Магнітний двигун маг-8-а

Реферат: UA 69774 U UA 69774 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Магнітний двигун належить до аерокосмічної галузі. Він працює на принципі опори на зовнішнє магнітне поле, тобто на використанні сил, описаних в Законі Кулона. Аналогом йому є магнітний двигун Маг-8. Обидва ці двигуни майже однакові. У них одна і та ж конструкція металевого, немагнітного корпуса, в якому розміщене однакове обладнання. Різниця між ними тільки в тому, що у Маг-8-а надпровідні кільця-контури закріплені в корпусі нерухомо, а у Маг-8 вони рухомі. Тому у них і різний спосіб зняття електричного струму з працюючих контурів і різний спосіб поповнення їх охолоджувачем в роботі. А також, у них порізному подається електричний струм в надпровідні контурні соленоїди (або електромагніти). Тобто, вищевказані технічні позиції виконані в двигуні навпаки в порівнянні з його аналогом. А все інше обладнання і їх робота залишилася без зміни. Це зроблено для того, щоб ці два зовнішньо схожі двигуни, але частково конструктивно змінені, служили б альтернативою при прийнятті рішення, який двигун будувати для кращого виконання ним конкретно поставлених завдань. Задачею корисної моделі є вдосконалення двигуна шляхом спрощення зняття електричного струму з працюючих надпровідних кілець-контурів і пристрою для поповнення їх в роботі рідким азотом або гелієм під час роботи. А також, щоб була збережена безперервна робота кілецьконтурів як генератора електричного струму при різних маневрах несучими соленоїдами. Потужність і економічність, повинні залишатися такими, як і у його аналога. Поставлена задача вирішується тим, що магнітний двигун, який містить дві самостійні пари надпровідних кілець-контурів (Фіг.3 поз. 18 і 19; поз. 3 і 4, 6 і 7), закріплених нерухомо в його круглому, металевому, немагнітному корпусі - 12 на одній площині - одне над одним, і згідно з корисною моделлю додатково містить між зазначеними кільцями-контурами кожної пари металеве, немагнітне, просте, плоске, пустотіле кільце з отворами (Фіг.3 поз. 21; Фіг.7 поз. 21 і поз. 22), в яких закріплені нерухомо на однаковій відстані один від одного і в перпендикулярній площині до кожного із зазначених кілець-контурів надпровідні контурні соленоїди (або електромагніти) (Фіг.3 поз. 5; Фіг.8 поз. 5) циліндричної форми з магнітопідсилюючими стержнями, а електропривод містить головний - 2 і резервний - 14 електродвигуни з одним валом - 17, який з'єднаний з обома зазначеними металевими, простими кільцями - 21 з можливістю обертання їх в протилежних напрямках, а під нижньою площиною - 13 двигуна закріплені рухомо надпровідні несучі соленоїди - 11 конусної форми з магнітопідсилюючими стержнями і магнітний двигун відрізняється тим, що надпровідні кільця-контури, маючи однакові розміри і вагу, закріплені в корпусі двигуна нерухомо, а обидва металеві, немагнітні, прості кільця з'єднані з валом. В зв'язку з тим, що у двигуні кільця-контури кожної пари закріплені нерухомо, то тепер електричний струм з них знімається так, як і в звичайному генераторі. І при цьому, відпадає необхідність у будуванні складної системи для поповнення в роботі (або в польоті) (пустотілих) кілець-контурів рідким охолоджувачем. Але вона буде потрібна (вище вказана складна система) для поповнення рідким охолоджувачем двох металевих, простих, пустотілих кілець для охолодження вставлених в них контурних соленоїдів (або електромагнітів). (Поки відсутні високотемпературні надпровідні матеріали кільця-контури в магнітних двигунах для літальних апаратів - магнітопланів - повинні бути пустотілими для заповнення і поповнення їх в польоті охолоджувачем - рідким азотом або гелієм.) При різних маневрах надпровідними несучими соленоїдами обидві пари кілець-контурів будуть продовжувати працювати як генератор електричного струму. І його потужність і економічність будуть залишатися такими, як і у його аналога. Тобто він, споживаючи електричну енергію, буде також значну частину її віддавати назад в електромережу. Цим знижується навантаження на блок живлення, що сприяє строку його роботи без ремонту. А одночасне обертання простих, металевих кілець кожної пари в протилежних напрямках буде гасити реактивно-обертовий рух його корпусу. Тому цей двигун можна встановлювати в літальному апараті і в одному екземплярі. Таким чином у магнітному двигуні Маг-8-а і у його аналога технічні показники приблизно рівні, але вони мають вищевказані особливості, які дають можливість робити певні висновки при виборі проекту для будування одного із зазначених двигунів. Такі двигуни можна будувати різних розмірів і несучій потужності. Вони можуть містити від 6 до 10 і більше соленоїдів, але число їх завжди повинно бути парним і встановлюються вони на однаковій відстані один від одного. Розміри Маг-8-а залежать від розмірів його корпуса і кілець-контурів. Але будувати такі двигуни діаметром більше 24 м, недоцільно, тому що буде велике навантаження на опорні підшипники, вал і корпус. Було б доцільно ці двигуни будувати розміром приблизно від 2-10 метрів. 1 UA 69774 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Маг-8-а - це перспективна техніка, тому що вона розрахована на використанні в його головних вузлах високотемпературних надпровідних матеріалів, які на думку спеціалістів повинні з'явитися протягом 2015-2020 pp. Але цю технічну задачу можна вирішити і тепер шляхом охолодження несучих вузлів двигуна рідким азотом або гелієм. Магнітний двигун Маг-8-а показаний на двох листах на схематичних кресленнях. На Фіг.1 поз. 1 - схематично показано загальний вигляд конструкції літального апарата – магнітоплана, на якому можуть бути встановлені магнітні двигуни Маг-8-а. На Фіг.2 - схематично показано магнітний двигун в зборці (на схемі його корпус повністю не показаний) з головним електродвигуном - 2 і його валом - 17, двома парами кілець-контурів 3 і 4, 6 і 7, які закріплені в корпусі нерухомо (на схемі це закріплення не показане), з двома металевими немагнітними простими плоскими кільцями - 21, надпровідними контурними соленоїдами (або електромагнітами) - 5 з магнітопідсилюючими стержнями, які закріплені на вказаних металевих простих кільцях нерухомо, на однаковій відстані один від одного і в перпендикулярній площині до обох кілець-контурів в кожній парі. Пунктом 8 і пунктирними лініями під цим же номером на кільці-контурі - 7 показані розрізи в кільцях-контурах, тобто, кожне із чотирьох кілець-контурів має один розріз і в кожній їх парі ці розрізи знаходяться один відносно одного через 180 градусів. А на валу обидві пари кілець-контурів зсунуті (повернуті) одна відносно одної на 90 градусів; з відсіком - 9, в якому встановлений резервний електродвигун (тут він не показаний), з надпровідними несучими соленоїдами - 11 конусної форми, магнітопідсилюючими стержнями, отворами - 10 для несучих соленоїдів і нижньою площиною - 13 двигуна (вона є частиною корпуса двигуна). На Фіг.3 - схематично показано металевий немагнітний корпус - 12 двигуна з розміщеним в ньому обладнанням: з головним електродвигуном - 2, двома парами кілець-контурів (поз. 18, 19 і поз. 3 і 4, 6 і 7), двома металевими немагнітними, простими, плоским кільцями - 21, з надпровідними контурними соленоїдами (або електромагнітами) - 5 з магнітопідсилюючими стержнями, відсіком - 9 для резервного електродвигуна - 14, валом - 17, на якому закріплені нерухомо металеві прості кільця і він проходить через увесь корпус - 12 двигуна і його кінець закріплений у опорному підшипнику - 20, який знаходиться зверху в центрі нижньої площині - 13 двигуна, а знизу цієї площини закріплені рівномірно і рухомо надпровідні несучі соленоїди - 11 конусної форми з магнітопідсилюючими стержнями. На Фіг.4 - схематично показано магнітний двигун зверху: з нижньою площиною - 13 двигуна, чотирма отворами - 10 для надпровідних несучих соленоїдів, з надпровідним кільцем-контуром - 7 (воно, як і всі інші кільця-контури, які знаходяться під ним, закріплено в корпусі двигуна нерухомо) і з розрізом - 8 в ньому, а пунктирними лініями на ньому показані розрізи у надпровідних кільцях-контурах, які знаходяться під ним (тут вони не показані) і головним електродвигуном - 2. На Фіг.5 - схематично показано розрізи - 8 в обох парах кілець - контурів - 3 і 4, 6 і 7 і що ці розрізи в кожній їх парі знаходяться один відносно одного через 180 градусів і обидві зазначені пари кілець - контурів здвигнуті (повернуті) на валу - 17 одна відносно одної на 90 градусів. На Фіг.6 - схематично показано кріплення надпровідного несучого соленоїда - 11 за допомогою двох рухомих кілець - 15 і 16. На Фіг.7 - схематично показано металеве, немагнітне, просте, плоске пустотіле кільце - 21 з отворами - 22 для надпровідних несучих соленоїдів (або електромагнітів); через отвір - 23 проходить вал головного електродвигуна, на якому це кільце кріпиться нерухомо. На Фіг.8 - схематично показано металеве, немагнітне, просте кільце -21 з вставленими в ньому надпровідними контурними соленоїдами (або електромагнітами) - 5. Магнітний двигун містить металевий немагнітний корпус - 12 двигуна з розміщеним на ньому обладнанням: головним електродвигуном - 2, двома парами - 18 і 19 надпровідних кілецьконтурів - 3; 4, 6 і 7 (Фіг.3), які закріплені в корпусі двигуна нерухомо, з двома металевими, немагнітними, простими, пустотілими кільцями - 21 (Фіг.3 і Фіг.7) з закріпленими у них нерухомо надпровідними контурними соленоїдами (або електромагнітами) - 5 циліндричної форми (Фіг.3 і 8) з магнітопідсилюючими стержнями, з відсіком - 9 для резервного електродвигуна - 14, валом 17, на якому закріплені нерухомо обидва металеві, прості кільця (Фіг.3 і Фіг.7) і він проходить через увесь корпус - 12 двигуна і його кінець закріплений в опорному підшипнику - 20, який знаходиться зверху в центрі нижньої площини - 13 двигуна. А знизу цієї площини закріплені рухомо і рівномірно надпровідні несучі соленоїди - 11 конусної форми з магнітопідсилюючими стержнями. Двигун працює так. Для того, щоб визначити технічний результат двигуна з чотирма несучими соленоїдами його треба запустити в роботу. 2 UA 69774 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Перед цим, умовно проведемо через його центр лінію так, щоб вона поділила його рівно на дві частини. Умовно назвемо цю лінію - діаметральною, а її кінці: один - передньою частиною двигуна, а другий кінець - задньою (кормовою) частиною двигуна. Потім повернемо двигун так, щоб його діаметральна лінія по компасу була, наприклад, направлена на Північ, а протилежною стороною на Південь, тобто, по напрямку магнітного поля Землі. Після установки двигуна по вказаному напрямку, тобто, Північ-Південь, його несучі соленоїди передньої і задньої сторони відхиляємо від вертикалі в сторони до 45 градусів, а потім соленоїди передньої сторони під тим же кутом подаємо на 45 градусів вперед (на Північ), а соленоїди задньої сторони під тим же кутом подаємо назад (на Південь). Це буде означати, що магнітний двигун готовий до запуску в роботу (або зайняв стартове положення). (В літальному апараті - магнітоплані - підготовча робота до запуску двигуна виконується дуже швидко - поворотом несучих соленоїдів з певним кутом нахилу їх відносно його нижньої площини - по компасу у відповідну сторону і старт). Тепер в його головний електродвигун - 2, надпровідні контурні соленоїди (або електромагніти) - 5 і надпровідні несучі соленоїди - 11 подаємо електричний струм. Він приводить в рух головний електродвигун (а ротор резервного електродвигуна при цьому знаходиться в холостому обертанні), а у контурних (або електромагнітах) і несучих соленоїдах збурилося магнітне поле. При цьому, в несучі соленоїди електричний струм подається так, щоб з передньої сторони двигуна в них збурювалося магнітне поле північної полярності, а з задньої сторони - південної полярності. Тобто, щоб з обох сторін двигуна магнітне поле було б одного напрямку відносно магнітного поля Землі. Відомо, що при взаємодії магнітних полів одного напрямку відбувається відштовхування одного від другого. Задіяний головний електродвигун - 2 своїм валом - 17 надає оберти в протилежних напрямках обом металевим простим кільцям - 21, на яких закріплені надпровідні контурні соленоїди або електромагніти - 5, і це гасить реактивно-обертовий рух корпуса двигуна. При обертанні цих металевих простих кілець надпровідні кільця-контури, які закріплені в корпусі двигуна - 12 нерухомо, будуть перетинатись в перпендикулярній площині надмогутніми потоками магнітної індукції контурних соленоїдів (або електромагнітів) - 5, які виходять з обох їх кінців. І в них (в нерухомих контурах - 3 і 4, 6 і 7) виникає електрорушійна сила, і її напруга може досягати великих значень. Тобто, ці нерухомі надпровідні кільця-контури працюють як потужний генератор електричного струму. Цей електричний струм знімається з розрізаних з однієї сторони нерухомих кілець-контурів, як і у звичайному генераторі. Але головна задача обох пар кілець-контурів - 3 і 4, 6 і 7 не виробництво електроенергії (це їх допоміжна функція), а створення разом з контурними (або електромагнітами) - 5 і несучими соленоїдами - 11 магнітного поля, здатного послабити дію земної гравітації на корпус двигуна (а також і на корпус літального апарата, якщо цей двигун встановлений в ньому). Разом з цим, витікаючи з надпровідних несучих соленоїдів - 11, потоки магнітної індукції взаємодіють з магнітним полем Землі, що приводить до виникнення сили, яка діє на корпус двигуна під кутом 45 градусів з обох його сторін. При цьому результуюча сила направлена уверх. І вона буде наростати при збільшенні електричного струму в несучих вузлах двигуна. Цю силу можна виміряти і визначити скільки електроенергії на неї витрачено і скільки її повернено назад в електромережу. Обертання зазначених металевих простих кілець навколо своєї осі сприяє виникненню гіроскопічного моменту. Тому в літальному апараті вони як гіроскоп будуть постійно утримувати його в горизонтальному положенні. Генератори від магнітного двигуна Маг-8-а можна окремо використовувати і в промисловості, наприклад на електростанціях, і як вітрогенератор і т.д. При цьому, такі генератори можуть бути різних розмірів і потужності. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Магнітний двигун для магнітоплана, який містить дві самостійні пари (пустотілих) надпровідних кілець-контурів, закріплених нерухомо в його круглому, металевому, немагнітному корпусі на одній площині - одне над одним, який відрізняється тим, що додатково містить між зазначеними кільцями-контурами кожної пари металеве, немагнітне, просте, плоске, пустотіле кільце з отворами, в яких закріплені нерухомо на однаковій відстані один від одного і в перпендикулярній площині до кожного із зазначених кілець-контурів надпровідні контурні соленоїди (або електромагніти) циліндричної форми з магнітопідсилюючими стержнями, а 3 UA 69774 U 5 електропривод містить головний і резервний електродвигуни з одним валом, який з'єднаний з обома зазначеними металевими, простими кільцями з можливістю обертання їх в протилежних напрямках, а під нижньою площиною двигуна закріплені рухомо надпровідні несучі соленоїди конусної форми з магнітопідсилюючими стержнями. 2. Магнітний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що надпровідні кільця-контури, маючи однакові розміри і вагу, закріплені в корпусі двигуна нерухомо, а обидва металеві, немагнітні, прості кільця з'єднані з валом. 4 UA 69774 U 5 UA 69774 U Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6