гравитационный движитель савелькаева

Формула изобретения

Гравитационный движитель, содержащий два тела равной массы, установленных на направляющих основания между двумя, связанными между собой параллельными стержнями, которые посредством поперечного возвратно-поступательного движения в плоскости основания, осуществлямого приводным устройством, обеспечивают одновременное линейное перемещением этих тел из положения x²₁₂ в положение x¹₁₂ по двум диаметральным направляющим длиной 2R=(x²₁₂-x¹₁₂)/2, а также их обратное одновременное встречное вращательное перемещение из положения x²₁₂ в положение x¹₁₂ по двум направляющим с радиусом изгиба R=(x²₁₂-x¹₁₂):2, лежащим как и диаметральные направляющие в плоскости основания, причем переход тел с диаметральных направляющих на направляющие с радиусом изгиба R=(x²₁₂-x¹₁₂):2 в положение x²₁₂ осуществляется посредством самовзводящихся подпружиненных толкателей, отличающийся тем, что стержни связаны приводным устройством посредством дополнительно введенного кривошипно-шатунного механизма.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, и может быть использовано для осуществления направленного движения или строго дозированного дискретного смешения в жидких и газообразных средах, включая безвоздушное космическое пространство.

Известен гравитационный движитель Савелькаева, выбранный за прототип, содержащий два тела равной массы, установленных на общем основании с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения х₁₂¹ в положение х₁₂², а также с возможностью их обратного одновременного встречного вращательного перемещения по окружности радиуса R (x₁₂² x₁₂¹)/2 из положения х₁₂² в положение х₁₂¹, осуществляемых в плоскости основания посредством реверсивного приводного устройства.

Этот известный гравитационный движитель тоже имеет малую скорость движения и малый КПД, что также является прямым следствием несовершенства его конструкции.

Закономерность гравитационной динамики внешне замкнутых систем заключается в том, что для неравных начальных импульсов тел, при которых они вступают в корреляционное взаимодействие с асимметричным распределением, изменение импульса образованной ими системы, а также изменение импульса ее центра масс пропорционально силовому воздействию на эту систему ее собственного динамического центрального гравитационного поля, возбуждаемого корреляционным взаимодействием ее тел.

Изобретение поясняется на фиг.1-8.

Дадим определение корреляционного взаимодействия F_ij двух тел с массой m_i и m_j, связанных между собой механической связью с начальной длиной R, имеющей возможность свободного вращения относительно каждого из указанных тел. Пусть тело m_i совершает относительно тела m_jпоступательное движение по замкнутой траектории S_ij при постоянной угловой скорости _ij= const и постоянной массе m_i const, как показано на фиг.1. В случае, когда m_i/m_j < <1, к телу m_i будет приложена сила инерции

_ij=m_iij²R_ij, (1)

удовлетворяющая принципу д"Аламбера

_ij+ F_ij 0, (2) определяющего траекторию движения S_ij тела m_i как геодезическую линию, где R_ij радиус поступательного движения тела m_i в собственной системе отсчета O_jx_jy_j тела m_j; F_ij сила, определяющая действие тела m_j на тело m_i в собственной системе отсчета O_jx_jy_j тела m_j

F_ij (R_ij + R_ij), (3) где R_ij малое деформационное приращение начальной длины R механической связи в собственной системе отсчета O_jx_jy_j тела m_j.

Константу можно определить следующим образом. Запишем известное выражение

F_{ij ij} S, (4) определяющее действие тела m_j на тело m_i в собственной системе отсчета тела m_j через продольное напряжение

_ij= K(R_ij + R_ij) (5) в механической связи R, где S площадь ее поперечного сечения.

Константу К выразим через предельное напряжение _p пропорциональное модулю Юнга Е

К _p /R_p E/R_p, (6) где R_p предельная длина механической связи R, при которой начинает наблюдаться ее малое деформационное приращение R_ij, что соответствует пределу ее жесткости, как показано на фиг.2 (I предел упругости; II область действия закона Гука; III предел жесткости).

Сравнение (3), (4), (5) и (6) позволяет определить константу как

= ES/R_p. (7)

Под корреляционным взаимодействием F_ij (3) тел m_i и m_j будем понимать такое взаимодействие, при котором положение одного из этих тел влияет на положение другого и которое наиболее существенно проявляется при m_i/m_j ->> 1. Пpичем согласно принципу д"Аламбера (2) признаком корреляционного взаимодействия F_ij (3) тел m_i и m_j, рассматриваемого как причина, являются силы инерции _ij (1) этих тел, рассматриваемые как следствие их корреляционного взаимодействия F_ij.

Сущность установленной закономерности поясняется фиг.3 и 4, где приведена внешне замкнутая система S, содержащая два тела массой m_i и m_j, которые первоначально совершают в ничем не проявляющем себя абсолютном пространстве равномерное прямолинейное движение с абсолютными скоростями v₁ и v₂ по траекториям S₁ и S₂.

В момент времени t 0 тела m₁ и m₂ вступят при их начальных импульсах P_1nR и P_2nR, которые нормально направлены к механической связи длиной R, имеющей возможность свободного вращения относительно каждого из этих тел, в корреляционное взаимодействие

F_ij R_ij, (8) вызванное их поступательным движением относительно друг друга с угловыми скоростями _ij и которое в соответствии с принципом д"Аламбера (2) уравновешено их силами инерции

Ф_ij m_iC_{j ij}² R_ij, (9) где здесь и в последующем i, j 1,2 и ij, причем индекс i всегда определяет тело m_i, поступательно движущееся в собственной локально неинерционной системе отсчета 0_jx_jy_j тела m_j; С_j коэффициент преобразования

r_ii C_jR_ij, _ii=_{ij i}, t_o t_j t, (10) учитывающий ее неинерциальность

; (11) r_ii и _o=_ijo| радиус поступательного движения и угол распределения тел m_i в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o, определяющей относительное пространство, начало координат которой соответствуют мгновенному центру О_о их относительных скоростей v_ii; _ijo- фазовый угол поступательного движения тел m_i, определяющийся их начальными импульсами P_inR

(12) и характеризующий запаздывание фазы поступательного движения тела m_jотносительно фазы поступательного движения тела m_i в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o; _i углы, удовлетворяющие соотношению C₂sin ₁ C₁sin ₂, знак которых выбирается в соответствии с направлением поступательного движения тел m_i; _ii=_iit_o + _ii и _ij=_ijt_j угловая координата тела m_i в локально инерциальной O_ox_oy_o и локально неинерциальной O_jx_jy_j системах отсчета; _ii начальные фазы тел m_i в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o; t_o и t_{j -}собственное время в локально инерциальной O_ox_oy_o и локально неинерциальной O_jx_jy_j системах отсчета.

Корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел m₁ и m₂ искривит траектории S_ij их движения, что позволяет по положению их мгновенного центра O_o скоростей v_1nR и v_2nR в момент абсолютного времени dt->>0 зарегистрировать начало координат О системы отсчета 0xy, определяющей абсолютное пространство.

Искривление некоторой ограниченной области S_iimaxабсолютного пространства Oxy, определяющейся через относительное пространство O_ox_oy_o, следует рассматривать как возбуждение в ней посредством корреляционного взаимодействия F_ij (8) тел m₁ и m₂динамического центрального гравитационного поля

F_ii C^-1_jr_ii, (13) которое в соответствии с принципом д"Аламбера (2) будет уравновешено их силами инерции

_ii=m_iii²r_ii, (14) оказывающими противодействие искривлению абсолютного пространства Oxy, где S_ii геодезическая линия поступательного движения тела m_i в относительном пространстве O_ox_oy_o; _ii=_ij- скорость искривления абсолютного пространства Oxy, пропорциональная угловой скорости поступательного движения тела m_i в относительном пространстве O_ox_oy_o.

В случае ньютоновско-кулоновского корреляционного взаимодействия тел m₁ и m₂

F_ij kr_ij^o/R²_ij (15) динамическое центральное гравитационное поле определяется как

F_ii kC_j²r_ii^o/r²_ii, (16) где r_ij^o и r_ii^o единичные радиус-векторы, направленные по радиус-векторам R_ij и r_ii соответственно; k=k₁+k₂, k₁ -G₁m₁m₂ и k₂G₂e₁e₂ постоянные коэффициенты; е₁ и е₂ заряды тел m₁ и m₂; G₁ и G₂- постоянная тяготения и электрическая постоянная.

Динамическое центральное гравитационное поле F_ii (13) или (16) будет оказывать на образованную телами m₁ и m₂ систему S силовое воздействие, эквивалентное какому-либо внешнему

, (17) которое в соответствии с принципом д"Аламбера (2) будет уравновешено ее главной силой инерции

_cO= m_cO²r_cO, (18) где F_cO F_ii и _cO= главное силовое воздействие динамического центрального гравитационного поля на систему S и ее главная сила инерции, причем первое из них может быть определено как

(19) m m₁ + m₂ полная масса системы S; r_cO m_ir_ii/m и _сО радиус поступательного движения ее центра масс О_с и угловая скорость его поступательного движения в относительном пространстве O_ox_oy_o

(20) d/dt оператор дифференцирования по абсолютному времени t; P=m_iv_i,P_o=m_iv_ii и Р_с mv_c, P_cO mv_cO абсолютный и относительный импульс системы S и абсолютный и относительный импульс ее центра O_c масс; v_i v_ii + v_o абсолютная скорость ее тела m_i; v_c m_iv_i/m v_o абсолютная скорость ее центра О_с масс, которая при асимметричном _o распределении в относительном пространстве O_ox_oy_o ее корреляционно взаимодействующих тел m_i не равна абсолютной скорости v_o локально инер- циального мгновенного центра O_o их относительных скоростей v_ii; v_cO= m_iv_ii/m относительная скорость ее центра O_c масс.

В соответствии с принципом д"Аламбера _ij+ F_ij 0, _ii + F_ii 0 и _cO + F_cO 0 динамический характер центрального гра- витационного поля F_cO F_ii определяется тем, что при _cO=_ii=_ij 0, его силовое воздействие на систему S прекращается F_cO F_ii 0. Другими словами требованию _ij 0 должна удовлетворять система S с полной внутренней замкнутостью F_ii 0, F_cO 0. При этом следует понимать, что ньютоновско-кулоновское статическое взаимодействие F_ij (15) не может быть исключено требованием _ij 0, поскольку оно является внутренним свойством материи, приводящим к ее коллапсу.

Таким образом, возбуждение динамического центрального гравитационного поля F_ii (19) в абсолютном пространстве Oxy вносит в него локальную неоднородность, определяющуюся мгновенным центром O_oотносительных скоростей v_ii тел m_i, а также вызывает его локальное искривление, область которого S_iimax определяется относительным пространством O_ox_oy_o.

Для локально неоднородного и локально искривленного абсолютного пространства Oxy, а также неоднородного и искривленного относительного пространства O_ox_oy_o закон сохранения абсолютного и относительного импульса замкнутой системы S должен быть выражен за период Т2/_iiпоступательного движения ее тел m_i по замкнутым геодезическим линиям S_ii

(21)

Закон сохранения импульса (21) для симметричного распределения _o= тел m_i, которое определяется их начальными импульсами P_1nR P_2nRиз (12), в точности переходит в аналогичный закон, известный из классической механики

, (22) следующий из второго закона Ньютона

^ijP^ij F^ij, (23) при F_ij 0, где ^ij матрица коэффициентов преобразования C_j (11), учитывающих неинерциальность собственных локально неинерциальных систем отсчета O_jx_jy_j тел m_j

^ij ; (24) P^ij матрица относительных импульсов P_iim_iv_ii и P_ij m_iv_ij тела m_i; F^ij матрица сил F_ii (13) или (16) и F_ij (8) или (15), которые удовлетворяют третьему закону Ньютона

. (25)

Таким образом, преобразования координат (10) сохраняют инвариантность законов механики в локально неинерциальных O_jx_jy_j и локально инерциальной O_ox_oy_o системах отсчета.

В случае (22) система S внутренне замкнута, поскольку для симметричного _o распределения F_ii0, F_cO0, как показано на фиг.3.

Однако для асимметричного распределения _o тел m_i, которое определяется их начальными импульсами P_1nR P_2nR из (12), закон сохранения импульса имеет наиболее общую формулировку (21). В этом случае система S внутренне незамкнута, поскольку F_ii 0, F_cO 0, как показано на фиг.4. В основу работы известного гравитационного движителя был положен принцип гравитационного движения [1,2] сформулированный на основе установленной закономерности гравитационной динамики внешне замкнутых систем. Сущность этого принципа состоит в том, что если при каком-либо прямом x_ij ¹-> x_ij² и обратном x_ij² -> x_ij¹ перемещениях i x тел внешне замкнутой системы S, осуществляемых относительно ее j-го тела, выбранного из i-х тел, ее полная пространственная метрика dS² в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o, связанной с центром O_o ее собственного динамического гравитационного поля, возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij ее i-х и j-го тел, удовлетворяет неравенству

dS²=dS²_ii(x⁺¹_iO, x⁺²_iO)-dS²_ii(x^-2_iO, x^-1_iO) 0, (26)

то при непрерывном повторении полного цикла таких перемещений в абсолютном времени t эта внешне замкнутая система S будет совершать в абсолютном пространстве Oxy однонаправленное движение, где x_ij¹, x_ij², и x_io⁺¹, x_io⁺², x_io^-2, x_io^-1 начальные и конечные координаты i-х тел внешне замкнутой системы S собственной системе отсчета O_jx_jy_j ее j-го тела, а также эти координаты в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o, связанной с центром O _o ее собственного динамического гравитационного поля, для прямого (+) и обратного (-) перемещений ее i-х тел; dS_ii²(x_io⁺¹, x_io⁺²) и dS_ii²(x_io^-2, x_io^-1) пространственная метрика i-го тела в локально инерциальной системе отсчета O_ox_oy_o для прямого (+) и обратного (-) перемещений.

Рассмотрим сущность этого принципа на примере гравитационного движителя [1,2] структурная схема которого приведена на фиг.5. Движитель содержит два тела равной массы m₁, установленные на его основании массой m₂ с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения х₁₂¹ в положение х₁₂², а также и возможностью их одновременного встречного вращательного перемещения из положения х₁₂²в положение х₁₂¹, осуществляемых в плоскости основания m₂ посредством коммутируемых механических связей R и внутреннего источника Q_амеханической энергии движителя, размещенного на его основании m₂.

Прямой цикл работы движителя заключается в следующем. В момент абсолютного времени t=0 его внутренний источник Q_a механической энергии начинает посредством механических связей R оказывать на его тела m₁одновременное линейное активное гармоническое силовое воздействие F₁₂, которое в собственной системе отсчета O₂x₂y₂, его основания m₂определяется как

cost ,

(27) где =/T₁ скорость линейной деформации относительного пространства O₂x₂y₂; T₁ t₁ длительность прямого цикла.

Линейное активное силовое воздействие F₁₂ (27) на тела m₁ движителя вызовет их одновременное линейное перемещение из положения х₁₂¹ в положение х₁₂² его основания m₂ на линейное расстояние L_12xx₁₂²-x₁₂¹=2R, как показано на фиг. 5. Причем при условии внешней замкнутости движителя F=0, где F_e и F_ie главное внешнее силовое воздействие на движитель и внешнее силовое воздействие на его тела m₁, включая основание m₂, линейное активное силовое воздействие F₁₂ (27) на его тела m₁ может быть осуществлено только посредством их линейного корреляционного взаимодействия F_ij с его основанием m₂

2F₁₂ -F₂₁, (28) удовлетворяющего третьему закону Ньютона.

Согласно (28) линейное активное силовое воздействие F₂₁ на основание m₂ движителя в собственной системе отсчета O₁x₁y₁, тел m₁может быть определено как

cos(t+_21c), (29) где = скорость линейной деформации относительного пространства O₁x₁y₁, _21c= -= - фазовый угол, который может быть определен из (12) как _21c=_21o при замене P_1nR P_1c, P_2nR P_2c и который характеризует запаздывание линейной фазы линейного силового воздействия F₂₁ тел m₁ движителя на его основание m₂относительно линейной фазы линейного силового воздействия F₁₂ его основания m₂ на его тела m₁ в системе отсчета O_cx_cy_c, связанной с его центром масс O_c; P_1c и P_2c импульс тел m₁ и основания m₂ в системе отсчета O_cx_cy_c, связанной с центром масс O_c.

Согласно (13) корреляционное взаимодействие F_ij (28) тел m₁ с основанием m₂ движителя возбудит в момент абсолютного времени t ->>0 его собственное динамическое центральное гравитационное поле

, (30) центр O_o⁺ которого соответствует начальному положению центра O_с масс движителя, и которое как и возбуждающее его корреляционное взаимодействие F_ij (28) уравновешено силами инерции, определяющимися из (9) (14) как

, (31) где = скорости линейной деформации относительного пространства O_o⁺x_o⁺y_o⁺, которые могут быть определены как = = = ; ₂₁₀= -= _21c= -- фазовый угол, который для линейного корреляционного взаимодействия F_ij(28) тел m₁ и m₂ может быть определен из (12) при замене P_1nR P_1c=P₁₁, P_2nR P_2c P₂₂ и который характеризует запаздывание линейной фазы линейного перемещения основания m₂ движителя относительно линейной фазы линейного перемещения его тел m₁ в локально инерциальной системе отсчета O_o⁺x_o⁺y_o⁺, связанной с центром O_o⁺динамического центрального гравитационного поля движителя, возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij (28) его тел m₁ с его основанием m₂; C₁ м C₂ коэффициенты, учитывающие неинерциальность собственных систем отсчета O₁x₁y₁ и O₂x₂y₂ тел m₁ и m₂, которые могут быть определены из (11) при m₁ 2m₁.

Собственное динамическое центральное гравитационное поле F_ii (30) движителя начнет оказывать на него линейное силовое воздействие, эквивалентное какому-либо внешнему (17)

, (32) где =F_ie+F_ii=F_e+F_co.

Но поскольку для линейного корреляционного взаимодействия F_ij (28) распределение тел m₁ и основания m₂ движителя в локально инерциальной системе отсчета O_o⁺x_o⁺y_o⁺. связанной с центром O_o⁺ его собственного динамического гравитационного поля, симметрично _o=₂₁₀|, что следует из (12) при замене P_1nR P₁₁, P_2nR P₂₂, то он удовлетворяет внутренней замкнутости F_cO 0 (32), поскольку 2F₁₁ + F₂₂ F_cO 0. Кроме того, он удовлетворяет и внешней замкнутости F_e 0, поскольку отсутствует его корреляционное взаимодействие с какими-либо внешними телами и системами.

Исходя из полной замкнутости F_c 0 (32) движителя нетрудно определить дискретное смещение основания m₂ и центра O_c масс движителя в абсолютном пространстве Oxy для прямого цикла его работы. Они по завершении прямого цикла к моменту абсолютного времени t=t₁, что соответствует линейному перемещению тел m₁ из положения х₁₂¹ в положение х₁₂² основания m₂ на линейное расстояние L_12х х₁₂²-х₁₂¹ 2R, как показано на фиг.5, могут быть определены как

, (33)

откуда при 0

, (34)

где х₂₀⁺¹, х₂₀⁺² и x_сО⁺² начальная и конечные координаты основания m₂ и центра О_с масс движителя в локально инерциальной системе отсчета O_o⁺x_o⁺y_o⁺; х₂¹, х₂², х_с¹ и х_с² начальные и конечные координаты основания m₂ и центра O_c масс движителя в абсолютном пространстве Oxy; 2m₁ полня масса тел движителя, перемещаемых относительно его основания m₂; = 2m₂ коэффициент затухания, учитывающий сопротивление внешней среды дискретному смещению основания m₂ движителя; коэффициент сопротивления внешней среды, который для F_e 0 имеет значение = 0; T₁ t₁ длительность прямого цикла.

Обратный цикл работы движителя заключается в следующем. В момент абсолютного времени t t₁ его внутренний источник Q_a механической энергии закрепляет тела m₁ на механических связях R, имеющих возможность свободного встречного вращательного движения в плоскости основания m₂, как показано на фиг.5.

Кроме того, он оказывает на тела m₁ кратковременное двунаправленное активное силовое воздействие F₁₂, сообщая телам m₁ начальные импульсы P_1nR0 при начальном импульсе основания m₂ P_2nR 0. При этом корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел m₁ с основанием m₂ движителя, уравновешенное силами инерции _ij (9), вызовет искривление траекторий движения S₁₁ тел m₁. В результате чего они начнут совершать одновременное встречное вращательное перемещение из положения х₁₂² в положение х₁₂¹ основания m₂ с угловой скоростью

₁₂ P_1nR/m₁R, (35) как показано для фиксированного момента абсолютного времени t=t₁ на фиг.5.

В этот момент абсолютного времени t=t₁ корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел m₁ с основанием m₂ движителя возбудит его собственное динамическое центральное гравитационное поле (13)

, (36) уравновешенное силами инерции (14)

, (37) которое начинает оказывать на него силовое воздействие F_co= F_ii эквивалентное какому-либо внешнему (32), где значения (t), ₁₁ (t) и можно определить как (t->> t₁)= и ₁₁(t _ t₁)==₁₂.

Для удобства анализа обратного цикла работы движителя введем в рассмотрение некоторую эквивалентную движителю систему S, показанную на фиг.6. В ней тела m₁ движителя заменены на одно тело массой 2m₁, совершающее вращательное движение относительно тела m₂ на механической связи R с угловой скоростью ₁₂ (35). Причем тело m₂ имеет только одну степень свободы, позволяющую ему совершать линейное возвратно-поступательное движение по траектории , проходящей по оcи O_o^- x_o^- локально инерциальной системы отсчета O_o^-x_o^-y_o^-, связанной с центром O_o^- динамического гравитационного поля, возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij тел и m₂. Теперь, исходя из начальных условий P_1nR 0 и P_2nR 0 обратного цикла работы движителя, нетрудно определить фазовый угол ₂₁₀(t _ t₁) -₁₁= -/2 (12), характеризующий запаздывание линейной фазы ₂₂ линейного возвратно-поступательного движения тела m₂ рассматриваемой системы S относительно фазы ₁₁ вращательного движения ее тела m₁ в локально инерциальной системе отсчета O_o^-x_o^-y_o^-.

Однако учитывая то, что для обратного цикла работы движителя, определяющегося на фиг.5 абсолютным временем t₁<t<t₂₁₀ (t) зависит от абсолютного времени t, введем в рассмотрение фазовый угол ₂₁₂, определяющийся как ₂₁₂= ₂₁₀(t _ t₁). Этот фазовый угол характеризует запаздывание линейной фазы линейного возвратно-поступательного движения тела m₂, совершающегося по траектории , проходящей по оси O^-_ox^-_o локально инерциальной системы отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, относительно фазы ₁₂ вращательного движения тела , совершающегося в собственной локально неинерциальной системе отсчета O₂x₂y₂ тела m<sub>2

212</sub>= -₁₂, (38) где ₁₂= ₁₂t.

Графически фазовый угол ₂₁₂ может быть получен посредством переноса тела m₂ на фиг.4 в центр O^-_o динамического гравитационного поля, что соответствует его линейному возвратно-поступательному движе- нию по траектории , проходящей вдоль оси O^-_ox^-_o локально инерциальной системы отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, где учтена индексация (-) обратного цикла. Такая графическая интерпретация определяет фазовый угол ₂₁₂ как угол между вращающимися осями координат O₂q₁, O₂q₂, проходящими через тела m₁ и m₂ или применительно к рассматриваемой внешне замкнутой системе S через тела и m₂ как показано на фиг.6.

Теперь потребуем чтобы дискретное смещение L_2x(y₁₂¹, y₁₂², ) x₂₀^-3-x₂₀^-4 x₂³-x₂⁴ тела m₂ рассматриваемой системы S при вращательном перемещении ее тела из положения y₁₂¹ в положение y₁₂² относительно тела m₂ на линейное расстояние L_12y y₁₂¹ y₁₂² 2R и дискретное смещение L_2x(x₁₂¹, x²₁₂, ) x₂₀⁺¹-x₂₀⁺² x₂¹-x₂² (33) основания m₂движителя при прямом цикле его работы, характеризующемся одновременным линейным перемещением его тел m₁ по основанию m₂ из положения x₁₂¹ в положение x₁₂² на линейное расстояние L_12x x₁₂²-x₁₂¹ 2R в силу L_12y L_12x, удовлетворяли равенству

L_2x(y¹₁₂, y²₁₂, ) L_2x(x¹₁₂, x²₁₂, ) (39)

откуда

L_2x(y¹₁₂, y²₁₂, ) x^-3₂₀-x^-4₂₀ x³₂-x⁴₂ e,

(40) где y₁₂¹ y₁₀^-1, y₁₂²= y₁₀^-2, х₂₀^-3 и x₂₀^-4 начальные и конечные координаты тел и m₂ в системе отсчета O₂x₂y₂, связанной с телом m₂, а также в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, удовлетворяющие равенствам y₁₂¹ -y₁₂², y₁₀^-1 -y₁₀^-2 и x₂₀^-3 -x₂₀^-4; x₂³, x₂⁴ начальная и конечная координаты тела m₂ в абсолютном пространстве Oxy; T₂ /₁₂ период перемещения тела из положения y₁₂¹ в положение y₁₂².

Уравнение (40) строго удовлетворяет тому, что в локально неоднородной и локально искривленной ограниченной области S_iimaxабсолютного пространства Oxy, содержащей собственное динамическое центральное гравитационное поле F₁₁, F₂₂ (36) рассматриваемой системы S, возбуждаемое корреляционным взаимодействием F_ij (8) ее тел и m₂, запаздывание фазы линейного перемещения тела m₂ относительно фазы ₁₁ вращательного перемещения тела для начальных условий P_1nR0 и P_2nR 0 определяется асимметричным фазовым углом ₂₁₂=₂₁₀ (t ->>t₁) -/2 (12).

По известным координатам x₂₀^-3 и x₂₀^-4 (40) тела m₂ и геометрических построений, выполненных на фиг.6 для ₁₂ 0, /2 3 /2 и ₂₁₂ /2 (38), нетрудно определить координаты x₁₀^-2, y₁₀^-1, x₁₀^-1 и y₁₀^-2 тела рассматриваемой системы S в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, связанной с центром O^-_o ее собственного динамического гравитационного поля F₁₁, F₂₂ (36), возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij (8) ее тел и m₂

. (41)

Кроме того, из этих геометрических построений нетрудно определить дискретное смещение тела m₂ и центра O_c масс рассматриваемой системы S в абсолютном пространстве Oxy

(42)

при вращательном перемещении ее тела из положения x₁₂² в положение х₁₂¹ относительно тела m₂ на линейное расстояние L_12x x₁₂²-x₁₂¹ 2R, где x_co^-2, x_cо^-1, х_с¹ и x_c² начальная и конечная координаты центра O_cмасс рассматриваемой системы S в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o и абсолютном пространстве Oxy, первые из которых удовлетворяют равенству x_cO^-2 -x_cO^-1.

По известным координатам x₁₀^-2, y₁₀^-1, x₂₀^-3, x_cO^-2 и фазовому углу ₂₁₂= /2 нетрудно восстановить большие а₁₁, а_с и малые b₁₁, b_c полуоси эллипсов S₁₁ и S_с

; (43)

где A_2x= L_2x(y¹₁₂, y²₁₂, )/2 Re/(+m₂) амплитуда линейного возвратно-поступа-тельного движения тела m₂относительно центра O^-_c динамического гравитационного поля; _c1= ₁-_c угол между вращающимися осями координат O_oq_c, O_oq₁; ₁= arctg(R/A_2x) и ₁ arctg (r_c2/A_2x) углы между осями координат 0₀x^{^}₀ O_oq₁ и 0₀x^{^}₀, O_oq_c соответственно; r_c2= R/(+m₂) радиус вращательного движения центра O_c масс в системе отсчета O₂c₂y₂, связанной с телом m₂.

С учетом (38) и (43) уравнения движения тел m₁, основания m₂ и центра O_c масс движителя для обратного цикла его работы в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, связанной с центром O^-_o его собственного динамического гравитационного поля F₁₁F₂₂ (36), возбуждаемого корреляционным взаимодействием F_ij (8) его тел m₁ с его основанием m₂, могут быть представлены в виде

, (44) где ₁₁ фазовый угол тел m₁ движителя, который для обратного цикла его работы, определяющегося на фиг.5 абсолютным временем t₁<t<t ₂, может быть определен как

₁₁= arccos(r_22x+Rcos₁₂t)/(r²_22x+R²+2r_22xRcos₁₂t); (45)

- фазовый угол линейного перемещения центра O_c масс движителя вдоль оси координат O^-_ox^-_o локально инерциальной системы отсчета O^-_ox^-_oy^-_o

= arccos(r_22x+r_c2cos₁₂t)/(r²_22x+r²_c2+2r_22xr_c2cos₁₂t). (46)

Из уравнений движения (44), а также уравнений (42) следует, что для обратного цикла, характеризующегося начальными условиями P_1nR 0, P_2nR0, для которых v_o= 0 и тела m₁ движителя совершают одновременное встречное вращательное перемещение из положения х₁₂² в положение х₁₂¹его основания m₂ на угол ₁₁=, движитель, совершив в абсолютном пространстве Oxy одностороннее возвратно-поступательное движение относитель- но центра O^-_o его собственного динамического гравитационного поля к моменту абсолютного времени t=t₂, строго возвратится в этот центр O^-_oL_2x(x₁₂², x₁₂¹, ) 0, в то время, как дискретное смещение его центра O_c масс в абсолютном пространстве Oxy составит L_cx(x²₁₂, x¹₁₂, ) x^-2_cO-x^-1_cO x¹_c-x²_c 2R/(+m₂)

(42), как показано на фиг.5.

Согласно фиг. 5 дискретное смещение L_cx(x₁₂², x₁₂¹, ) центра O_cмасс движителя для обратно- го цикла его работы вызвано асимметричным _o= ₁₁-₁₂t-₂₁₂| распределением его тел m₁ и основания m₂ в локально инерциальной системе отсчета O^-_ox^-_oy^-_o, что приводит к его внутренней незамкнутости 2F₂₂ + F₁₁ F_cO 0 (32).

Таким образом, для прямого цикла, сопровождающегося локальной линейной деформацией абсолютного пространства Oxy, происходит дискретное смещение движителя (34), а для обратного цикла, сопровождающегося локальным искривлением абсолютного пространства Oxy, происходит смещение его центра O_c масс (42). Следовательно, совершая прямой и обратный циклы движителя непрерывно в абсолютном времени t, для которых его полная пространственная метрика dS² удовлетворяет неравенству (26), можно получить его однонаправленное движение в абсолютном пространстве Oxy. Причем путь, пройденный движителем к произвольному моменту абсолютного времени t и его средняя скорость при 0, могут быть определены из (33) как

, (47) где nt/T целое число полных циклов работы движителя к произвольному моменту абсолютного времени t; T T₁ + T₂ длительность одного полного цикла; T₁ t₁ и T₂ t₂-t₁ /₁₂ длительность прямого и обратного циклов.

Недостатком известного гравитационного движителя является то, что он содержит реверсивный привод тел m₁. Это существенно снижает быстродействие движителя и следовательно скорость его движения v_2x (47). Кроме того, это приводит к существенным внутренним ударным нагрузкам движителя, которые вызваны ударным взаимодействием его тел m₁ и основания m₂ в положениях х₁₂¹ и х₁₂² тел m₁.

Целью изобретения является повышение скорости движения двигателя.

Поставленная цель достигнута тем, что в известном гравитационном движителе, содержащем два тела равной массы, установленные на общем основании с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения х₁₂¹ в положение х₁₂², а также и возможностью их обратного одновременного встречного вращательного перемещения по окружности радиуса R (х₁₂²-х₁₂¹)/2 из положения х₁₂² в положение х₁₂¹, осуществляемых в плоскости основания посредством приводного устройства, приводное устройство выполнено в виде кривошипно-шатунного механизма.

Конструкция предлагаемого гравитационного движителя показана на фиг.7. Он содержит два тела 1 равной массы m₁, размещенные на основании 2 массой m₂ с возможностью их одновременного линейного перемещения из положения х₁₂¹ в положение х₁₂² по направляющим 3, а также и возможностью их одновременного встречного вращательного перемещения из положения х₁₂² в положение х₁₂¹ по направляющим 4 с радиусом изгиба R=(x₁₂²-x₁₂¹)/2 в плоскости основания 2.

Эти перемещения осуществляются посредством кривошипно-шатунного механизма 5, обеспечивающего возврат- но-поступательное движение тел 1 относительно основания 2. Причем переход тел 1 на направляющие 3 в положении х₁₂¹, а также их переход на направляющие 4 в положении х₁₂²осуществляется посредством подпружиненного толкателя 6.

Кроме того, гравитационный движитель содержит электродвигатель 7, который приводит во вращательное движение кривошипно-шатунный механизм 5 и источник питания 8 электродвигателя 7.

Прямой цикл работы движителя основан на одновременном линейном перемещении тел из положения х₁₂¹ в положение х₁₂² по направляющим 3. Оно осуществляется кривошипно-шатунным механизмом 5, который обеспечивает телам 1 в положении х₁₂² скорость v₁₂ 0, что исключает их ударное взаимодействие с основанием 2 движителя. Причем при линейном перемещении тела 1 осуществляют одновременный взвод подпружиненных толкателей 6.

Для прямого цикла линейное корреляционное взаимодействие F_ij (28) тел 1 с основанием 2 движителя возбудит его собственное динамическое центральное гравитационное поле F₁₁, F₂₂ (30), оказывающее на него силовое воздействие F_cO (32), эквивалентное какому-либо внешнему. Однако для начальных условий P_1c P_2c линейное корреляционное взаимодействие F_ij (28) характеризуется симметричным фазовым углом ₂₁₀=-, определяющимся из (12) при замене P_1nR ->> P_1c и P_2nR ->> P_2c. В результате чего для прямого цикла движитель внутренне замкнут 2F₁₁ + F₂₂ F_cO 0 (32). Причем по завершении прямого цикла его дискретное смещение, а также дискретное смещение его центра масс в пространстве составляет L_2x и L_cx (33). В частности при внешней замкнутости F_e 0 движителя, что соответствует = 0 и = 0, смещение его центра масс всегда составляет L_cx 0 (34).

Так, например, дискретное смещение движителя при 0,19 кг, m₂= 0,48 кг, R 0,048 м, измеренное на газовом подвесе с коэффициентом сопротивления движению = 6 10^-5 Н с/м и толщиной газового слоя 3 10^-5 м, составило L_2x 0,027 м.

Аналогичные измерения были выполнены на собственных опорах движителя, имеющих коэффициент сопротивления движению 0,144 H с/м, для которого дискретное смещение движителя составило L_2х 0,025 м.

Обратный цикл работы движителя основан на одновременном встречном вращательном перемещении тел 1 из положения х₁₂² в положение х₁₂¹ по направляющим 4 основания 2. Это перемещение осуществляется посредством подпружиненного толкателя 6, переводящего тела 1 из положения х₁₂² на направляющие 4, и кривошипно-шатунного механизма 5, который обеспечивает телам 1 в положении х₁₂¹ скорость v₁₂ 0, что исключает их ударное взаимодействие с основанием 2 движителя.

Для обратного цикла корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел 1 с основанием 2 движителя тоже возбудит его собственное динамическое центральное гравитационное поле F₁₁, F₂₂ (36), оказывающее на него силовое воздействие F_cO (32), эквивалентное какому-либо внешнему. Однако для начальных условий P_1nR 0, P_2nR 0 корреляционное взаимодействие F_ij (8) тел 1 движителя с его основанием 2 характеризуется асимметричным значением фазового угла ₂₁₂= ₂₁₀(t->>T₁)= - /2 (12). В результате чего для обратного цикла движитель внутренне незамкнут 2F₁₁ + F₂₂F_cO 0 (32). Причем по завершении обратного цикла его дискретное смещение, а также дискретное смещение его центра масс в пространстве составляет L_сх, L_2х 0 (42).

В результате испытаний движителя на газовом подвесе с коэффициентом сопротивления движению = 6 10^-5 Н с/м и толщиной газового слоя 3 10^-5 м было установлено, что для обратного цикла его работы, характеризующегося одновременным встречным вращательным перемещением его тел 1 из положения х₁₂² в положение х₁₂¹, движитель, совершив одностороннее возвратно-поступательное движение около точки O_oравновесия по завершении обратного цикла, строго возвращается в эту же точку O_o, в то время как дискретное линейное смещение его центра масс составляет L_cx 0,027 м, что хорошо согласуется с его теоретическим значением, которое может быть вычислено из (42).

Аналогичные измерения были выполнены на собственных опорах движителя, имеющих коэффициент сопротивления движению 0,144 H с/м, для которого дискретное линейное смещение его центра масс составило L_cx= 0,025 м.

Средняя скорость движителя, измеренная на газовом подвесе при угловой скорости кривошипно-шатунного механизма 5 =1000 об/мин составила v_2х 1,6 км/ч, что хорошо согласуется с ее теоретическим значением, которое может быть вычислено из (47). Средняя скорость движителя на его собственных опорах составила v_2х 1,5 км/ч, тогда как аналогичная средняя скорость известного движителя составляла всего лишь v_2х 0,09 км/ч.

Эпюра тягового усилия F_22x движителя, измеренного на газовом подвесе как функции от угла поворота ₅=2t кривошипно-шатунного механизма 5, дана на фиг.8. Эта эпюра характеризует то, что внутренние процессы в движителе носят динамический и уравновешенный характер и не содержат каких-либо ударных нагрузок. Кроме того, она показывает что движение движителя в пространстве осуществляется не за счет выделения на нем какой-либо неуравновешенной тяговой силы, а за счет того, что при прямом цикле его работы, сопровождающемся линейной деформацией пространства, происходит дискретное смещение его основания 2, а при обратном, сопровождающемся искривлением пространства, дискретное смещение его центра масс, что и соответствует принципу гравитационного движения (26).

Таким образом, предлагаемый гравитационный движитель имеет более высокую скорость движения и лучшие динамические свойства, что повышает его КПД.