогда результирующая тяга, эквивалентная внешней силе, приложенной к замкнутой системе на фиг.1, принимает следующее значение:

Т = То - ( Тт + Тд ) = 100 - 20 = 80 Гс ,

т.е. составляет 80% от номинальной реактивной тяги сопла 9.

Нескомпенсированная тяга величиной не все 100% от номинальной тяги, а в данном примере всего 80% - это всё равно положительный и нормальный результат, исходя из ранее сделанных выводов о достижимости создания тяги внутри замкнутой системы с регулируемой любой степенью компенсации тяги сопла. Достижение нескомпенсированной тяги хотя бы в 1% от тяги сопла уже будет означать революцию в технике и переворот в понимании соответствующих законов физики. Последующие исследования, оптимальный подбор обоих текучих веществ и другие технические доработки позволят приблизить сумму (Тт+Тд) к нулю в сравнении с величиной То реактивной тяги сопла, причем с одновременным выполнением требования минимальных размеров резервуара со вспомогательной жидкостью.

Предлагаемое изобретение представляет собой способ существенного уменьшения напорного воздействия на стенки замкнутого объема со стороны струи рабочего вещества как непосредственно ею самой, так и опосредованно через динамику вспомогательной жидкости. Первая составляющая кардинально уменьшается уже в устройстве-прототипе. Но в нем имеют место существенные потоки вспомогательной жидкости, приводящие к полной компенсации номинальной реактивной тяги сопла в случае малых размеров резервуара. В заявляемом устройстве данные потоки уменьшаются во много раз. Из общего объема уменьшившегося потока вспомогательной жидкости только часть составляют массы вспомогательной жидкости, пришедшие в движение вследствие эффекта диффузии в пограничном слое струи рабочего вещества. Т.е. здесь и в других подобных задачах - воздействие, обусловленное одним лишь эффектом диффузии, по определению не может полностью уравновесить реактивную тягу сопла.

Даже при наличии некоторого воздействия на стенки резервуара из-за эффекта поверхностной диффузии - заявляемое изобретение позволяет существенно снизить основную вторую составляющую - прямое увлечение капель ртути толщей струи эпоксидной смолы. Всё это в сочетании с одновременным кардинальным уменьшением горизонтальной проекции ударного импульса струи эпоксидной смолы, выходящей из ртути, см. фиг.1. В итоге, расклад внутренних сил в системе свидетельствует о том, что полной компенсации реактивной тяги сопла не происходит. Этого достаточно для появления долговременной тяги, прикладывающейся к замкнутой системе, т.е. достигается цель изобретения.

На первый взгляд, предлагаемый способ создания тяги внутри замкнутой системы противоречит общеизвестному закону сохранения импульса. На самом же деле, этот закон справедлив только для замкнутой системы, в которой перемещаются тела со сконцентрированными массами. Этот закон имеет исключения, проявляющиеся в некоторых газо-гидродинамических замкнутых системах с распределенными массами и в соответствующих устройствах, а также в ряде иных случаев. Ранее приведенный пример с устройством-прототипом с "безграничным" резервуаром с водой является одним из доказательств того, что в замкнутой системе может существовать долговременная нескомпенсированная тяга, придающая постоянное ускорение изолированной замкнутой системе без потери ее массы и без ее взаимодействия с внешними телами и средами.

Другим доказательством не абсолютности закона сохранения импульса является работа определенных газо и гидродинамических устройств на переходных режимах - при включении источника тяги внутри замкнутой системы и при выключении источника тяги после его работы на установившемся режиме. Рассмотрим одно из таких устройств более подробно.

Представим себе герметичную сферическую оболочку не "безграничного", но достаточно большого радиуса порядка нескольких метров. Оболочка заполнена воздухом под давлением чуть большим атмосферного давления Ратм. . К оболочке с помощью нитевых растяжек прикреплен маленький электродвигатель, на валу которого установлен воздушный винт – пропеллер диаметром в несколько сантиметров. Электродвигатель расположен в центре оболочки. Здесь же находится батарейка, которая питает электродвигатель с помощью электрического ключа, управляемого дистанционно радиосигналами. Ось вала двигателя будем называть продольной осью. Пусть при включенном двигателе выхлопная воздушная струя от пропеллера идет не в сторону двигателя, а в свободную сторону по продольной оси. С приближением к участку оболочки, который назовем напорным, струя воздуха расширяется относительно диаметра пропеллера, но всё равно радиус пятна напорного воздействия струи на оболочку много меньше радиуса самой оболочки. При вращающемся пропеллере на нём, на валу, на электродвигателе и в конечном итоге на оболочке существует продольная сила тяги пропеллера, направление которой свяжем с положительным направлением оси Х. Эта сила тяги в установившемся режиме работы рассматриваемого простейшего газодинамического сферического устройства целиком уравновешена отрицательным продольным усилием на напорном участке оболочки, воспринимающем ударный импульс струи воздуха от пропеллера. Даже способ управления электродвигателем призван исключить всякие сомнения в том, что мы имеем дело с истинно замкнутой системой тел с некими массами.

В курсе физики в примерах на закон сохранения импульса рассматривается движение тел в замкнутых системах, причем по характерным признакам некоторые тела удобно именовать рабочими телами, т.к. перемещения таких тел наиболее заметны и важны для функционирования систем. Найдем рабочее тело в описанном газодинамическом сферическом устройстве. Электродвигатель закреплен на оболочке, поэтому является ее частью и не может быть рабочим телом. Вал электродвигателя с пропеллером могут вращаться вокруг продольной оси, но не могут перемещаться вдоль этой главной оси Х относительно оболочки, и также не являются рабочим телом. Внутри оболочки только может циркулировать воздух, который и играет роль рабочего тела с распределенными перемешиваемыми массами. В данной замкнутой системе вторым и последним телом (обычным со сконцентрированными массами) является оболочка вместе с прикрепленными к ней электродвигателем и остальными деталями.

Полный анализ в примерах на закон сохранения импульса в замкнутой системе двух тел включает два аспекта, непосредственно касающихся рабочего тела :

а) перемещение центра массы рабочего тела, учитываемое при определении положения общего центра масс всей системы ;

б) воздействие рабочего тела на второе тело (в нашем случае на оболочку), и наоборот.

Касаясь аспекта а), изучение нужно начать со следующего. И в процессе запуска электродвигателя, и при работе электродвигателя на установившемся режиме, и во время остановки пропеллера - имеют место факты :

+          линейная скорость лопастей при вращении пропеллера много меньше скорости звука в воздухе ; еще меньше скорость потоков воздуха на всасе и выхлопе пропеллера ; отсюда, отсутствуют скачки уплотнения воздуха, характерные для сверхзвуковых скоростей ;

+          лишь в малых объемах воздуха вокруг лопастей пропеллера – плотность воздуха лишь на несколько процентов отличается (где в меньшую сторону, где в большую) от плотности воздуха во всем остальном объеме герметичной оболочки ; циркуляция воздуха в оболочке происходит именно потому, что воздух стремится как раз к выравниванию статических давлений (и плотностей) во всем внутреннем объеме оболочки.

По перечисленным причинам положение центра масс воздуха относительно оболочки никогда не меняется, несмотря на движение воздуха. Т.е. не может быть и речи о влиянии циркуляции воздуха (рабочего тела рассматриваемого устройства) на положение общего центра масс всей замкнутой системы, тем более в случае когда полная масса воздуха внутри сферической оболочки много меньше массы оболочки с остальным оборудованием. Таким образом, аспект а) выпадает из дальнейшего анализа. Этот вывод становится еще более очевидным при использовании в качестве рабочего тела несжимаемой жидкости, без пузырей заполняющей внутренний объем герметичной оболочки. Такова одна из специфических особенностей замкнутых систем тел с распределенными массами.

Существо обсуждаемой проблемы заключено в аспекте б). При наличии потоков воздуха в газодинамическом сферическом устройстве от вращения пропеллера, т.е. при наличии разницы давлений воздуха на двух основных поверхностях лопастей во время работы электродвигателя – в целом на оболочку действует не малопродолжительный импульс внутренней силы (как при первичном взаимодействии твердых тел в типичных замкнутых системах в простых примерах из курса физики), а сколь угодно долговременная внутренняя сила-тяга, связанная с поддержанием безостановочного движения рабочего тела. С другой стороны, непрерывное перемещение воздуха в струе от пропеллера создает динамическое давление на напорном участке оболочки. Это давление, умноженное на площадь воздействия струи на оболочку, рождает внутреннюю противосилу, которая на установившемся режиме находится в полном балансе с постоянной номинальной тягой пропеллера. Упомянутые силы и являются предметом основного анализа, но не для понятного установившегося режима, а для имеющих специфику переходных режимов работы электродвигателя с пропеллером. Речь идет конкретно о включении электродвигателя от нулевых до номинальных оборотов с дальнейшим сохранением последних. А также о выключении электродвигателя с номинальных оборотов до полной остановки, когда происходят процессы, аналогичные но обратные включению.

Пусть в исходном состоянии газодинамическое сферическое устройство, будучи изолированной замкнутой системой в пространстве, неподвижно, и электродвигатель выключен. В начальный момент времени tн, см. фиг.2(а), подадим напряжение на электродвигатель с пропеллером. Номинальные обороты вал двигателя набирает быстро, особенно в сравнении с временем, которое потребуется струе воздуха на распространение до напорного участка оболочки. Поэтому для простоты будем считать включение электродвигателя мгновенным. Соответственно, зависимость тяги на пропеллере от времени будет представлять собой скачкообразную функцию. Это изображено на фиг.2(а), где : Тп – тяга пропеллера – она же внутренняя сила, действующая на оболочку в положительном направлении оси Х ; То – номинальное значение тяги при номинальных оборотах двигателя. При времени t ³ tн величина Тп равняется номинальной То вплоть до поступления команды на выключение электродвигателя.

В период времени [tн,tр] , см. фиг.2(б), тяга на пропеллере уже есть, а первый воздух, вытолкнутый пропеллером, еще не успел дойти до стенки оболочки. Только в момент времени tр фронт струи воздуха при распространении достигает напорного участка оболочки. Даже после этого формирование струи до установившегося состояния происходит совсем не мгновенно, а постепенно в течение отрезка времени [tр,tк] . Соответственно, постепенно увеличивается напорное воздействие струи на оболочку. Это усилие Ту на напорном участке оболочки в отрицательном направлении оси Х из-за ударного импульса струи для простоты будем считать меняющимся линейно во времени [tр,tк] , см. фиг.2(б). С момента времени tк конца переходного режима сила Ту имеет номинальную постоянную величину То для установившегося режима. Фиг.2 иллюстрирует предположение из общих соображений о запаздывании появления усилия Ту по отношению к тяге пропеллера Тп после запуска электродвигателя.

Переходный режим включения струи воздуха можно провести иначе. На расстоянии диаметра пропеллера напротив пропеллера установим воздухонепроницаемую шторку размерами в два диаметра пропеллера. Включим электродвигатель на постоянную работу и дождемся стабильной циркуляции воздуха с очень короткой продольной струей воздуха из пропеллера. Эта струя давит на шторку силой, передающейся оболочке и уравновешивающей тягу пропеллера. В начальный момент времени tн с помощью электромагнита резко сдвинем шторку вбок подальше от пропеллера, открывая тем самым путь постепенного распространения струи воздуха в продольном направлении. Сила на шторке от струи резко исчезает, оставляя без пары сохраняющуюся тягу пропеллера. Поэтому последняя в течение некоторого времени является единственной и доминирующей продольной силой в замкнутой системе. В этом и в остальном поведении данные переходные режимы включения совершенно одинаковы и выявляют один и тот же специфический эффект в динамике замкнутых систем тел с распределенными массами.

На рассматриваемую сферическую оболочку с момента времени tн действует со направлено оси Х интегральный импульс силы òТп(t)dt . На оболочку также действует противо направлено оси Х интегральный импульс силы òТу(t)dt . Сумма этих интегралов будет равна площади трапеции на фиг.2(в). Неравенство этой площади нулю подтверждает существование несбалансированной внутренней силы Т=Тп+Ту , являющейся для замкнутой системы простой силой-тягой, изменяющей динамику системы в целом.

Из курса физики известно : если на покоящуюся систему подействует импульс силы, то в результате система приобретет некоторое количество движения: TDt=mV. В свете этого положения интерпретация графика на фиг.2(в) не составляет труда :

+          в течение времени [tн,tк] в замкнутой системе (или можно смело говорить – на замкнутую систему) газодинамического сферического устройства действует сила Т=Тп+Ту¹0 ; это приводит к тому, что общий центр масс замкнутой системы приобретает некоторую скорость V¹0 ;

+          при t ³ tк сила Тп полностью уравновешена силой Ту, поэтому по Первому закону Ньютона общий центр масс замкнутой системы продолжает двигаться со скоростью V (в отсутствие внешних сил трения и сопротивления), накопленной к концу переходного режима.

Таким образом, мы пришли к выводу : при запуске электродвигателя с пропеллером неподвижная сферическая оболочка со всем содержимым придет в движение по оси Х и (в условиях невесомости и вакуума) пройдет расстояние, пропорциональное времени работы электродвигателя на установившемся режиме. Т.е. такое расстояние запросто может быть заведомо намного больше, чем диаметр самого устройства. Это пример последствий действия кратковременного истинного квази-(в значении «близко к» непрерывности)-тягового усилия в замкнутой системе.

Существование данного кратковременного квази-тягового усилия может считаться опровержением всеобщности канонического закона сохранения импульса. Т.к. если оставаться в плену идеологии догм этого закона, то поведение газодинамического сферического устройства (и движение составляющих его тел от действия продольных внутренних сил) может быть только следующим :

- когда масса рабочего тела (воздуха внутри оболочки) много меньше массы оболочки с другими деталями, тогда смещение сферической оболочки вдоль оси Х должно быть практически незаметным ;

- заметным смещение оболочки должно быть когда масса рабочего тела сравнима с массой оболочки ; а вообще максимально возможное перемещение оболочки должно быть равно диаметру самой сферической оболочки (и то лишь при условии доминирования массы рабочего тела над массой оболочки при выполнении также геометрических требований) , но всё равно с обязательной последующей окончательной остановкой оболочки на данной отметке ;

- во всех случаях общий центр масс замкнутой системы ни на миг ни на микрон не должен смещаться ни во время ни по окончании переходных процессов.

В реальности, поле действия этих правил не всеобъемлющее, они не работают в некоторых явлениях материального мира. Исключением из этих правил может считаться анализируемый специфический эффект квази-тягового усилия при переходных режимах в замкнутых системах тел с распределенными массами.

Снова обратимся к газодинамическому сферическому устройству, к которому имеет отношение фиг.2. При выключении электродвигателя с пропеллером, до этого работавшего в установившемся режиме с номинальными оборотами, на замкнутую систему устройства действует импульс силы Твыкл.=Тп+Ту¹0 в отрицательном направлении оси Х за счет обратных эффектов : тяга на пропеллере пропадает быстрее, чем воздействие инерционной струи воздуха на напорный участок герметичной оболочки. Данный эффект обнаруживается двояко. Если до выключения электродвигателя общий центр масс замкнутой системы двигался со скоростью V¹0 , полученной при первом (на включение) переходном режиме, то после прекращения вращения вала двигателя - общий центр масс замкнутой системы остановится и далее будет находиться в состоянии покоя на сколь угодно большом удалении от самой начальной своей координаты. Если до выключения электродвигателя газодинамического сферическое устройство было закреплено и неподвижно, а непосредственно перед выключением освобождено, то при остановке двигателя оно приобретет постоянную скорость (-V)¹0 в отрицательном направлении оси Х.

Описанные теоретически явления в переходных режимах поддаются проверке на прямых экспериментах. Громоздкое газодинамическое сферическое устройство целесообразно развернуть в космосе на орбите Земли, где имеет место вакуум и невесомость. При переходном режиме включения электродвигателя с пропеллером можно зарегистрировать прямолинейное удаление замкнутой системы от наблюдателя без внешнего силового воздействия на систему со стороны наблюдателя. Это был бы абсолютно чистый опыт. Похожее меньших размеров устройство, заполненное на этот раз жидкостью (водой), в обычных земных условиях целесообразно установить для уменьшения сил трения на крутильные весы так, чтобы продольные с осью Х квази-тяговые горизонтальные усилия создавали крутящий момент вокруг вертикальной оси Z. В случае питания электродвигателя от внешнего источника тока с помощью отдельного кабеля – гибкие электрические провода от электродвигателя выводятся вдоль оси вращения весов и с провисанием закрепляются на неподвижных частях испытательного стенда для исключения влияния натяжения проводов на поворот весов.

По аналогии с описанным выше легко предсказать кинематику крутильных весов с гидродинамическим устройством, имеющим электродвигатель с гребным винтом, на переходных режимах. При включении двигателя следует ожидать поворота коромысла весов, изначально покоившихся, и продолжения кручения весов с малой постоянной угловой скоростью на установившемся режиме работы двигателя. Так что со временем само устройство пройдет по окружности расстояние, превышающее соответствующий размер корпуса устройства, прежде чем силы трения и сопротивления у крутильных весов остановят их вращение. Но на этом расстоянии совсем не обязательно концентрировать внимание, поскольку даже незначительного поворота достаточно для доказательства смещения общего центра масс замкнутой системы без импульса внешней силы и без импульса от выброса масс системы, а вследствие обнаруженных специфических эффектов. Поведение гидродинамического устройства при выключении электродвигателя (с обратным изменением поворота крутильных весов) также можно объяснить на базе рассмотренных выше теоретических вариантов.

На практике последние опыты с крутильными весами содержат в себе еще одну методическую сложность. Она касается типа оси вращения весов и способа подвески оси на неподвижной опоре. Если применить жесткую ось, закрепленную на коромысле крутильных весов, и шарнирную (подшипниковую) опору, то это дает повод критически настроенным оппонентам задать дежурный вопрос - не вызвано ли описанное вращение весов и перемещение устройства одним лишь толчковым (при включении или выключении электродвигателя) отталкиванием оси вращения от опоры за счет разницы коэффициентов трения покоя и скольжения (качения) в шарнире (подшипнике) опоры, т.е. за счет превосходства трения покоя над трением движения. В отличие от «Машины Нормана-Дина» [3], которая при собственной вибрации “на щётках” ползет по поверхности, такой механизм движения в наших опытах заранее специально исключается простыми мерами (уменьшение диаметра шарнира или подшипника, смазка поверхностей, увеличение размаха коромысла крутильных весов и др.). Кроме того, после реализации указанных мер есть возможность прямой проверки не ответственности опоры за наблюдаемое изменение динамики крутильных весов с замкнутой системой в виде гидродинамического устройства, заполненного водой.

При наличии существенного механизма трения в шарнире (подшипнике), взаимность трения покоя двух контактирующих деталей неизбежно должна приводить также и к тому, что при начале принудительного вращения вокруг оси Z самой опоры в испытательном стенде – должна туда же поворачиваться ось крутильных весов и вместе с ней должно приходить в движение коромысло с не работающим гидродинамическим устройством. И наоборот, если при вращении самой опоры ось и коромысло крутильных весов остаются неподвижными, то это однозначно свидетельствует о пренебрежимой малости трения покоя. На макете гидродинамического устройства на крутильных весах с жесткой осью вращения путем прямой экспериментальной проверки по данному методу автором было получено, что в рассматриваемых обстоятельствах механизм трения в опоре отсутствует (с практической точки зрения) даже при использовании серийного крюка ручной тали с упорным подшипником. Тем более будут неуместны по этому поводу возражения критически настроенных оппонентов в случае применения в опытах на переходные режимы шарнирных (подшипниковых) опор, специально разработанных и изготовленных для этих целей.

Дополнительно докажем отличную от опорного трения природу появления вращения коромысла в опытах с гидродинамическим устройством в переходных режимах. Рассмотрим схему на фиг.3 дублирующего демонстрационного эксперимента, проведенного автором заявляемого изобретения. На фиг.3 показан вид сверху крутильных весов, жесткая ось Z вращения которых висит на только что упомянутом крюке ручной тали, способном поворачиваться в своей внешней обойме, которая закреплена на испытательном стенде. Противовес на фиг.3 уравновешивает вес быстроходного электродвигателя с тем, чтобы ось вращения весов, жестко связанная с коромыслом, находилась в вертикальном положении относительно поверхности Земли. Статор электродвигателя прикручен к коромыслу так, что ось ротора электродвигателя параллельна оси Z. Электромагнитные силы, создающие крутящий момент на роторе и обратный момент на статоре, не дают суммарной проекции на ось Х. Но любой момент в электродвигателе, взятый сам по себе, автоматически прикладывается вокруг оси Z и может вызвать поворот крутильных весов на фиг.3. Для простоты будем считать электромагнитный момент на статоре одинаковым Мо при разгоне двигателя и на номинальных оборотах Wо двигателя. Нас будет интересовать поведение крутильных весов опять-таки на переходных режимах включения или выключения электродвигателя.

При включении электродвигателя, см. фиг.3, на статоре мгновенно появляется момент Мо против часовой стрелки, (по причине жесткой связи статора с коромыслом) одновременно являющийся одним из двух слагаемых момента М вокруг оси Z . Также мгновенно на ротор начинает действовать противоположный вращающий момент (-Мо) по часовой стрелке. Этот момент разгоняет ротор, но в начальный период не передается коромыслу вокруг оси Z, т.к. ротор может свободно вращаться относительно статора и коромысла. Т.е. момент (-Мо) временно не дает вклада в момент М вокруг оси Z . Вследствие этого, статорный момент Мо остается нескомпенсированным вокруг оси Z, и ненулевой суммарный момент М вызывает вращение коромысла вокруг оси Z на фиг.3, которое до включения электродвигателя покоилось. Такой результат переходного режима наблюдался экспериментально и был следствием обозначенного эффекта, а теоретически существующее малое трение покоя в упорном подшипнике крюка подвески крутильных весов здесь не причём.

После выхода ротора на номинальные обороты Wо электродвигателя коромысло продолжало вращаться с постоянной угловой скоростью. Причиной этого является обращение в ноль момента М вокруг оси Z . Крутящий электромагнитный момент на роторе весь работает на преодоление сил трения в креплении ротора на номинальных постоянных максимальных оборотах. Через данные силы роторный момент (-Мо) передается на статор электродвигателя а в конечном счете на коромысло с осью и полностью компенсирует статорный момент Мо. Поэтому в установившемся режиме суммарный момент вокруг оси Z равен нулю: М=0.

Если прервать установившийся режим путем выключения питания электродвигателя, то все электромагнитные силы мгновенно пропадут : пропадает статорный момент Мо ; перестает действовать на ротор крутящий электромагнитный момент (-Мо), но сохраняется в первые мгновения точно такой же величины - момент сил трения движения в креплении вращающегося ротора на статоре. Этот момент, постепенно уменьшаясь, продолжает действовать вплоть до полного торможения ротора, когда сам момент становится нулевым. За время переходного режима выключения момент (-М) вокруг оси Z (см. фиг.3), равный нескомпенсированному моменту сил трения движения ротора по часовой стрелке, постепенно останавливает коромысло, которое на установившемся режиме вращалось против часовой стрелки. Если же на установившемся режиме коромысло было принудительно остановлено внешним воздействием, то после выключения электродвигателя коромысло приходит в движение в отрицательном направлении оси Х, но с той же характерной угловой скоростью.

 На практике, покоящееся устройство на фиг.3 путем включения электродвигателя, выдержки на установившемся режиме без внешнего вмешательства и последующего выключения электродвигателя с остановкой коромысла – легко может быть повернуто вокруг оси Z более чем на 180 градусов. Данные эффекты переходных режимов полезно использовать для изменения ориентации искусственных спутников Земли взамен реактивных микродвигателей, расходующих массовое топливо. Применяемые в некоторых космических системах гиродины (специальные гироскопы для сохранения заданной ориентации в пространстве) дополнительно могут производить эффекты переходных режимов при соответствующем регулировании направлений вращения приводных электродвигателей.

Перечисленные выше закономерности наблюдались автором заявляемого изобретения экспериментально. Из сказанного видно, что работа устройства на фиг.3 в переходных режимах внешне полностью тождественна работе газодинамического сферического устройства (поясняемой фиг.2) и аналогичного гидродинамического устройства на крутильных весах. При этом, в опытах с гидродинамическим устройством отличительной особенностью является то, что момент вокруг оси Z представляет собой момент квази-тягового векторного усилия, т.е. произведение длины плеча коромысла на модуль усилия вдоль оси Х. В то время как в опытах на фиг.3 участвуют только чистые вращающие моменты на электродвигателе.

На последние надо обращать внимание при подготовке испытаний гидродинамического устройства в переходных режимах с помощью крутильных весов. Недопустимо чтобы вал электродвигателя, вращающего гребной винт, был параллелен оси Z поворота коромысла. В случае параллельности по схеме фиг.3 моменты, действующие в электродвигателе, будут вносить паразитный вклад в суммарный момент вокруг оси Z и будут затенять главный специфический эффект от квази-тягового гидродинамического усилия вдоль оси Х. Для исключения этого проще всего расположить двигатель с валом параллельно оси Х и укрепить гребной винт непосредственно на валу двигателя. Тогда в электродвигателе вращающие моменты вокруг оси Х не будут влиять на повороты крутильных весов вокруг оси Z. Справедливость данного требования также была проверена с помощью устройства на фиг.3 с соответствующими изменениями. В экспериментах на переходных режимах электродвигателя со свободным валом - коромысло покачивалось от земли вверх-вниз в плоскости деталей крутильных весов, но не поворачивалось вокруг вертикальной оси Z, т.е. коромысло не сдвигалось горизонтально вдоль оси Х.

Это еще одно доказательство того, что собственные толчки электродвигателя и теоретически восприимчивый к ним механизм трения в опоре жесткой оси вращения крутильных весов - особенно – могут быть нивелированы и не имеют отношения к кинематике гидродинамического устройства на переходных режимах в соответствующих опытах. Чтобы совсем покончить с темой опоры крутильных весов, напомним альтернативный вариант. Коромысло крутильных весов можно подвесить в испытательном стенде с помощью цельной податливой на кручение гибкой нити, оба конца которой заневолены. Тогда вообще не будет почвы для сомнений относительно влияния трения поверхностей опоры, и методически всё будет еще более обоснованным. Кстати, крутильные весы, точно показанные на фиг.3, с нитевой подвеской на переходных режимах ведут себя абсолютно также, как было описано ранее для случая подшипниковой (шарнирной) опоры оси Z весов.

Из проведенного анализа прецедентных газо и гидродинамических замкнутых систем, родственных устройству на фиг.1 по заявляемому  Способу создания тяги внутри замкнутой системы, следуют выводы :

1) Канонический закон сохранения импульса применим только для замкнутых систем, в которых внутренними силами смещаются центры масс тел, но не происходит изменения скорости общего центра масс (который в простейшем случае всё время неподвижен). Этот закон не всегда действует, например, для замкнутых систем с распределенным по объему рабочим веществом, циркулирующим в заданных внутренних емкостях. Такие замкнутые системы могут разгонять сами себя без взаимодействия с внешней средой и без обычной реактивной тяги. В газо и гидродинамических устройствах, рассматриваемых в описании изобретения, единственно правильным является прямой анализ протекающих явлений и возникающих силовых факторов, а не формальная ссылка на закон сохранения импульса ;

2) Теоретически (см. фиг.2) и косвенно экспериментально показано, что в соответствующих устройствах в переходных режимах возникают кратковременные квази-тяговые усилия, способные инициировать перемещение общего центра масс данных устройств, т.е. с помощью внутренних усилий можно принципиально менять положение самих устройств целиком в пространстве. Но конкретно эти устройства не позволяют получить в себе нескомпенсированную долговременную тягу на установившемся режиме. С другой стороны, достоинствами данных устройств являются простота достижения квази-тяговых усилий и незначительные габариты герметичной оболочки ;

3) Устройство-прототип с выхлопом воздуха во вспомогательное вещество (воду), находящееся в "бесконечном" резервуаре, теоретически приводит к созданию нескомпенсированной долговременной тяги на установившемся режиме. Но огромные габариты являются серьезным препятствием на пути практического использования такого устройства в качестве реального движителя.

Переходя к заявляемому Способу создания тяги внутри замкнутой системы с примером в виде главного устройства на фиг.1, с учетом того что закон сохранения импульса всей системы не является непреодолимой абсолютной преградой, на основе всего вышесказанного можно заключить следующее.

Предлагаемый способ создания тяги внутри замкнутой системы и конкретное устройство, см. фиг.1, лишены недостатков способов и устройств из пунктов 2) и 3) при сохранении их достоинств. Устройство на фиг.1 позволяет при малых габаритах получить долговременную нескомпенсированную тягу на установившемся режиме работы насоса, прокачивающего рабочее вещество. Таким образом, непрерывная работа устройства на фиг.1 будет сопровождаться постоянным ускорением движения общего центра масс этого устройства в свободном пространстве. В разделах описания изобретения, непосредственно касающихся устройства на фиг.1, проанализированы основные гидродинамические явления, и показана достижимость поставленной цели изобретения - получение непрерывной во времени нескомпенсированной тяги в замкнутом объеме.

Для создания вертикальной тяги внутри замкнутой системы устройство на фиг.1 располагают таким образом, чтобы сопло 9 было направлено вниз. Для притяжения текучих веществ к опорной стенке 2 используют, например, центробежные горизонтальные силы, к тому же во много раз превосходящие силу тяжести Земли. Также могут быть использованы магнитные или электростатические силы, что ведет к уменьшению количества двигающихся деталей, испытывающих механический износ. В этом случае в нетрадиционных двигателях должны применяться специфические текучие вещества.

Дополнительные преимущества нетрадиционных двигателей, работа которых основана на предлагаемом способе создания тяги внутри замкнутой системы, выявляет известное положение о том, что заданную тягу можно получить при уменьшении сечения сопла с одновременным пропорциональным увеличением давления в камере сжатия, что к тому же сопровождается уменьшением объемного расхода рабочей жидкости. Сверхвысокие давления в жидком практически несжимаемом рабочем веществе (в устройстве на фиг.1) достигаются экономичным путем с применением одной лишь электрической энергии, питающей приводной электродвигатель соответствующего насоса. Это значительно проще и безопаснее, например, камер сгорания существующих реактивных двигателей, в которых даже предельное давление газов не столь велико.

Уменьшение сечения сопла для рабочей жидкости позволяет уменьшить размеры и массу нетрадиционных движителей по сравнению с реактивными двигателями и тем более с топливными баками ракет-носителей. В предлагаемом способе создания тяги внутри замкнутой системы не используется токсичное химическое топливо и отсутствуют выбросы продуктов сгорания в атмосферу Земли, что особенно ценно с точки зрения экологии.