Замкнутый цикл движения рабочего тела для теплового ракетного двигателя (стр. 4 )

  Итак, имеем баллон, в котором есть технический вакуум для обычного вещества, а при движении свободного газового потока (истекшего из камеры нагрева) нет никакого взаимодействия со стенкой баллона. При этом одновременно внутри баллона происходит движение газового потока и по физическому вакууму с излучением тепловой энергии (на участке излучения). Иначе - ДАЖЕ НАХОДЯСЬ ВНУТРИ БАЛЛОНА, ГАЗОВЫЙ ПОТОК ИЗ КАМЕРЫ ИСТЕКАЕТ ВО ВНЕШНЮЮ СРЕДУ -- ФИЗИЧЕСКИЙ ВАКУУМ. Поэтому для процессов взаимодействия этого потока с внешней средой не имеет никакого значения наличие  или отсутствие стенок баллона. И при движении потока происходит переход тепловой энергии молекул обычного вещества (потока газа) в другой вид энергии - электромагнитное излучение, которое полностью удаляется из объема баллона. При этом свободное движение потока газа внутри баллона без какого-либо взаимодействия со стенками исключает передачу импульса потока стенкам баллона. Таким образом, имеем излучающий поток газа и быстрое падение его температуры с уменьшением импульса газового потока (и это реальный физический и технический факт), с появлением разницы импульсов (JГ - JХ) горячего и холодного сгустка газа после прохождения участка излучения.

  7.2. После прохождения участка излучения холодный свободный поток газа попадает в систему сбора газа выполненную в виде трубы и расположенную в дне баллона. При этом диаметр входного отверстия обязательно превышает диаметр холодного потока газа. Сама труба имеет, например, коническую форму, основание которой - у дна баллона, и постепенно уменьшается в вершине конуса, где и соединяется с обычной изогнутой цилиндрической трубой (тоже узел систему сбора), которая соединена другим концом к входному отверстию камеры нагрева (с клапаном или другими устройствами). Таким образом, эта система сбора газа - аналог воздухозаборника ПВРД (прямоточный воздушно-реактивный двигатель), весьма изогнутый, но по своим функциям идентичный.

  Иначе, система сбора засасывает холодный поток газа, после его активного взаимодействия с внешней средой и сброса в космос основной части тепловой энергии (до 50...90%). При этом согласно 3-му закону Ньютона (и закону сохранения импульса) такой холодный поток газа воздействует на дно баллона с импульсом JХ, а затем течет по трубе в виде газа с примерно одинаковыми параметрами ТХ и рХ до входа в камеру нагрева.

  Подчеркнем, что если подходить строго физически, то здесь имеем двигатель, в котором подводят энергию и получают ПОТОК ГОРЯЧЕГО ГАЗА (с ТГ, рГ, VГ ), который действительно ПОКИДАЕТ ДВИГАТЕЛЬ и истекает во внешнюю среду с созданием силы тяги на двигатель (согласно импульсу JГ). А система сбора улавливает поток холодной внешней среды - атмосферы (из газового потока), которая просто движется со скоростью  VХ и давлением рХ, с температурой ТХ и импульсом JХ, иначе - система сбора - это "воздухозаборник" холодного внешнего потока газа (как у ПВРД). И эта разница импульсов возникает благодаря взаимодействию горячего газового потока с внешней средой  путем излучения тепловой энергии потока (реализация "теплового" сопла для свободного потока).

  7.3. Рассмотрим систему сил.

  Отметим, что в изогнутой трубе системы сбора газа движется холодный газ с примерно одинаковыми параметрами (ТХ, рХ, JХ ) на входе и выходе трубы, поэтому здесь происходит компенсация их взаимодействия для трубы. Таким образом, ключевыми являются сила воздействия на дно камеры истекающего горячего потока с импульсом JГ и силой RГ, а также сила воздействия холодного газового потока на входное отверстие трубы системы сбора газа с импульсом JХ  и силой RХ. Подчеркнем, что имеем в баллоне технический вакуум с давлением рБ ~ 0, и газовый поток движется свободно, без воздействия на стенки баллона. То есть,  это простая система с 2-мя силами RГ и RХ (JГ и JХ), действующие по одной оси (плоская система сил). Тогда (согласно  пункту 6.1) получаем, что здесь действует равнодействующая сила R (сила тяги), равная разности сил от горячего RГ ( JГ) и холодного RХ (JХ ) потоков газа, R = RГ - RХ (или пропорциональная JГ - JХ).

  Итак, предложенная модель импульсного теплового ракетного двигателя обеспечивает получение силы тяги двигателя за счет взаимодействия с помощью излучения рабочего тела с внешней средой, при этом возможен замкнутый цикл движения рабочего тела по контуру двигателя в течении длительного времени.

  8. Выводы.

  Итак, суммируя основные выводы по изложенному в пунктах 1-7, получаем :

1) при движении КА нет вообще никакого обмена импульсом движения с пространством физического вакуума;

2) сам КА движется абсолютно самостоятельно, без какого-либо взаимодействия с "солнечной системой", а его движение определяется лишь силой тяги и её вектором; 

3) создание силы тяги - это функция двигателя, и ускоряемому КА абсолютно безразлично, за счет чего и каких физических процессов двигатель создает силу тяги;

4) имеется физический "излучательный газодинамический парадокс" (ИГП), при котором благодаря излучению тепловой энергии с импульсом электромагнитных волн JИ  сам газовый поток изменяет полный импульс силы при истечении в вакуум с величины JГ (для горячего газа) до величины JХ (для холодного газа), причем разница  JГ - JХ >> JИ ;

5) движущийся свободный поток газа в вакууме излучает во внешнюю среду - космос тепловую энергию от горячего газа и благодаря ИГП получаем разницу импульсов силы между горячим и холодным (остывшим) потоком газа после прохождения участка излучения, что позволяет получить силу тяги от этого потока газа;

6) для изменения количества движения материальной системы необходима внешняя сила, при этом в качестве такой внешней силы может выступать взаимодействие с различными типами внешней среды (магнитное поле, гравитация и т. п.), и нет физического запрета на использование в качестве такой внешней среды и самого космоса, в частности, физического вакуума;

7) возможно движение свободного потока газа внутри баллона (со светопрозрачными стенками) в техническом вакууме (для обычного вещества) и одновременно - в физическом вакууме, поэтому и внутри баллона горячий поток газа взаимодействует с внешней средой (физическим вакуумом), с изменением параметров потока (импульс силы и др.);

8) получаем двигатель, в котором подводят энергию и получают поток горячего газа, который действительно покидает двигатель и истекает во внешнюю среду с созданием силы тяги на двигатель, при этом система сбора улавливает лишь "атмосферу" в виде потока холодного газа, выполняя функцию "воздухосборника" ПВРД;

9) внешняя среда, космос - физический вакуум выполняет функцию внешней силы, обеспечивая изменение полного импульса потока газа при передаче (излучении) тепловой энергии потока на участке охлаждения (на основе ИГП) во внешнюю среду;

10) для плоской системы сил равнодействующая - сила тяги определяется разностью сил от горячего и холодного состояния потока газа, и эта разница обеспечивает получение силы тяги двигателя.

  Итак, анализ современной физики показывает, что физически возможно получение силы тяги импульсного теплового ракетного двигателя при изменении параметров потока газа (включая полный импульс) за счет  излучения тепловой энергии  во внешнюю среду. При этом возможен замкнутый цикл движения рабочего тела по контуру двигателя в течении длительного времени.

  Литература.

1. . Экзотические схемы двигателей для космических полетов. Самара, Изд-во "Самарская губерния", 2008,- 263 с.

2. . Космический вакуум // УФН. - 2001, том 171, № 11, с.1153-1175.

3. . Ракетные двигатели для космических полетов. М. Изд-во иностранной литературы. 1962, - 489 с.

4. Курс теоретической механики: Учебник для вузов // и др. Изд-во МГТУ им. Баумана. 2005.

5. . Техническая газодинамика. М. Энергия, 1974.

6. . Прикладная газовая динамика. Часть 1. М. Наука. 1991

7. , , . Курс теоретической механики. СПб, Изд-во "Лань"

8. Патент РФ 2185526, МПК F03Н5/00, опубл. 20.07.2002. Способ создания тяги в вакууме и полевой двигатель для космического корабля.

9. К. Готланд. Космическая техника. М. Мир, 1986, - 296 с.