Спосіб створення локальної псевдомікрогравітації і пристрій для його здійснювання
Формула / Реферат
1. Спосіб створення локальної псевдомікрогравітації, у котрому енергію лазерного випроміпювання концентрують у об'ємному світловому полі, збуджують нею локальний простір і створюють у ньому гравітаційну неоднорідність, який відрізняється тим, що лазерне випромінювання спрямовують по траєкторії, що оточує локальний простір більше одного разу, заводять до локального простору додаткову гравітаційну неоднорідність, для чого розширюють зону його збудження запровадженням у нього буферного середовища, здатного під дією лазерного випромінювання до резонансного збільшення пронесу своєї поляризації, при цьому концентрують енергію у буферному середовищі, поляризуючи її випромінюванням від об'ємного світлового поля.
2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що траєкторію спрямованого лазерного випромінювання обирають у вигляді спіралі і розташовують уздовж бокової поверхні локального простору.
3. Спосіб по п. 1 та 2, який відрізняється тим, що як буферне середовище обирають газову суміш.
4. Спосіб по п. 3, який відрізняється тим, що газову суміш прокачують по замкненому контуру із виводом з-під дії об’ємного світлого поля, здійснюючи при цьому її регенерацію.
5. Пристрій для створення локальної псевдомікрогравітації, що має зв'язані між собою джерело лазерного випромінювання і об’ємний концентратор енергії, розташований у камері, який відрізняється тим, що об'ємний концентратор енергії виконаний у вигляді контуру, який проводить лазерне випромінювання, що оточує локальний простір більше одного разу, і обладнаний додатковим концентратором енергії, також розташованим у камері і виконаним із робочим тілом, здатним під дією лазерного випромінювання до резонансного збільшення процесу своєї поляризації, при цьому обидва концентратори енергії зв'язані між собою оптично.
6. Пристрій по п. 5, який відрізняється тим, що як робоче тіло додаткового концентратора енергії використана газова суміш.
7. Пристрій по пп. 5 і 6, який відрізняється тим, що контур, який проводить лазерне випромінювання, виконаний із оптичного волокна, укладеного спіральне уздовж внутрішньої бокової поверхні камери, а його оптичний зв’язок із газовою сумішшю виконаний крізь не менш ніж одне оптичне вікно у волокні.
8. Пристрій по пп. 6 і 7, який відрізняється тим, що додатково обладнаний вузлом регенерації газової суміші, підключеним до камери.
Текст
1. Спосіб створення локальної псевдомікрогравітації, у котрому енергію лазерного випромінювання концентрують у об'ємному світловому полі, збуджують нею локальний простір і створюють у ньому гравітаційну неоднорідність, який відрізняється тим, що лазерне випромінювання спрямовують по траєкторії, що оточує локальний простір більше одного разу, заводять до локального простору додаткову гравітаційну неоднорідність, для чого розширюють зону його збудження запровадженням у нього буферного середовища, здатного під дією лазерного випромінювання до резонансного збільшення процесу своєї поляризації, при цьому концентрують енергію у буферному середовищі, поляризуючи її випромінюванням від об'ємного світлового поля. 2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що траєкторію спрямованого лазерного випромінювання обирають у вигляді спіралі і розташовують уздовж бокової поверхні локального простору. 3. Спосіб по п. 1 та 2, який відрізняється тим, що як буферне середовище обирають газову суміш. A (54) СПОСІБ СТВОРЕННЯ ЛОКАЛЬНОЇ ПСЕВДОМІКРОГРАВІТАЦІЇ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЮВАННЯ 28992 Відомим є спосіб створення локальної псевдомікрогравітації, у котрому формують розподілене у локальному просторі потужне магнітне поле. Це поле взаємодіє із гравітаційним полем, внаслідок чого створюється стабільна та стійка зона із значенням сили тяжіння у декілька мкG. Відомий спосіб реализовано у пристрої для створення псевдомікрогравітації (див. патентна заявка Японії № 2-290800, MKB B64G7/00, публ. 30.11.1990, автор Й. Мінамі). Недоліком відомого способу є недостатня величина неоднородності гравітаційного поля, досяжна в локальному просторі. Вказаний недолік зумовлений малою густиною енергії, яку постачає в цей локальний простір магнітним полем. Найбільш близьким до запропонованого способу по технічній суті та досягаемому ефекту є спосіб створення локальної псевдомікрогравітації, який описано у докладі Йошинарі Мінамі "Двигатель, использующий свойства пространства", поданий у жовтні 1993 року на 44-тім Міжнароднім астронавтичнім конгресі і організованим Міжнародною Астронавтичною Федерацією (3-5, Ruc, MarioNikis, 75015, Paris, France), у керівництві якої перебуває присутній там член НАН України та Міжнародної астронавтичної академії, ректор Дніпропетровського держуніверситету, професор Присняков В.Ф. У відомому способі енергію направленного лазерного випромінювання концентрують в об'ємному світловому полі, збуджують нею локальний простір й створюють у ньому гравітаційну неоднорідність у вигляді скривленого простору. У відомому способі додатково створюють ще потужне магнітне поле, яке пронизує цей же локальний простір й передає йому свою енергію для посилення гравітаційної неоднородності, при цьому об'ємне світлове поле створюють, здійснюючи в локальному просторі потужний лазерний вибух з вмороженим магнітним полем, використовуючи імпульсний режим подачі лазерного випромінювання. Недоліком відомого способу є дисипація енергії, яка йде на утворювання неоднородності гравітаційного поля, досягаєма в локальному просторі. Другим недоліком є наявність там високих температур, що є негативним побічним ефектом. Вказані недоліки зумовлені нераціональним використанням високої густини енергії, постачаємої у локальний простір, через що значна частина енергії йде на розігрів простору і оточуючих конструкцій. У основу винахіду на спосіб покладена задача удосконалення відомого способу створення локальної псевдомікрогравітації шляхом формування упорядкованного і стабільного у часі розподіла постачаємої у локальний простір енергії, а также запровадженням буферного середовища, що сприймає та утримує у себе постачаему енергію, і дозволяє підвищити ефективність процесів перетворення енергії та зменшити значення постачаємої на вхід енергії за рахунок зниження температури в області гравітаційної неоднорідності простору та інших енергетичних втрат, властивих проходженню лазерних вибухів. Покладена задача вирішується тим, що у відому способі створення локальної псевдомікрогравітації, у котрому енергію лазерного випромінювання концентрують у об'ємному світловому полі, збуджують їю локальний простір і створюють у ньому гравітаційну неоднорідність згідно із винаходом лазерне випромінювання спрямовують по траєкторії, що оточує локальний простір більше одного разу, і заводять до локального простіру додаткову гравітаційну неоднорідність, для чого розширюють зону його збудження запровадженням у нього буферного середовища, здатного під дією лазерного випромінювання до резонансного збільшення процеса своєї поляризації, при цьому концентрують енергію у буферному середовищі, поляризуя її випромінюванням від об'ємного світлового поля. У переважному варіанті траєкторію спрямованного лазерного випромінювання обирають у виді спиралі і розташовують уздовж бокової поверхні локального простору. У другому переважному варіанті як буферне середовище обирають газову суміш. Ще в одному переважному варіанті газову суміш прокачивають по замкненому контурі із виводом з-під дії об'ємного світлового поля, здійснюя при цьому її регенерацію. Технічною суттю запропонованого способу є збудження простору у двох різних зонах - у зоні об'ємного світлового поля і у зоні буферного середовища, що прилягає до об'ємного світлового поля. При цьому у першій зоні збудження простору здійснюється безпосередньо сконцентрированим у цій зоні лазерним випромінюванням, а у другій зоні здійснюється при поляризації буферного середовища, як наприклад газова суміш, причому для її поляризації використовують ту енергію, що і в першій зоні - енергію лазерного випромінювання. Відмінной рисою збудження простору у зоні буферного середовища як газова суміш є використання ефекту резонанса при поляризації газової суміші лазерним випромінюванням. Коли частоти, сума чи різниця частот падаючого випромінювання близькі до відповідних різонансних частот газової суміші, то досягається ефект резонансного підсилювання, збільшуючий на декілька порядків нелінійну сприйнятливість газового середовища (див. Дж. Райнтжес "Нелинейные оптические параметрические процессы в жидкостях и газах", М., "Мир", 1987, с. 79-80). Це сприяє підвищенню ефективнівності перетворення електромагнітної енергії у гравітаційну, що дозволяє зменшити значення потрібної вихідної потужністі джерела лазерного випромінювання. Автору відомо, що дія електромагнітного поля на простір - час викликає деформацію простору (див. наприклад приведений прототип, або Д.В. Гальцова "Частицы и поля в окрестности черных дыр", М., изд-во Московского университета, 1986, с. 124-127). Однако автору невідомо із науки і техніки, коли на простір – час діють безперервним лазерним випромінюванням, яке постійно оточує локальний простір і має обертальне навколо простіру переміщення. Автору відомий такий квантовий ефект, як резонансна взаімодія речовини із світловим полем (див. А.А. Гриб и другие "Квантовые еффекты в интенсивных внешних полях", М., Атомиздат, 1980, с. 5). Однак автору із науки і техніки невідоме збудження простіра поляризованим середовищем, наприклад газовою сумішшю, для створення у простірі гравітаційної неоднорідності. 2 28992 Тому автор покладає, що сукупність суттєвих ознак запропонованого способу відповідає критеріям винахіда "новизна" та "винахідницький рівень". Спосіб реалізується так. Лазерне випромінювання у безперервному режімі із потужністю 5 кВт постачають у локальний простір циліндричної форми із об'ємом 5×10-3 куб. м і концентрують у цьому простору енергію у вигляді об'ємного світлового поля також циліндричної форми, котру компонують за допомогою звитого у спіраль світловода. Простір всередені світловода збуджується і перебуває у збудженому стані увесь час, поки по ньому поширюється у безперервному режимі енергія лазерного випромінювання. Реакцією локалізованого всередені світловоду простіру на концентрацію у ньому електромагнітної енергії є поява всередені світловода гравітаційної неоднорідності, що викривляє цей локальний простір. Через локалізований у циліндричну форму простір помпують газову суміш із пропускною здатністю 2...3 м3/сек. Лазерне випромінювання із скомпонованого об'ємного світлового поля оптично контактують із газовою сумішшю, котра при цьому поляризується. Підбиранням атомарних та молекулярних компонентів у газової суміші, їх співвідношенням між собою та значенням робочої довжини хвилі лазера домогаються ефекта резонансного підсилювання процеса поляризації, при котрому нелінійну сприйнятливість газової суміші підвищується на декілька порядків. Для цього у способі використовують довжину хвилі лазерного випромінювання 10,6 мкм, а склад газової суміші компонують із молекул та атомів газов CO2, N2 і Не у співвідношенні 1:20:20. При поляризації газової суміші від енергії об'ємного світлового поля у ній концентрується енергія, котра збуджує простір, створюя у ньому додаткову гравітаційну неоднорідність. Сумарна гравітаційна неоднорідність - перша зона всередені світловода, друга поза ним та у прилеглій до нього газової суміші - викликає викривлення локального простіру, що еквівалетно прояві сили тяжіння у декілька мкG. Коли через локальний простір помпують газову суміш, то одночасно забезпечують виведення із нього газової суміші, що вже віддала енергію на формування гравітаційної неоднорідності і має залишкову енергію, а також забезпечують постачання нових порцій газової суміші, маючих готовність до поляризації від об'ємного світлового поля і здатність до дії на гравітаційне поле. Газова суміш, що виводиться із локального простіру, підлягає деполяризації та охолодженню, чим забезпечують її регенерацію. Після цього газову суміш знов постачають у локальний простір, де цикл перетворювання енергій повторюють. Після усунення енергетичної дії лазерним випромінюванням на газову суміш раніш створена гравітаційна неоднорідність зникає. Правячи процесом резонансного підсилення у газової суміші можна підсилити викривлення простіру, що еквивалентно гравітації. Також можна одержати локальний простір із відсутністю гравітації, створюя невагомість на поверхні Землі. Відомим є пристрій для створення локальної псевдомікрогравітації, яке містить джерело випро мінювання та обмежуючу локальний простір камеру, заповнену газом, при цьому джерело і камера пов'язані між собою. У відомому пристрої джерело випромінювання виконане у вигляді нагрівального елемента, розташованного всередині камери (див. "Прикладные и теоретические вопросы нетрадиционной энергетики", Ленінград, 1994, с. 104 або А.А. Селін "К основам существования материи", "Международная академия биоэнерготехнологий", Дніпропетровськ, 1996, с. 34-35). При роботі відомого пристрою збільшується температура газа та вага камери, установленої на вазі, зменшується. Такий експеримент у м. Жигулі було поставлено в 1989 році В.А. Кишкинцевим, багаторазово повторювався і результати були стабільними. Недоліком відомого пристрою є його мала ефективність. Вказаний недолік обумовлений тим, що джерело випромінювання знаходиться безпосередньо в камері, а також тим, що нагрівальний елемент джерела не може передавати в оточуючий його простір високі значення густини енергії. Відомим є пристрій для створення локальної псевдомікрогравітації, яке містить джерело випромінювання і обмежуючу локальний простір камеру, пов'язані між собою. У відомому пристрою джерело випромінювання виконане у вигляді магнетрону, в якому використовується ефект надпроводності. При цьому магнетрон розташован поза камерою, але його магнітне поле проникає в локальний простір, обмежений стінками камери (див. патентну заяву Японії № 2-290800, MKB B64G7/00, публ. 30.11.1990). Розподілене магнітне поле взаємодії з полем тяжіння і в результаті утворюється стабільна та стійка область зі значенням сили тяжіння в кілька мкG. Недоліком відомого пристрою є його мала ефективність. Вказаний недолік обумовлений невисокими значеннями густини магнітної енергії, постачаємой від джерела випромінювання у локальний простір. Найбільш близьким до запропонованого пристрою по технічній суті та досягаємому ефекту є пристрій для створення локальної псевдомікрогравітації, який описан у докладі Йошинарі Мінамі "Двигатель, использующий свойства пространства", поданий у жовтні 1993 року на 44-ом Міжнароднім астронавтичном конгресі (3-5, Rue, Mario – Nikis, 75015, Paris, France). Відомий пристрій має джерело лазерного випромінювання і обмежуючу локальний простір камеру, зв'язані між собою так, що вихід джерела випромінювання попадає у камеру. Крім цього відомий пристрій має мощний магнетрон, магнітне поле котрого формується так, що розподіляється всередині локального простору камери. Дія на цей локальний простір здійснюється як енергією лазерного випромінювання, так і енергією магнітного поля. Недоліком відомого пристрою є неможливість створювати локальну псевдомікрогравітацію на тривалий час, оскільки у теперішній час такий пристрій є гіпотетичним. Вказаний недолік обумовлен тим, що постачаєме від джерела лазерного випромінювання значення густини енергії такі великі, що використані у конструкції матеріали підлягають швидкому зруйнуванню від супутних процесу перетворення енергії критичних температур. А від зменшення постачаемих значень густини енергії 3 28992 виникає зменшення ефекту створюємой локальной псевдомікрогравітації. У основу винаходу на пристрій покладена задача удосконалення пристрою для створення локальної псевдомікрогравітації щляхом зміни конструкції об'ємного концентратора енергії і введення додаткового концентратора енергії, що обумовлює стабільну, довготривалу та більш яскраво виявлену деформацію локального простіру у двох суміжних зонах, дозволяя зменшити при цьому і температуру у камері, і густину постачаемої від лазера енергії, одночасно підвищити надійність і довгочасність пристрою у цілому. Покладена задача вирішується тим, що відомий пристрій для створення локальної микрогравітації, що містить у собі зв'язані між собою джерело лазерного випромінювання і об'ємний концентратор енергії, розташований у камері, згідно із винаходом об'ємний концентратор енергії виконан у вигляді провідного лазерне випромінювання контура, що оточує локальний простір більше одного разу, та забезпечен додатковим концентратором енергії, також розташованим у камері і виконаним із робочим тілом, здатним під дією лазерного випромінювання до резонансного збільшення процеса своєї поляризації, при цьому обидва концентратори енергії зв'язані між собою оптично. У переважному варіанті як робоче тіло додаткового концентратору енергії використована газова суміш. У другому переважному варіанті провідний лазерне випромінювання контур виконан із оптичного волокна, укладеного спірально уздовж внутрішньої бокової поверхні камери, а його оптичний зв'язок із газовою сумішшю виконан крізь не менш одне оптичне вікно у волокні. Ще у одному переважному варіанті запропонований пристрій має додатково пришлатований вузел регенерації газової суміші, підключений до камери. Технічною суттю запропонованого пристрою є концентрація енергії у двох різноманітних узлах – всередині провідного лазерне випромінювання контуру, а також поза ним із допомогою спеціально запровадженого робочого тіла, у котрому концентрація енергії різко підвищується за рахунок використання резонансних властивостей самого робочого тіла. Така концентрація енергії перешкоджає хаотичний розподіл густини енергії у камері як по координатам простору, так і по часу, дозволяя зменшити потрібну вихідну потужність лазера та температурний режим у камері, що сприяє підвищенню надійності та довготривалості пристрій у цілому. Автор вважає загальновідомими концентратори енергії із обертальним переміщенням енергії, наприклад: соленоїд, по котрому тече електричний струм, чи прискорювач частинок – синхрофазотрон. Однак автору із науки і техніки невідомі концентратори енергії лазерного випромінювання типа оптичного соленоїда, у котрому монохроматичне випромінювання оптичного диапазону багаторазово оточує простір, надавая обертальний характер переміщення цьому виду енергії. Автору відомі концентратори енергії, у котрих газова суміш поляризується об'ємним світловим полем (див. наприклад Дж. Райнтжес "Нелинейные оптические параметрические процессы в жидкостях и газах", М.,"Мир", 1987, с. 79-80). Термін "сві тлове поле" еквівалентний терміну "поле падаючого випроміннювання (див. також там, с. 14). Автору відомі пристрої із об'ємними світловими полями, що пронизують газову суміш. Стосовно до ламп днівного світу - це випромінювання, що виникає при електричному розряді у інертних газах чи парах різноманітних металів, стосовно до голографії - це створення об'ємного відображення предмету у повітрі (див. наприклад "Энциклопедический словарь юного техника", М., "Педагогика", 1980, с. 150, 100). Однак автору із науки і техніці невідомим є взаєморозташування двох використаних ним концентраторов енергії, що концентрують різноманітні види енергії та працюють спільно, для чого вони мають між собою оптичний контакт у вигляді щілин чи вікон у концентраторі енергії лазерного випромінювання. Тому сукупність запропонованих признаків у технічному рішені на пристрій відповідає критеріям винаходу "новизна" та "винахідницький рівень". Технічна суттєвість запропонованого пристрою пояснюється графічною частиною (фіг.), де зображено його компоновочне рішення. Пристрій має циліндричну камеру 1, джерело 2 лазерного випромінювання, концентратор 3 енергії і концентратор 4 енергії, а також світловод 5, зв'язуючий джерело 2 лазерного випромінювання із концентратором 3 енергії, і оптичний зв'язок між обома концентраторами 3 і 4. Також пристрій має вузол 6 регенерації газової суміші, підключений по замкненому контурі до камери 1 через компресор 7. При цьому концентратори 3 і 4 розташовані у камері 1. Концентратор 3 енергії виконаний у вигляді спіралевидного оптичного волокна 8 із оптичними вікнами 9 на своїй боковій поверхні, спрямованої до внутрішньої частини камери 1. Світлове поле 10 показано у внутрішньому простіру кожного витка оптичного волокна 8. Робочим тілом концентратора 4 енергії є газова суміш, що знаходиться по усьому об'ємі камери 1 (на фігурі показано затіненням, до якого спрямована позиція 4). Об'єм камери 1 дорівнює 0,005 м3. Як джерело 2 лазерного випромінювання обран газовий лазер типу ЛТІ із активним середовищем СО2, робочою довжиною хвилі 10,6 мкм і потужністю у безперервному режимі 5 кВт. Кількість витків у спіралі із оптичного волокна, що у концентраторі 3 енергії, дорівнює 50. Газова суміш складається із СО2, N2, та Не, у відношенні 1:20:20 і аналогічна складу робочого тілу газового лазера типа ЛТІ. Як компресор 7 використан звичайний серійно виготовляємий компресор будьякого типу для перекачування газів із регульованою пропускною здатністю до 3 м3/хвил. Пристрій працює так. Джерело 2 лазерного випромінювання типу ЛТІ із активним середовищем на СО2 вмикають у роботу із потужністю у безперервному режимі 5 кВт і робочою довжиною хвилі 10,6 мкм. Лазерне випромінювання йде крізь спіралевидне оптичне волокно 8 концентратора 3 енергії і надходить до його виходу у навколишній простір, компонуя при цьому у концентраторі 3 енергії об'ємне світлове поле 10, просякая крізь оптичні вікна 9 у оптичному волокні 8 у газову суміш. 4 28992 При вмикненні компресору 7 здійснюється перекачування газової суміші крізь камеру 1 та вузел 6 регенерації газової суміші по замкненому контурі. Газова суміш від дії об'ємного світлового поля 10 поляризується із проявою своїх резонансних оптичних властивостей та розігрюється. Процес поляризації газової суміші підсилюється тому, що нелінійна спринятливість газової суміші підвищується у режимі резонанса на декілька порядків. Фактори поляризації та розігріву газової суміші забезпечують накопичення у цій суміші енергії, зовнішним джерелом котрої є об'ємне світлове поле 10, що скомпоноване у концентраторі 3 енергії від джерела 2 лазерного випромінювання. Ця накопичена у локальному просторі камери 1 енергія у концентраторах 3 і 4 деформує локальний простір, обумовлюя появу локальної псевдомікрогравітації із значенням сили тяжіння у декілька мкG. Для підтримування процесса деформації простіру у камері 1 стійким помпуванням газової суміші крізь камеру 1 здійснюють вивід із камери 1 поляризованої та розігрітої газової суміші, котра поступає у вузіл 6 регенерації для деполяризації та охолоджування. При цьому у камеру 1 надаються нові порції газової суміші, що мають готовність до поляризації від дії безперервного об'ємного світлового поля 10. При вимиканні джерела 2 лазерного випромінювання і компресора 7 зупиняються енергетичні перетворювання у камері 1, локальний простір повертається у ісходний стан та зникає ефект псевдомікрогравітації. Автор вважає, що запропонований пристрій відповідає такому критерію винахода "придатність до промислового заятосування". Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod and device for creation of local pseudo-micro-gravitation
Автори англійськоюFedorets Serhii Hryhorovych
Назва патенту російськоюСпособ создания локальной псевдомикрогравитации и устройство для его осуществления
Автори російськоюФедорец Сергей Григорьевич
МПК / Мітки
МПК: B64G 7/00
Мітки: спосіб, пристрій, псевдомікрогравітації, створення, локальної, здійснювання
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-28992-sposib-stvorennya-lokalno-psevdomikrogravitaci-i-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnyuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб створення локальної псевдомікрогравітації і пристрій для його здійснювання</a>
Попередній патент: Оптична система світлодалекоміра
Наступний патент: Установка для спалювання відходів
Випадковий патент: Зубчата муфта