Техника - молодёжи 2000-05, страница 15

А ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ

менного тока i, проводников, индуктив-ностей L и емкостей С; причем емкости должны быть не типа тех, что используются в радиотехнике, а иметь форму объемных (например, сферических) тел Емкости и индуктивности образуют колебательный контур (условимся такое простейшее устройство называть диполем; его геометрические размеры должны быть меньше половины длины излучаемой им электромагнитной волны). Если частота генератора равна резонансной частоте колеба

тельного контура, то ток в нем будет максимальным. При этом на диполь станет действовать сила F, которая заставит его перемещаться в пространстве, как бы отталкиваясь от него (рис.2).

Расчеты показывают, что такой движитель должен обладать следующими особенностями. Во-первых, при постоянной величине тока суммарная сила,

действующая на диполь, не зависит от его геометрических размеров, и поэтому его удельная тяга должна возрастать с их уменьшением. Но, во-вторых, такое устройство обладает одним существенным недостатком: во время работы оно станет активно излучать электромагнитное поле подобно антенне, настроенной на резонансную частоту.

Можно ли свести это излучение к минимуму? Для этого два диполя надо соединить таким образом, чтобы ток в них протекал навстречу друг другу (рис.3). В результате электромагнитные волны, излучаемые каждым диполем, станут «гасить» друг друга. На основе такой принципиальной схемы можно строить «безопорные» электромагнитные движители любой конфигурации — например, изображенной на рис.4. Естественно, реально работающие устройства подобного рода будут иметь какую-то иную конструкцию (одна из проблем заключается, например, в том, чтобы как-то уменьшить размеры объемных емкостей.

Но это — проблемы технического характера. А главное заключается в том, что для создания «безопорных» электромагнитных движителей не существует препятствий принципиального характера. ■

Например, рассмотрим хорошо известную задачу о взаимодействии двух электрических колебательных контуров с индуктивной связью (см. рисунок). Если первый контур запиты-вается от генератора синусоидальным напряжением, то строгие расчеты (приводить которые в популярном журнале неуместно), основанные на уравнениях Максвелла, дают необычный результат.

Fi

р2

А именно, оказывается, что при некоторых условиях полезная мощность, выделяемая во втором контуре, может оказаться больше мощности, потребляемой в первом контуре. Более того, катушки контуров взаимодействуют так, что сила действия первой катушки на вторую Fi не равна силе противодействия второй катушки на первую F2, и поэтому должна возникать несбалансированная («внутренняя») сила F, понуждающая систему к «самодвижению». Очевидно, что в этом случае равный импульс противоположного знака уносится полем, и поэтому, строго говоря, речь тут идет не о нарушении, а о расширении классических законов сохранения.

Этот результат скорее настораживает, чем радует. Ибо если все это действительно так, то непонятно — о чем же люди думали раньше? ■

экранопланы -космодромы будущего?

Эти машины, стремительно скользящие над водой и землей на высоте нескольких метров за счет эффекта экрана, были впервые в мире сделаны в СССР. Изобретатель экрано-планов, гениальный конструктор Р.Е. Алексеев, руководил их разработкой и производством в 60—70 гг. в сверхсекретном ЦКБ под г. Горьким. Американцы, заснявшие саспутника испытание стометрового боевого экра-ноплана в Каспийском море, были в шоке. Снимок «каспийского монстра» обошел тогда западные газеты.

С тех пор многое изменилось: за океаном научились успешно делать похожие машины; у нас же «экранопланостроение» в КБ имени Алексеева, давшее нам уже десятки моделей разной величины и назначения, было практически остановлено с конца 80-х (подробнее см. в «ТМ», №11 за 1998 г.). И вот, похоже, наметился новый прорыв, связанный с международным сотрудничеством и, соответственно, финансированием. В журнале New Scientist (опять мы новости узнаем «из-за бугра»?) опубликована статья, посвященная совместным разработкам российских и японских конструкторов. Речь идет о гигантском экраноплане, оснащенном ракетным двигателем и способным лететь над поверхностью воды с гигантской скоростью. Но зачем такой гигантизм? Во-первых, — для «спасения на водах», где дорога каждая минута. Кстати, сам Алексеев мечтал о спасательном экраноплане — и в свое время военный «каспийский монстр» начал было переделываться под эти цели. Но работа «спасателем» — далеко не все, чего ожидают от будущих российско-японских «монстров». Эти экра-нопланы хотят попробовать в качестве... летающих космодромов. Александр Небы-лов — директор Международного института современных аэрокосмических технологий (Санкт-Петербург) считает, что основным преимуществом экраноплана, оснащенного ракетными двигателями, является высокая начальная скорость запуска. Реактивные двигатели могут разгонять «монстра» до скоростей более 600 км/ч. Это и будет начальная скорость космической ракеты при ее старте с плоскости огромного крыла экраноплана. При таком горизонтальном запуске с высокой начальной скоростью ракета сможет обойтись без внешнего топливного бака или дополнительных ускорителей, как при запуске «шаттла». Возвращаясь обратно, космический корабль будет приземляться, а точнее, «прикрыляться» на движущийся экраноплан. Место запуска в океане можно выбрать любое, в том числе и на экваторе. По подсчетам специалистов, вес экраноплана должен быть порядка 1500 т. Небылов и его японский коллега Но-буюки Томита из токийского института Musashi Institute of Technology надеются, что в будущем году удастся провести испытания уменьшенной модели экраноплана весом «всего» 400 т.

Разработчики уверены, что эта технология сможет серьезно конкурировать с традиционными способами вертикального взлета. Может быть, тогда наконец найдутся деньги и на строительство малых гражданских экранопланов, которых давно ждут, например, в Сибири? ■

Андрей САМОХИН

2 Техника - молодежи N° 5 15

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 52000