Квантовий генератор

1. Квантовий генератор, що містить випромінювальний засіб та джерело накачки, який відрізняється тим, що він обладнаний засобами для подання позитивних та негативних кулонівських зарядів з оточуючого середовища, акумулятором та двигуном, при цьому акумулятор 1 виконаний у вигляді двох ємностей 6, 7 з високоомного діелектричного матеріалу, заряджених статичною електрикою, перша - зарядами одного знака, а друга зарядами другого знака, та обладнаний двома конденсаторами С1, С2, одна з обкладок кожного з яких, внутрішня 8, 9 розташована усередині відповідної ємності акумулятора, а друга обкладка, зовнішня 10, 11 - зовні ємності, та засобом 13 для нейтралізації зарядів у вигляді колби з інертним газом, усередині якої встановлені паралельно та напроти одна одної дві металеві пластинки 12, одна з яких сполучена з однією із згаданих зовнішніх конденсаторних обкладок, друга пластинка сполучена з другою зовнішньою конденсаторною обкладкою, а другий кінець кожної із зовнішніх конденсаторних обкладок електрично сполучений із засобом 16 або 17 для подання на неї з оточуючого середовища статичних електричних зарядів відповідного знака, виконаним, наприклад, у вигляді заземлення, двигун 18 містить статор 19 у вигляді порожнистого циліндра з діелектричного матеріалу, у бічну стінку якого вмонтований металевий провідник у вигляді спіралі 20, один кінець якої електрично приєднаний до засобу 16 для подання на неї з оточуючого середовища статичних електричних зарядів другого знака, а другий кінець якої сполучений з першою зі згаданих зовнішніх конденсаторних обкладок 10, та якір 22, виконаний у вигляді зарядженого статичною електрикою першого знака порожнистого циліндра, встановленого усередині статора 19, концентрично йому, з можливістю обертання на їх спільному валу, джерело накачки 3 виконане у вигляді встановлених на вихідному валу двигуна 18 одна напроти одної 2 (19) 1 3 18540 4 4. Квантовий генератор за п.1, який відрізняється 6. Квантовий генератор за п.1, який відрізняється тим, що обертові ємності 25, 26 джерела накачки тим, що ємності 6, 7 акумулятора 1 з статичною встановлені з можливістю пересування в осьовому електрикою встановлені з можливістю регулюваннапрямку відносно стаціонарних ємностей 27, 28. ня відстані між протилежними внутрішньою 8, 9 та 5. Квантовий генератор за п.1, який відрізняється зовнішньою 10, 11 обкладками згаданих конденсатим, що обертові ємності 25, 26 джерела накачки торів. 7. Квантовий генератор за п.1, який відрізняється виконані у вигляді півциліндрів, що примикають один до одного пласкими бічними гранями, а статим, що колба засобу 13 для нейтралізації зарядів ціонарні ємності 27, 28 джерела накачки виконані у виконана з прозорого або напівпрозорого матерівигляді півтороїдів, що примикають один до одного алу. пласкими гранями. Корисна модель відноситься до засобів для перетворення одних видів енергії в інші і може знайти широке застосування в авіації, космонавтиці, системах ПВО, медицині та інших галузях людської діяльності. Квантові генератори, зокрема, лазери та мазери, знайшли широке застосування у різних галузях. Найближчим до запропонованого за кількістю спільних ознак і прийнятим за прототип є імпульсно-періодичний газовий лазер за [RU 2173497 С1, H01S 3/22, 3/085, публ. 09.10.2001р.]. Він містить джерело накачки та випромінювальний засіб з двома дзеркалами резонатора та двома керувальними електродами. Дзеркала встановлені одне напроти одного перпендикулярно осі розрядної камери, а електроди розміщені паралельно її осі, також один напроти одного. Керування здійснюється генератором та блоком затримки. Пристрій споряджений аналізатором енерговнеску. Блок затримки та аналізатор з'єднані з джерелом накачки та з генератором. Генератор з'єднаний із дзеркалами резонатора, які розміщені на струмопровідних підкладках. Генератор призначений для дослідів поширення потужного лазерного випромінювання в атмосфері. Недоліками згаданого лазера, як і інших квантових генераторів, є незначний ККД (по різним даним ККД лазерів не перевищує 1%) та висока коштовність використовуваної з електромережі електроенергії. Задачею корисної моделі є створення квантового генератора, в якому, за рахунок змін у конструкції його складових та зв'язків між ними, а, також, введення нових складових, здійснюється таке перетворення одного виду енергії в інший, при якому набута можливість в найбільшій мірі використати енергію навколишнього простору, а втрати енергії, необхідної для функціонування квантового генератора, звести до мінімуму. Тим самим ККД квантового генератора може бути підвищений до значення, близького до 100%, а коштовність енергії, що їм випрацьовується, зменшена на багато порядків. Для вирішення поставленої задачі квантовий генератор, що містить випромінювальний засіб та джерело накачки, відповідно до корисної моделі споряджено засобами для подання позитивних та негативних кулонівських зарядів з оточуючого середовища, акумулятором те двигуном, при цьому: акумулятор виконаний у вигляді двох ємнос тей з високоомного діелектричного матеріалу, заряджених статичною електрикою, перша - зарядами одного знаку, а друга - зарядами другого знаку, та споряджений двома конденсаторами, одна з обкладок кожного з яких, внутрішня, розташована у середині відповідної ємності акумулятора, а друга обкладка, зовнішня, - зовні ємності, та засобом для нейтралізації зарядів у вигляді колби з інертним газом, у середині якої встановлені паралельно та напроти одна одної дві металеві пластинки, одна з яких сполучена з однією із згаданих зовнішніх конденсаторних обкладок, друга пластинка сполучена з другою зовнішньою конденсаторною обкладкою, а другий кінець кожної зовнішньої конденсаторної обкладки електричне сполучений із засобом для подання на неї з оточуючого середовища статичних електричних зарядів відповідного знаку, виконаним, наприклад, у вигляді заземлення; двигун містить статор у вигляді порожнистого циліндра з діелектричного матеріалу, у бічну стінку якого вмонтований металевий провідник у вигляді спіралі, один кінець якої електричне приєднаний до засобу для подання на неї з оточуючого середовища статичних електричних зарядів другого знаку, а другий кінець якої сполучений з першою із згаданих зовнішніх конденсаторних обкладок, та якір, виконаний у вигляді зарядженого статичною електрикою першого знаку порожнистого циліндра, встановленого у середині статора, концентричне йому, з можливістю обертання на валу; джерело накачки виконано у вигляді встановлених на вихідному валу двигуна, одна напроти одної, щонайменше, двох обертових ємностей з високоомного діелектричного матеріалу, заряджених статичною електрикою, перша - позитивними, а друга - негативними кулонівськими зарядами, а поруч з цими ємностями встановлено, щонайменше, дві стаціонарні ємності з високоомного діелектричного матеріалу, заряджені статичною електрикою, а випромінювальний засіб споряджений камерою, виконаною у вигляді прямого порожнистого циліндра з високоомного діелектричного матеріалу, одна з основ якого виконана з діелектричне прозорого матеріалу, а в бічній стінці камери, в зоні кожної з її основ, виконано по отвору, кожний з яких сполучений каналом, виконаним з високоомного діелектричного матеріалу, з однією зі стаціонарних ємностей джерела накачки. 5 18540 6 В такій конструкції здійснюється неодноразове відним керувальним конденсаторним електродом, перетворення енергії: в двигуні енергія кулонівсьз внутрішнього боку, при цьому дзеркало та конких зарядів оточуючого середовища та зарядів, денсаторний електрод, встановлені в зоні основи з попередньо акумульованих в ємностях акумулятодіелектричне прозорого матеріалу, виконані з мора, перетворюється в механічну енергію ротора, жливістю їх повертання у положення, при якому яка при взаємодії обертових та стаціонарної ємновони не перекривають торця камери, та механізстей джерела накачки сприяє утворенню спрямомом для такого повертання. ваного руху статичних зарядів по кільцю через При закритому положенні поворотного дзеркакамеру випромінювального засобу. З обертанням ла, за рахунок багатократної зміни знаків на керувалу двигуна на 180° напрямок руху зарядів змівальних електродах, потужність високочастотного нюється на протилежний. Завдяки індукції поза електромагнітного поля, яка поєднується з статичдіелектричне прозорою кришкою з'являються куною енергією кулонівських зарядів, у багато разів лонівські заряди протилежного знаку, в результаті збільшується, у порівнянні з попередньою модифічого в напрямку продовження осі камери утворюкацією. При короткочасному відкриванні дзеркала, ється промінь, потужність якого може бути надвиз урахуванням прозорості основи камери, енергія сокою. Суттєве значення має те, що всі ці переховипромінюється у вигляді променя. Миттєво поле ди одного виду енергії в іншій мають таку природу, у середині камери відтворюється за її основою. при якій втрати енергії майже відсутні. АкумульоУтворене таким чином електромагнітне поле харавана попередньо енергія кулонівських зарядів є ктеризується надвеликими частотою та потужніснеобхідною для запуску пристрою та підтримання тю, завдяки чому така модифікація пристрою може його в дії. Все це забезпечує можливість підвищизастосовуватися як променева зброя, здатна діяти ти ККД пристрою, до значення, близького до 100%, на великих відстанях. при цьому пристрій може функціонувати, фактичДля розширення діапазону регулювань оберно, необмежене довгий час, завдяки чому коштовтальні ємності джерела накачки встановлені з моність випрацьовуваної енергії зменшується на бажливістю пересування в осьовому напрямку відногато порядків. сно стаціонарних ємностей. Для розширення функціональних можливостей Конструктивно доцільно обертальні ємності запропонованого пристрою він додатково споряджерела накачки виконати у вигляді напівциліндджений генератором струму, вал якого приводитьрів, що примикають один до одного пласкими бічся від згаданого двигуна, контуром незгасаючих ними гранями, а стаціонарні ємності засобу накачвисокочастотних коливань, який включає конденки виконати у вигляді напівтороїдів, що сатор перемінної ємності та індуктивну ємність, а примикають один до одного пласкими гранями. напруга на який подається від згаданого генератоТакож, для розширення діапазону регулювань, ру струму, та керувальним конденсаторним електємності акумулятора з статичною електрикою дородом, приєднаним до контуру незгасаючих висоцільно встановити з можливістю регулювання відкочастотних коливань та встановленим у камері стані між протилежними внутрішньою та зовнішвипромінювального засобу, перпендикулярно її ньою обкладками згаданих конденсаторів. осі, в зоні, протилежній основі з діелектричне проДля підвищення зручності користування колба зорого матеріалу. засобу для нейтралізації зарядів виконана з проПослідовне перетворення одного виду енергії зорого або напівпрозорого матеріалу. в другий продовжується і в охарактеризованій виКорисна модель пояснюється кресленнями, ще модифікації пристрою: в генераторі струму де на: механічна енергія двигуна перетворюється в генеФіг.1 показана структурна схема квантового раторі в електричну, а електрична енергія генерагенератора; тора - в електромагнітну енергію коливального Фіг.2 - схематичне зображення поперечного контуру, яка в камері випромінювального засобу перерізу двигуна; поєднується з статичною енергією кулонівських Фіг.3 пояснюється, як здійснюється заряджензарядів, з утворенням високочастотного електроня статичною електрикою ємностей акумулятора, магнітного поля у середині камери, та, за індукцігенераторно-двигунної установки та джерела наєю, поза камерою. Внаслідок того, що зміна спрякачки; мованості поля поза камерою відстає від зміни Фіг.4 пояснюється принцип дії двигуна; спрямованості поля усередині, ці поля відштовхуФіг.5 - схематичне зображення випромінюваються одне від одного. За рахунок такої взаємодії льного засобу в положенні, коли поворотне дзерцих полів така модифікація пристрою може бути кало не перекриває торця камери. застосованою при створенні апаратів для пересуКвантовий генератор складається з таких говань з світловою та над світловою швидкістю в ловних частин: акумулятор 1, генераторнокосмічному просторі. двигунна установка 2, джерело накачки 3, контур 4 Для подальшого розширення функціональних високочастотних незгасаючих коливань та випроможливостей камера випромінювального засобу мінювальний засіб 5. Акумулятор 1 містить дві споряджена другим керувальним конденсаторним циліндричні ємності 6, 7, виготовлені з конструктиелектродом, приєднаним до контуру незгасаючих вного високоомного матеріалу. Вони розташовані високочастотних коливань та встановленим перодна напроти одної, із зсувом по горизонталі, як пендикулярно її осі, в зоні основи з діелектричне показано на Фіг.1, або по вертикалі (не показано). прозорого матеріалу, двома встановленими одно У середині ємностей знаходяться заряди статичнапроти одного дзеркалами, кожне з яких розміної електрики (кулонівські заряди) протилежних щено перпендикулярно осі камери, поряд з відпознаків, наприклад, у ємності 6 - із знаком "-", у єм 7 18540 8 ності 7 - із знаком "+". Також у середині цих ємносціонарні ємності - у вигляді напівтороїдів, що притей, біля їх основ, що обернуті одна до одної, микають один до одного пласкими гранями та оховстановлені внутрішні обкладки 8, 9 конденсаторів плюють із зазором обертові ємності. С1 та C2. Їх протилежні зовнішні обкладки, відповіОсновною частиною випромінювального засодно, 10, 11 встановлені зовні цих ємностей - тербу 5 є камера 29, виконана у вигляді прямого цилімозапаяні у корпус акумулятора 1. Для можливості ндра, з основами 30, 31. Ліва, на Фіг.1 та 5, основа регулювання ємностей конденсаторів С1, C2 ємно31 виконана з надпрозорого, надміцного, термоссті 6, 7 встановлені з можливістю регулювання тійкого діелектричного матеріалу, здатного, праквідстані між протилежними парами обкладок 8 та тично, не розсіювати проміння. В кожному з торців 10, та 9 та 11 (стрілки А. Пристрій для такого пекамери 29 встановлено по керувальному конденресування не показаний). саторному електроду 32 та 33, а з внутрішнього До кінців зовнішніх обкладок 10, 11 припаяні боку цих електродів - по дзеркалу 34 та 35. В прана невеликій відстані одна від одної та паралельно вому торці камери дзеркало 34 разом з електроодна одній невеликі металеві пластинки 12, встадом 32 вмонтовані в основу 30. В лівому торці кановлені у середині колби з інертним газом. Ця комери дзеркало 35 разом з електродом 33 лба з пластинками 12 уявляє собою нейтралізатор розташовані зовні основи 31 і встановлені поворо13 зарядів статичної електрики, які надходять до тно, таким чином, щоб в одному з положень вони зовнішніх конденсаторних обкладок 10, 11 через розміщувались поряд з основою 31 та перекривапроводи, відповідно, 14 та 15 та засоби 16 та 17, ли лівий торець камери (див. Фіг.1), а в другому наприклад, у вигляді заземлень, від джерел, відположенні, показаному на Фіг.5, - були повернуті повідно, позитивної статичної та негативної електна 90° та не перекривали його (механізм поверрики. тання дзеркала 35 разом з електродом 33 не покаГенераторно-двигунна установка 2 містить заний). безвитковий двигун 18, статор 19 якого уявляє Обидва електроди 32, 33 приєднані до колисобою порожнистий циліндр з високоомного діелевального контуру 4: електрод 32 -безпосередньо, ктричного матеріалу, в бічну стінку якого вмонтоелектрод 33 - через ключ К2; разом з іншими елевана металева спіраль 20. Один з кінців спіралі 20 ментами коливального контуру вони утворюють сполучений з проводом 14, а другий, через провід генератор високочастотних незатухаючих коли21, - з обкладкою 10 акумулятора. Якір 22 двигуна вань (не позначений). Каналами 36, 37 порожнина виконаний у вигляді зарядженого негативною стакамери сполучена з ємностями 27, 28. Канал 36 тичною електрикою порожнистого циліндра, виговведений в отвір циліндричної стінки камери 29 в товленого з високоомного діелектричного матерізоні правої основи, а канал 37 - в зоні її лівої осноалу та закріпленого на валу (не позначений) у ви камери (отвори не позначені). Як і ємності середині статора 19, концентричне йому. Знаки 25...28, камера 29 та канали 36, 37 виготовлені з зарядів у спіралі 20 та у середині якоря мають високоомного діелектричного матеріалу. бути протилежними. Конструктивно якір 22 доцільДля підвищення ефективності доцільно камеру но виконати складаним з секцій 23, що утворені 29 розмістити у середині ємності з охолодженою встановленими усередині перегородками (не позсередою, наприклад, з охолодженим електроліначені) з діелектричного матеріалу і примикають том. одна до одної як в осьовому, так і в радіальному Підготовка до роботи напрямках (див. Фіг.2). Зарядження ємностей 6, 7 внутрішніх конденВал (не позначений) двигуна 18 через редуксаторних обкладок 6, 7 акумулятора 1 зарядами тор підвищення обертів (не показаний) з'єднаний з відповідного знаку здійснюють від великої електвхідним валом (не позначений) звичайного генерофорної машини (генератор Ван де Граафа) чератора струму 24, до якого через реостат R1 та рез діод 38 та провідники 39, (див. Фіг.3), здатні ключ Κ1 під'єднаний контур 4 високочастотних невитримати велику силу струму. Після зарядження згасаючих коливань, з конденсатором перемінної закривають термозапаянням отвір 40, необхідний ємності С3, котушкою індуктивності L та ключом К2. для зарядження. Подібним чином здійснюють заРеостатом R1 регулюється величина току, що від рядження статичними зарядами якоря 22 та ємногенератора 24 надходить до контуру 4. стей 25...28 генераторно-двигунної установки 2 та Також на валу двигуна, з другого його боку, ємностей 25...28 джерела накачки 3. Термозапаювстановлені заряджені статичною електрикою різвання застосовують також при установці пластин них знаків обертові ємності 25, 26, поруч з якими 8, 9 в ємності 6, 7, відповідно, пластин 12 в колбу розміщені стаціонарні ємності 27, 28, заряджені нейтралізатора 13, обкладок 10, 11, проводів 14, статичною електрикою одного знаку. Наприклад, 15 та спіралі 20 в корпус пристрою. ємність 25 заряджена негативними знаками, а ємРобота пристрою ності 26, 27 та 28 - позитивними знаками. ПередПісля встановлення всіх заряджених ємностей бачена можливість пересування обертових ємноста здійснення підключень, на зовнішніх обкладках тей 25, 26 в горизонтальному напрямку відносно 10, 11 конденсаторів С1, С2 за індукцією від їх внуємностей 27, 28 (стрілки Б) для регулювання ветрішніх обкладок 8, 9 наводяться заряди, що руличини площини поверхонь, по яким здійснюється хаються по стрілках В від засобів 16, 17 до пласіндукція між обертовими та стаціонарними ємностинок 12 нейтралізатора 13. В нейтралізаторі тями (пристрій для такого пересування не показарізнойменні заряди зустрічаються та нейтралізуний). Конструктивно доцільно обертові ємності ються, на їх місце від засобів 16, 17 надходять нові виконати у вигляді напівциліндрів, що примикають заряди, до чого їх стимулює індукція, яка залишаодин до одного пласкими бічними гранями, а стається постійною між пластинами конденсаторів С1 9 18540 10 та С2. Все це призводить до безперебійного руху зімкненим, а дзеркало 35 з електродом 33 у відкзарядів в зазначених напрямках. ритому положенні, від генератора 24 напруга надПри проходженні позитивних зарядів через ходить в коливальний контур 4, а високочастотні спіраль 20 відбувається їх взаємодія з негативнинезатухаючі коливання від контуру 4 надходять на ми зарядами, якими був попередньо заряджений електрод 32. Енергія цих коливань в камері 29 якір 22. Уявлення про те, як відбувається ця взаєпоєднується з енергією кулонівських зарядів, що модія, дає відображений на Фіг.4, відомий з шкільциркулюють через камеру на шляху від ємності ної фізики дослід: підвішена на нитці 41 скляна, 27,28 джерела накачки 3 та у зворотному напрямнаелектризована негативною електрикою, паличка ку. В результаті утворюється високочастотне елек42 притягується наелектризованою позитивною тромагнітне поле у середині камери 29, та, за індуелектрикою ебонітовою паличкою 43. Якщо паличкцією, високочастотне електромагнітне поле 45 ку 43 обертати по колу, також обертається по колу, поза камерою. Як згадано вище, внаслідок того, за стрілкою Г [О.В. Пьоришкін. Курс фізики. Частищо зміна спрямованості поля поза камерою відсна 3. Підручник за середню школу. - Київ: Радянтає від зміни спрямованості поля усередині, ці поська школа, 1970. - C.6. - Рис.2]. У запропоноваля відштовхуються одне від одного. За рахунок ному пристрої скляна паличка - це якір 22, а такої взаємодії цих полів модифікація пристрою ебонітова паличка, якою здійснюють колові рухи, при вказаних включеннях (ключ Κ1 увімкнений, рух кулонівських зарядів у статорі. Таким же чиключ К2 - розімкнений) може бути застосованою як ном, у результаті взаємодії різнойменних зарядів у двигун при створенні апаратів для пересувань з спіралі 20, що знаходяться в постійному русі у насвітловою та надсвітловою швидкістю в космічнопрямку від засобу 16 до обкладки 10 конденсатора му просторі. С1, та у внутрішньому просторі якоря 22, останній Якщо увімкнути обидва ключі. Κ1 та К2, високообертається. Величина сили взаємодії цих зарядів частотні незатухаючі коливання від контуру 4 надзбільшується завдяки секційованій конструкції ходять на обидва керувальні електроди, 32 та 33. якоря: перегородки між секціями 23 не дають можПри закритому положенні поворотного дзеркаливості негативним зарядам скупчуватись біля ла 35, за рахунок багатократної зміни знаків на подовжньої осі якоря і примушують їх рухатися керувальних електродах, в камері 29 в напрямку вздовж його периферії, ближче до позитивних застрілок Е здійснюється формування та накачка рядів, що рухаються по спіралі 20. високочастотного електромагнітного поля. Його Від якоря 22 обертаються ємності 25, 26, а енергія поєднується з енергією поля кулонівських статичні заряди, що знаходяться всередині, взаєзарядів, що циркулюють через камеру 29 та ємномодіють із зарядами в середині стаціонарних ємсті 27, 28. При короткочасному відкриванні дзерканостей 27, 28. В положенні, показаному на Фіг.1, ла, завдяки прозорості кришки 31, енергія випропозитивні заряди в ємності 28 відштовхуються від мінюється у вигляді променя. Миттєво поле у однойменних зарядів в ємності 26 і по каналу 37 середині камери відтворюється за кришкою. Як опиняються в камері 29, з якої вони рухаються в було згадано, утворене таким чином електромагніємність 27, яка знаходиться поряд з ємністю 25 з тне поле 46 характеризується надвеликими частонегативними зарядами (на Фіг.1 напрямок руху тою та потужністю, завдяки чому така модифікація зарядів у цю мить позначенийстрілками Д). У напристрою може застосовуватися як променева ступний момент ємності 25 та 26 поміняються місзброя, здатна діяти на великих відстанях. цями, і напрямок руху зарядів через камеру 29 Параметри створюваних полів регулюються зміниться на протилежний, після чого напрямок величинами ємностей С1, С2 та С3, індуктивності L, руху зарядів знову зміниться на протилежний і т.д. величиною опору реостату R1 та відносним полоЯк вже згадувалось, величина струму в камері 29 женням обертових та стаціонарних ємносможе регулюватись положенням ємностей 25, 26 тей 25...28. відносно ємностей 27, 28, від якого залежить сила Із згаданого ясно, що надійна робота запропоіндукції між ними. В результаті взаємодії зарядів у нованого пристрою може бути забезпеченою за середині утворюється іонізоване знакоперемінне умови попередження витоку кулонівських зарядів поле та, як наслідок, надпотужний промінь 44 в із ємностей 6, 7, 22, 25...29 в оточуюче середовинапрямку продовження осі камери 29. Такому фунще, а також за умови надійного, без втрати, підвекціонуванню пристрою відповідають розімкнені дення зарядів від засобів 16, 17 до нейтралізатора положення ключів Κ1 та К2 та відкрите (повернуте 13. З оточуючим середовищем взаємодіють тільки на 90°, як на Фіг.5) положення дзеркала 35 з елекзасоби 16, 17. Всі інші провідні елементи мають тродом 33. бути надійно, в тому числі, як вже згадувалось Якщо ключ Κ1 увімкнути, ключ К2 тримати ротермозапаянням, надійно ізольовані. 11 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 18540 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601