Спосіб пересування транспортного засобу та двигун для його здійснення

1 Спосіб пересування транспортного засобу, що полягає у перетворюванні впливу інерційних мас в односпрямоване пересування транспортного засобу шляхом взаємодії інерційних мас, які руха ються, з інерційними елементами, що встановлені на корпусі, який відрізняється тим, що інерційні маси переміщують примусово в системі відліку обертових інерційних елементів 2 Двигун для пересування транспортного засобу, який містить корпус, зв'язаний з транспортним засобом, і перетворювач впливу інерційних мас в односпрямований рух, який відрізняється тим, що перетворювач впливу інерційних мас виконаний як два ротори з можливістю обертання в протилежних напрямах і з можливістю примусового руху інерційних мас в системах відліку кожного ротора Галузь техніки Транспорт Космос Рівень техніки Винахід відноситься до способу пересування транспортних засобів по землі, воді, повітрі, під водою і в космічному просторі Відомо спосіб, який за сукупністю ознак близький до запропонованого способу Патент Російської Федерації (19) Ru (11) 2047001 (13) СІ (51) 6 F03G 3/08, де для пересування транспортного засобу використовується інерційно-імпульсний перетворювач періодичного впливу інерційних мас в односпрямоване пересування транспортного засобу шляхом короткочасної взаємодії інерційноімпульсних елементів, що обертаються, з іншим інерційним елементом, який нерухомо встановлений на транспортному засобі і надає йому односпрямований рух Практичне застосування відомого способу пересування мало імовірно через погані характеристики засобу для пересування у порівнянні з існуючими двигунами, складність конструкції його інерційно-імпульсного перетворювача і низькі можливості з управління рухом ся за допомогою двигуна, що пропонується, який надає поступальний рух транспортному засобу без передавальної ланки (муфт, карданів, редукторів і т ш ), тобто подібно до реактивного двигуна Двигун може бути як рідинним, так і газовим Як наприклад, розглянемо рідинний двигун, який за принципом дії нічим не відрізняється від газового Конструкція двигуна представлено на фіг 1, де 1 нерухомий корпус-статор, 2 ротор, верхня частина, 3 ротор, нижня частина, 4 нерухомий остов, 5 електрична обмотка ротора, 6 електрична обмотка статора, 7 насос, 8 пдромапстралі, що обертаються, 9 нерухомі пдромапстралі, 10 10а електричні пдроклапани, 11 вали приводу насоса Газовий двигун відрізняється за конструкцією від рідинного лише тим, що замість насоса встановлений газовий нагнітач, а замість пдромапстралей - газомагістралі Перелік фігур Фіг 1 - Конструкція двигуна Фіг 2 - Двигун, встановлений на візок, що здатний рухатися по рейкам Фіг 3 - Векторна діаграма сил, діючих на стінки пдромапстралі Фіг 4 -Зміна напряму руху транспортного засобу за допомогою двох двигунів Суть винаходу В основу винаходу поставлено завдання отримання способу пересування, подібного до реактивного руху шляхом застосування принципово нового двигуна, що забезпечує технічні характеристики, які сумірні з характеристиками тих існуючих двигунів, що використовуються Спосіб полягає в використанні сил Корюліса для надання тілу поступального руху Спосіб реалізуєть О (О ю 51692 Фіг 5 -Зміна напряму дії сили шляхом зміни орієнтації двигуна ВІДОМОСТІ, ЯКІ підтверджують можливості здійснення винаходу Розглянемо заявлений двигун у статичному стані Двигун складається з нерухомого корпуса-статора (1), на якому встановлені верхня (2) і нижня (3) частини роторів, здатних обертатися у протилежних напрямах Частини ротора розмежені нерухомим остовом (4) У обидві частини ротора і статора покладено електричні обмотки (5 і 6) Внутрішній об'єм двигуна займає насос (7) Крізь частини ротора проходять пдромапстралі, що обертаються (8), а у внутрішньому об'ємі двигуна і крізь нерухомий остов проходять нерухомі пдромапстралі (9), яки з'єднані з насосом Рухомі і нерухомі пдромапстралі розділені електричними пдроклапанами (10 і 10а) Частини ротора з'єднані з валами приводу насоса (11) Для розгляду даного способу пересування та принципу дії двигуна припустимо, що запропонований двигун встановлений на візок, який може пересуватися рейками вздовж осі X (фіг 2) При подачі електричної напруги на обмотки двигуна 5 та 6 верхня частина ротора 2 та нижня частина ротора 3 починають розкручуватися в протилежних напрямках (за годинною та проти годинної стрілки ВІДПОВІДНО) Електричні пдроклапани 10 при цьому відкриті, а 10а - закриті Верхня 2 та нижня 3 частини ротора через вали 11 приводять в обертання насос 7, який в свою чергу, починає нагнітати робочу рідину в нерухомі пдромапстралі 9, звідки робоча рідина під тиском потрапляє в пдромапстралі 8, що обертаються та по черзі співпадають з відкритими електроклапанами 10, а також проходять крізь частини ротора 2 і 3 Робоча рідина постійно протікає контуром насос 7 -> нерухома пдромапстраль 9 -> електричний пдроклапан 10 -> пдромапстраль, що обертається 8 у верхній частині ротора 2 -> нерухома пдромапстраль 9 остова 4 -> насос 7 -> нерухома пдромапстраль 9 остова 4 -> пдромапстраль, що обертається 8 нижній частині ротора 3 -> електричний пдроклапан 10 -> нерухома пдромапстраль 9 -> насос 7 При цьому на кожну частку рідини, яка протікає в системі відліку, що обертається, по пдромапстралям 8, впливає сила Корюліса k , яка за напрямком перпендикулярна вектору швидкості протікання робочої рідини v та за величиною дорівнює fk = m vs де (1) ° - елементарна маса частки робочої рідини, - кутова швидкість обертання ротора двигуна, v - швидкість протікання рідини магістралями Очевидно, що під впливом сил Корюліса частки рідини будуть наближатись до набігаючих стінок кожної з пдромапстралей, і можна стверджую k вати, що сили fu будуть прикладені до набігаючих внутрішніх поверхонь пдромапстралей 3 метою спрощення міркувань замінимо суму всіх сил Коріоліса, діючих на кожну з елементарних частин рідини, на відповідну за величиною та напрямком сумарну рівнодіючу силу, що прикладена до однієї точки пдромапстралі (2) Замінимо також псевдовектор електричного моменту (3) на відповідну за величиною силу електричної взаємодії F, також прикладену до однієї точки пдромапстралі, де псевдовектор електромагнітного моменту, г - радіус до точки прикладення, F - сила електричної взаємодії Крім того, не враховуватиме сили, що безпосередньо не впливають на поступальний рух візка вздовж осі X В результаті отримаємо векторну діаграму (фіг 3) На поступальний рух візка вздовж осі X безпосередньо впливає нормальна стосовно сили електромагнітної взаємодії F складова сили Корюліса (фіг 3) (4) Припустимо, що електричні пдрокпапани Ю т а 10а закриті, тоді робоча рідина по пдромапстралям 8, що обертаються, не протікає, сили Корюліса дорівнюють нулю При цьому сила, яка впливає на візок вздовж осі X (5) тобто візок нерухомий В даному випадку кут а - кут між результативною силою електричної взаємодії FTa ВІССЮ X Припустимо тепер, що відкрилась деяка частина електричних пдроклапанів 10 в кутовому секторі [Р1, Р2] верхньої частини ротора (фіг 2) і у секторі, що дзеркально розташованому у нижній частині ротора (на схемі не показаний) При цьому по пдромапстралям ротора у вказаних секторах почне протікати робоча рідина і виникає сила Корюліса, тоді сила, яка впливає на візок вздовж осі X )cosada +2 + 2Fsin«' 2 F sin a 8 0 (6) -f 2 ( F ~ F / ) s i n « 2 1 2 F s i n a , +2FsinG:., -2F, ' sin or, -f-2F." sin a, - 2 F s m « , 2 F / ( s i n a l -sin a , ) Або Fx = in a t - sin a 2 ) cos y, U) Де m - маса робочої рідини в пдромапстралях, що обертаються, сеісгора [Р1, ^ 2 ] однієї з половин ротора, v - швидкість протікання робочої рідини, ю - кутова швидкість обертання обох половин ротора, — — V У - кут між Fk та Fk (див фігЗ), а л а2. кути між силою F та віссю X, що відповідають граничним значенням кутового сектора , Р2] Можна показати, що (8) =р 1 +90° а 2 = р 2 + 9 0 ° Результат (7) справедливий для випадку, коли маси та швидкості обертання обох половин ротора однакові При різних швидкостях обертання і масах матиме місце рівність Fx Кут Ї^1'Ї2) постійний при постійних та збільшується при їх зростанні (9) ю та v , Таким чином, під впливом сили Fk Ф 0 візок почне рухатись рейками Для гальмування візка пдроклапани 10 закриваються, а 10а - відкриваються Вектор Fk пари цьому змінює напрям на протилежний, і візок гальмує Якщо запропонований двигун буде встановлений не на візок з заданим напрямком руху рейками (вздовж осі X), а на транспортний засіб, що вільно пересувається (наприклад, судно або космічний апарат), то як видно із (9), пересуванням транспортного засобу в просторі можна керувати, варіюючи кутові швидкості обертання нижньої 3 та верхньої 2 частин ротора Так, наприклад, при Ю 1 ~ Ю 2 розвертаючі моменти частин ротора компенсують один одного, і транспортний засіб рухається поступально, а при Ю 1 ф Ю 2 виникає розвертаючий момент, і транспортний засіб змінює своє положення у просторі Можливості орієнтації транспортного засобу в просторі (особливо це стосується космічних апаратів) значно розширюються при збільшенні КІЛЬКОСТІ двигунів, встановлених в різних частинах транспортного засобу (фіг 4) Крім того, можливості орієнтації можна розширити, встановивши двигуни на поворотних платформах, здатних змінювати площину обертання двигуна і тим самим змінювати напрям дії сили Fx (фіг 5) Незважаючи на те, що тут розглянуте обертання двигуна за допомогою електричних обмоток, також можливий привод і від інших відомих двигунів поршневих, турбовентиляторних, парових турбін та інших 51692 51692 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10