Реальные способы нереактивного движения в неоднородном гравитационном поле

[xd]

Комментарий модератора

А давайте дискутировать без наездов!
Пошёл чистить тему. В следующий раз буду проценты отмерять.

[Крупин]

конструкция такого двигателя не дееспособна

Естественно. Спасибо за пример.

    Конструкция, принципиально, совершенно работоспособна, а Белецкий (о Гиверце не знаю) никак не кандидат в пациенты буйного отделения:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%86%D0%BA%D0%B8%D0%B9,_%D0%92%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%80_%D0%92%D0%B0%D1%81%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D1%87


     Вот что, например, написал Зельдович в рецензии на книгу Белецкого "Очерки движения небесных тел" (с сайта http://bookfi.org/book/551031)

Особенно любопытна возможность изменять траекторию космического тела за счет внутренних движений — за счет периодического изменения квадрунольного момента («гравилет»). Спешу предупредить читателя рецензии: эффект существует благодаря тому, что гравитационное поле Земли зависит от координаты, не сводится к постоянному, иными словами,— содержит приливные силы. Без этого замечания могло бы показаться, что гравилет невозможен — на самом доле эффект мал (содержит квадрат отношения размера тела к радиусу Земли), но не равен нулю. Автор приводит несколько писем сердитых, но недостаточно вдумчивых читателей ранее опубликованных статей, где описывался гравилет. Есть и письма с крепкими высказываниями о «невежестве и порочной практике», «давно пора разоблачить некоторых докторов» и т. п.

На этом сайте http://starbolls.narod.ru/index.files/14n.htm
вкратце описан механизм гравилёта.

[Крупин]

    Вот моя задачка по гравилёту Белецкого. При каких условиях гравилёт может убежать от изолированной планеты-изгоя?

    Конкретнее: сам гравилёт неспособен, естественно, стартануть с планеты. Он может только очень медленно (эффект весьма мал) менять параметры орбиты, постепенно вытягивая её, причём для этого требуется некоторая начальная эксцентричность (с чисто круговой орбитой гравилёт ничего не сделает).

    Но тем не менее примем, что гравилёт выведен на практически чисто круговую орбиту и его никто во времени не ограничивает. Спрашивается, с любой ли круговой (практически0 орбиты гравилёт сможет улететь в бесконечность?

[AlAn]

    Вот моя задачка по гравилёту Белецкого. При каких условиях гравилёт может убежать от изолированной планеты-изгоя?

    Конкретнее: сам гравилёт неспособен, естественно, стартануть с планеты. Он может только очень медленно (эффект весьма мал) менять параметры орбиты, постепенно вытягивая её, причём для этого требуется некоторая начальная эксцентричность (с чисто круговой орбитой гравилёт ничего не сделает).

    Но тем не менее примем, что гравилёт выведен на практически чисто круговую орбиту и его никто во времени не ограничивает. Спрашивается, с любой ли круговой (практически0 орбиты гравилёт сможет улететь в бесконечность?

Лет восемь-десять назад моделировал эту задачку, может быть программка и сохранилась. Правда Paskal.

[Крупин]

     Программа не нужна, можно сказать в уме решается (важен же лишь конечный результат при сколь угодно длительном времени, а не расчёт изменения орбиты для каждого оборота).

[-Asket-]

А я бы и на расчет взглянул

[Alexu007]

А как насчёт того, что поле передаёт взаимодействие без передачи собственно энергии? Возьмите например постоянный магнит, для его появления требуется намагничивание = затрата определённого количества энергии. После этого мы получаем в своё распоряжение "халявное" магнитное поле, которое никак не расходуется при работе например электродвигателя постоянного тока. Магнит служит как бы посредником, позволяющим превратить электрическую энергию в механическую (и наоборот). Постоянные магниты постепенно размагничиваются вовсе не из-за работы, а вследствие свойств материала магнита.

Что-бы магнит начал передавать энергию, нужно его двигать(вращать), но это уже совсем другая история - передаётся энергия движения, а вовсе не магнита.

С гравитацией то же самое - один раз "намагничиваем", собирая массу в одном месте - получаем "халявное" гравитационное  поле, которое никак не расходуется и будет существовать столько, сколько будет существовать сама масса. Как вы хотите извлечь из этого энергию?

[Earth-2]

То есть, две гантели опускаются вниз, там пововрачиваются поперёк поля, затем, в этом состоянии, поднимаются вверх и поворачиваются вдоль поля. Затем, в этом состоянии, опять опускаются вниз и там поворачиваются поперёк поля. И так далее, цикл повторяется.

  Выигрыша в энергии не будет, потому что она будет затрачиваться на "подъём гантелей". Общий баланс будет отрицательный.

[-Asket-]

Так не о двигателе извлекающем энергию из поля речь, а о движителе скорее.

[dims]

С двигателем Белецкого я пока-что не согласен. Исхожу из этого описания:

Возьмём длинный трос и прикрепим на концах массивные шары. растянем трос (технически для этого надо его раскрутить и шары раздвинутся из-за центробежной силы). Если при этом трос будет перпендикулярен направлению на центр планеты, то силы притяжения шаров будут направлены под некоторым углом друг к другу. Следовательно, результирующая сила (приложенная к центру тяжести) окажется немного меньше суммы сил тяжести шаров. Значит, можно рассматривать эту равнодействующую силу как сумму "обычной" силы притяжения и некоторой дополнительной силы отталкивания.

И рисую силы, приложенные к шарам.

Из-за неоднородности поля, естественно, силы притяжения шаров направлены непараллельно друг другу и сумма сил будет меньше, чем если бы они были направлены параллельно.

Ну и что?

Из этого следует только то, что сила притяжения протяжённого тела в центрально-симметричном поле меньше, чем сила притяжения точечного тела той же массы.

Ну меньше и меньше, что из этого следует?

И зачем нужны вращающиеся шары? Ровно тот же самый эффект был бы у длинной палки, повёрнутой перпендикулярно полю -- она притягивалась бы слабее, чем шарик той же массы.

[dims]

А если принять, что поле тяготения и есть пространство, то неоднородное поле равноценно неоднородному пространству

Если бы неоднородное поле было бы эквивалентно неоднородному пространству, то это разрешало бы нарушение закона сохранения импульса. По теореме Нётер закон сохранения импульса следует из однородности пространства. Нет однородности, нет закона сохранения.

[dims]

Выигрыша в энергии не будет, потому что она будет затрачиваться на "подъём гантелей". Общий баланс будет отрицательный.

Во-первых, неочевидно. После подъёма гантелей последует их спуск, при котором энергия может вернуться.
Во-вторых, баланс энергии и должен быть отрицательным -- ведь энергия (скажем, электромоторов) которая двигает грузы, будет тратиться на увеличение кинетической энергии спутника.

[Крупин]

То есть, две гантели опускаются вниз, там пововрачиваются поперёк поля, затем, в этом состоянии, поднимаются вверх и поворачиваются вдоль поля. Затем, в этом состоянии, опять опускаются вниз и там поворачиваются поперёк поля. И так далее, цикл повторяется.

  Выигрыша в энергии не будет, потому что она будет затрачиваться на "подъём гантелей". Общий баланс будет отрицательный.

   КПД для космических полётов - дело как бы десятое. Главное - огромная потеря массы. Ведь при обычном -химиореактивном способе полезная, выведенная на орбиту масса, многократно меньше массы затраченного топлива. Потому и изобретают иные способы космического транспорта.

   В двигателях малой тяги, скажем, расход топлива многократно меньше вследствие многократно больших скоростей.При этом КПД по использованию энергии мизерный. Ведь, скажем, при выстреле энергия порохового заряда очень неравномерно распределяется между лёгкой пулей и тяжёлым стволом - пуля получает практически всю энергию (отношение кинетических энергий обратно пропорционально отношению масс). таким образом, у автомата Калашникова весьма высокий КПД.

    У ракеты с малой тягой ситуация противоположная - львиную долю энергии уносит реактивная струя и лишь мизер достаётся ракете. Но энергия - дело наживное - её выработают либо солнечные батареи, либо ядерные источники, а вот дозаправится рабочим веществом негде.

    В двигателе же Белецкого нет ни потерь вещества, ни, в идеале, энергии (ей ведь некуда деться кроме как в кинетическую энергию космического аппарата, естественно за вычетом паразитных потерь в электромоторе и проч.).

[Крупин]

С двигателем Белецкого я пока-что не согласен.

    Вы имеете право соглашаться или не соглашаться, однако двигатель Белецкого – объективная реальность, существующая независимо от вашего сознания.

И зачем нужны вращающиеся шары? Ровно тот же самый эффект был бы у длинной палки, повёрнутой перпендикулярно полю -- она притягивалась бы слабее, чем шарик той же массы.

    Как Вы обозвали свою тему? Реальные способы нереактивного движения в неоднородном гравитационном поле, не так ли? А реальные означает, что разгон космического аппарата должен осуществляться не в абстрактно неопределённые, а в практически приемлемые сроки.

   Эффект двигателя на основе неоднородности гравиполя, что вашего, что Белецкого очень слаб при малых длинах гантели или троса. Зависимость от длины не линейная, а квадратичная – растёт, скажем вдевятеро, при удлинении троса втрое.  Практически значимый результат получается при длинах устройства, соизмеримым с радиусом орбиты. И как Вы собираетесь изготовить жёсткую гантелю, скажем, двух тысяч километров (не метров!) длиной?

   В двигателе же Белецкого шары удерживаются на натянутом тросе, а натяг обеспечивается центробежной силой. Вот для чего надобно трос с шарами раскрутить.

   Белецкий, всё-таки не такой уж дурак, чтобы не понимать, что в случае жёсткой гантели выигрыш получился бы вдвое большим, чем от троса, и даже ещё большим, поскольку гантель можно было бы поворачивать так, чтобы она во всё время полёта принимала наиболее удачную ориентацию. Менять же плоскость вращения тысячекилометрового троса весьма проблематично. Но двигатель Белецкого имеет то преимущество, что он принципиально осуществим.

[Alexu007]

Проверьте в магнитном поле, оно тоже неравномерное - вблизи магнита сильное а с удалением быстро слабеет. А вместо гантелей нужно использовать маленькие магнитики.

[dims]

С двигателем Белецкого я пока-что не согласен.

Вы имеете право соглашаться или не соглашаться, однако двигатель Белецкого – объективная реальность, существующая независимо от вашего сознания.

Ваше сознание ничем не лучше моего. Реальность существует независимо как от моего, так и от Вашего сознания. Я критикую Ваш абзац с точки зрения известной мне физики. Возможно, я ошибся или Вы неправильно описали двигатель, а, возможно, ошибся сам Белецкий.

Давайте разберёмся.

А реальные означает, что разгон космического аппарата должен осуществляться не в абстрактно неопределённые, а в практически приемлемые сроки.

Это понятно. Давайте разберёмся в работоспособности самого принципа!

И как Вы собираетесь изготовить жёсткую гантелю, скажем, двух тысяч километров (не метров!) длиной?

Хорошо, этот ответ я и предполагал. Но невозможность изготовить жёскую гантелю никак не мешает нам её рассмотреть теоретически. Если вращение нужно только для того, чтобы технологически разнести массы на большое расстояние, мы не будем рассматривать силы, возникающие дополнительно при вращении.

Рассмотрим просто гантелю длиной 2000 км, стержень гантели невесом, на концах находятся массы в 1 кг. Я полностью согласен, что такая гантеля будет притягиваться слабее, чем 2 кг, находящихся как в центре масс, так и на том же удалении от центра притяжения.

Ну так и что? Где здесь двигатель?

Вот мы летим на спутнике. У нас там два груза. Мы их берём и на жёстких палках разносим на 1000 км в стороны. Я согласен, спутник станет притягиваться к Земле слабее и его орбита поднимется, скажем, на пол метра. Что дальше? Смещение на пол метра не есть движение.

Белецкий, всё-таки не такой уж дурак, чтобы не понимать, что в случае жёсткой гантели выигрыш получился бы вдвое большим, чем от троса,

Каким образом? Не понимаю. По-моему, нет никако разницы между жёсткой гантелей и тросом.

Но двигатель Белецкого имеет то преимущество, что он принципиально осуществим.

Я пока что не пойму принципов, которые бы могли сработать.

[dims]

Вот схема.

A-B -- гантеля, то есть, два груза массой 1кг, соединённые невесомым стержнем.
С -- груз массой 2 кг, находящийся на том же расстоянии от планеты, что и грузы А и В
D -- груз массой 2 кг, находящийся в центре масс гантели.

Можно утверждать, что

\[|\overrightarrow{F_A}|+|\overrightarrow{F_B}|=2 |\overrightarrow{F_C}|\]

то есть сила, с которой притягивается груз C, по модулю в два раза больше суммы модулей сил, которыми притягиваются грузы A и B

\[|\overrightarrow{F_A}+\overrightarrow{F_B}|<|\overrightarrow{F_C}|\]

Это и есть утверждение из абзаца: суммирование сил производится под углом, поэтому сумма меньше, чем сила на массу в 2 кг.

\[|\overrightarrow{F_A}+\overrightarrow{F_B}|<|\overrightarrow{F_D}|\]

Это тем более верно, ведь груз D находится ниже в гравитационном поле.

[Крупин]

   Ну что ж, опишу постепенно принцип двигателя Белецкого по второму разу, хотя я уже однажды описывал его и в этой теме приводил ссылку:

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,76177.msg1278507.html#msg1278507

Рассмотрим просто гантелю длиной 2000 км, стержень гантели невесом, на концах находятся массы в 1 кг. Я полностью согласен, что такая гантеля будет притягиваться слабее, чем 2 кг, находящихся как в центре масс, так и на том же удалении от центра притяжения.

Ну так и что? Где здесь двигатель?

Вот мы летим на спутнике. У нас там два груза. Мы их берём и на жёстких палках разносим на 1000 км в стороны. Я согласен, спутник станет притягиваться к Земле слабее и его орбита поднимется, скажем, на пол метра. Что дальше? Смещение на пол метра не есть движение.

    При движении гантели по сугубо круговой орбите никакого эффекта не будет. Двигатель, основанный на приливных силах может начать работу лишь при некоторой начальной эксцентричности орбиты. Для достижения наивысшей эффективности следовало бы поступить следующим образом.

    В апогее ориентируем гантель на центр планеты и выдерживаем такую ориентацию до самого перигея. Поскольку при такой ориентации на гантель как бы действует дополнительная притягивающая сила, сонаправленная с силой тяжести, скорость в перигее будет выше, чем для сосредоточенного тела.

   Если при возврате из перигея в апогей сохранить такую же ориентацию гантели – в направлении на планетный центр, то никакой выгоды мы не получим. Но мы хитро повернём гантель перпендикулярно направлению на центр планеты и вместо дополнительной силы, направленной на планету появится сила, направленная против силы тяжести. И эта сила опять же совершит положительную работу уже на возвратном участке.

   При такой методе мы не только увеличим энергию гантели, но и сделаем орбиту ещё более эксцентричной. И повторим процесс снова и снова. На каждом обороте эффект не так силён, но на многих оборотах можно довести орбиту почти до параболической траектории.

[dims]

Если менять ориентацию гантели синхронно с вращением по орбите, то это будет процесс, аналогичный раскачиванию ребёнка на качелях, тут я согласен, будет раскрутка.

Об этом есть в статье с сайта НАСА, ссылку на которую я давал.

Прилагаю картинку оттуда.

Получается, наши придумали это на 20 лет раньше амеров. Хотя в Вашем описании схемы Белецкого тогда много лишнего: вращать ничего не надо, достаточно подтягивать грузик на тросе туда-сюда.

[dims]

Скачал книгу Белецкого, "Очерки о движении космических тел", второе издание в 1977 г (самая ранняя ссылки из статьи Лэндиса датирована 1983 годом, так что наши раньше). Подтверждаю, что всё совершенно научно, в рамках механики Ньютона.

Это Боб меня сбил своей самоуверенностью.