Схемы гибридных (ЖРД+КвД) двигателей для космоса

Из книги: В.Г. Костин. России космической державой быть.

Воронеж: Исток, 2019, с. 85 – 112.

Скачать в PDF:

https://drive.google.com/file/d/1S2AOEcYAAk6VoAtDULrGQEq6BV5Z5pYe/view?usp=sharing

Полный текст книги Г.В. Костина скачать в PDF:

https://drive.google.com/file/d/1Qqs_rYZHchTgBeOPhNSTicqXjIT943ky/view?usp=sharing

Владимир Леонов, «Квантон»

Предлагаем читателям ознакомиться материалами из книги профессора В.Г. Костина «России космической державой быть», посвященной гибридным двигателя для космоса. Известны гибридные автомобили, в которых часть энергии от ДВС через электрогенератор отбирается на электропривод. Это позволяет рекуперировать в аккумулятор кинетическую энергию автомобиля при его торможении, используя электродвигатель в качестве генератора, а при старте использовать эту энергию на разгон, уменьшив в целом расход бензина, особенно в условиях городской езды. В целом будущее в автомобилестроении будет принадлежать электромобилю с электроприводом и квантовому двигателю, создающему тягу без сцепления колес с дорожным полотном. И это будут уже квантомобили с отсутствием традиционной трансмиссии, с колоссальной проходимостью, исключающей пробуксовку колес.

Для космоса гибридные двигатели еще не применялись, поскольку впервые опытный образец квантового двигателя компании «Квантон» появился в России в 2007-2009 годах. Принцип работы нереактивного квантового двигателя (КвД) основан на взаимодействии электромагнитного поля рабочего органа КвД с гравитационным полем. Это новые физические принципы неизвестные науке ранее, и открытые в созданной мною фундаментальной теории Суперобъединения. Питание КвД производится электрической энергией и ему не нужно химическое топливо для создания реактивной струи, поскольку реактивная струя у КвД отсутствует в принципе.

Теории ЖРД у Роскосмоса нет. Необходимо отметить, что реактивный жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) – это не лучший во всех отношениях двигатель для космоса. Но другого, альтернативного ЖРД двигателя, не было. Реактивная струя горящего химического топлива из сопла ЖРД большую часть его тепловой энергии бездарно сбрасывает в атмосферу и космос, и не участвует в создании силы тяги.

Как физик-теоретик я столкнулся поразительным научным невежеством, когда все мои попытки найти приемлемую теорию реактивного двигателя, не увенчались успехом. Были отдельные разрозненные фрагменты, далекие от фундаментальных построений. Фундаментальной теории реактивного двигателя до сих пор не было создано. И это не смотря на колоссальные финансовые вливания в космическую отрасль за последние полвека. Мы же (компания «Квантон») за 25 лет не истратили из казны ни копейки, но заложили основы нового космического двигателестроения практически на одном энтузиазме.

Поэтому у нас появилось много вопросов к «НПО Энергомаш» (г. Химки), которое отвечает за космическое двигателестроение, и особенно к его руководителю И.А. Арбузову. В основном эти претензии изложил профессор Г.В Костин в своей книге «России космической державой быть», и касаются они модернизации космического двигателестроения. Профессор Г.В. Костин один из самых авторитетнейших космических двигателистов. В этом плане «НПО Энергомаш» само ничего не делает, но и как головная организация, отклоняет все наши предложения. Это касается не только квантового и гибридного двигателей, но и модернизации ЖРД. Это противоречит государственному подходу к космической отрасли.

На старых физических принципах, не имея новой теоретической базы, уже на протяжении десятилетий не удается повысить эффективность ЖРД хотя бы на несколько процентов. В итоге полезный груз, выводимый на базовую орбиту, составляет всего 3…5% от стартовой массы РН. Но это было достигнуто еще С.П. Королевым и В.П. Глушко. Ничего принципиально нового с тех пор в области космического двигателестроении не сделано. ЖРД, как паровоз, достиг своего технического потолка и остановился в развитии. А задача ставится на повышение эффективности комического двигателестроения на порядок, чтобы полезный груз составлял 30…50% от стартовой массы. Это можно сделать, опираясь только на новые физические принципы, которые дает теория Суперобъединения.

Что дает теория Суперобъединения в плане модернизации ЖРД? Прежде всего, в теории Суперобъединения изложены основы квантовой гравитации (антигравитации) и квантовой термодинамики. А без этих новых фундаментальных знаний развитие космического двигателестроения невозможно. Теория Суперобъединения это квантовая теория нового типа. Старая квантовая механика оперирует вероятностными параметрами (амплитуда вероятности, волновая функция, операторы, скобки Пуассона и т.д.), когда определяется не истинный параметр физической величины, а вероятность его появления. Против вероятностного подхода в квантовой механике выступал еще Эйнштейн («Бог не играет в кости»)

И только с введением кванта пространства-времени (квантона), квантовая теория стала предсказуемой (детерминистской), точно определяя физический параметр, а не его амплитуду его вероятности. Попытки навязать в квантовой термодинамике (Quantum thermodynamics, Wikipedia) старые принципы, выглядят неуклюже. Я спрашивал у двигателистов о фундаментальной сути реактивного двигателя. Ответ был избитый, что при горении топлива газ нагревается и расширяется, вытекая из сопла, толкает ракету. Но этого уже не достаточно на современном уровне знаний.

А что происходит на квантовом уровне при работе ЖРД? Двигателисты этого не знают. С позиций квантовой термодинамики тепловые процессы в ЖРД описываются следующим образом. При горении топлива молекула излучает тепловой фотон. Это было известно. В момент излучения теплового фотона молекула испытывает импульс силы отдачи, приобретая кинетическую энергию движения. Несмотря на очевидность события, это было неизвестно, не было расчетной формулы для вычисления импульса силы отдачи молекулы при излучении фотона. Этот импульс силы отдачи молекулы при горении топлива и лежит в основе работы реактивного двигателя.

Но как эффективно используется этот импульс силы в формировании силы тяги ЖРД? Никто из двигателистов ответа на этот вопрос не знает. А используется импульс силы отдачи молекулы при горении топлива в ЖРД крайне не эффективно. Этот импульс идет на создании в камере сгорания термодинамического хаоса. При сгорании топлива импульсы силы отдачи от множества молекул повышают в камере сгорания температуру и давление, которое давит на стенки камеры сгорания и стенку сопла, создавая силу тяги ЖРД.

А как уйти от термодинамического хаоса при горении химического топлива? В идеальном случае необходимо направить векторы силы отдачи молекул при горении топлива в одну сторону на головку камеры сгорания. А вектор излучения тепловых фотонов необходимо направить в противоположную сторону. Так должен работать идеальный фотонный двигатель. Сам фотон не имеет массы, и по сути дела фотонный двигатель – это квантовый двигатель, создающий силу тяги без выброса реактивной струи и массы.

Но как технологически создать фотонный квантовый двигатель? Лазерный излучатель не может быть фотонным двигателем, поскольку вектор направления силы отдачи молекул при излучении фотонов не направлен в одну сторону, а подвержен термодинамическому хаосу. Чтобы решить эту проблему необходимо изучать теорию Суперобъединения и разрабатывать методику соответствующих опытов, проводить их, анализировать. Кто это будет делать, «НПО Энергомаш»? Но там нет ни одного специалиста по теории Суперобъединения, квантовой термодинамики, квантовой гравитации (антигравитации). Руководитель И.А. Арбузову в этом ничего не понимает, а это означает, что перспектив в создании принципиально новых двигателей для космической отрасли у «НПО Энергомаш» не предвидеться.

Как показывает мой опыт, за четверть века, как я начал пропагандировать теорию Суперобъединения, только единицы ученых смогли понять ее физическую сущность. Всем остальным надо садиться за парту и изучать азы теории Суперобъединения, независимо от академических званий и ученых степеней. Я готов прочитать курс лекций по теории Суперобъединения. Скажу откровенно, такие глобальные знания, как теория Суперобъединения, даются от Бога, и даются только тем, кто предан науке и гуманизму. Я не делал научной карьеры, я всю жизнь делал фундаментальную науку и не принадлежу ни к какой, из так называемых научных школ (кланов). И высшая научная награда нашла меня в виде теории Суперобъединения. Я автор теории Суперобъединения, а это выше любых академических званий.

Об экспертной функции РАН. Парадоксально, но в области фундаментальной науки среди членов РАН, мне разговаривать сейчас не с кем. Это плачевно для такой великой страны, как Россия. Пока же в РАН не видно самой фундаментальной науки прорывного уровня, а видно, что она там ликвидирована. Об этом можно судить по Программе фундаментальных исследований, которая периодически на протяжении десятилетий переписывается как под копирку. Теория Суперобъединения, теория квантовой гравитации и квантовая термодинамика отсутствуют в Программе фундаментальных исследований РАН.

На РАН возложена экспертиза научных работ. В 2010 году Англии была опубликована моя теория Суперобъединения, а 2011 – в Индии. Для физиков создание теории Суперобъединения – это вызов мирового уровня. Есть журнал РАН «Успехи физических наук» (УФН), который публикует даже мелкие научные новости из Интернета. Но о том, что в России создана фундаментальная теория Суперобъединения, УФН замалчивает. Этому есть причины. 1) В РАН нет ни одного специалиста из академиков по теории Суперобъединения, дать даже элементарное заключение некому. 2) Теория Суперобъединения создана вне стен РАН, не потратив на это из казны ни копейки. Ничего подобного в РАН не сделано. А именно РАН отвечает за развитие фундаментальной науки. На финансирование из бюджета проводимых в России фундаментальных исследований направлено в 2019 году 178,9 млрд. рублей. Эти деньги уходят как в песок, научных результатов не видно, и без теории Суперобъединения, и не предвидится.

В данном случае я выступаю как независимый эксперт с резкой критикой РАН. Мне лично ничего не надо, для жизни у меня есть все, а самое главное любимая работа. Мне за державу обидно. Экономический рывок Россия может сделать, только опираясь на новые фундаментальные знания и прорывные технологии, которые дает теория Суперобъединения. Создается впечатление, что кто-то преднамеренно тормозить развитие в России фундаментальной науки, пытаясь меня вытолкнуть из страны, и соответственно, тормозит ее экономическое развитие, поддерживая низкий уровень доходов граждан. Об этом же пишет и профессор Г.В. Костин в своей монографии.

Парадоксы квантовой теории. Рассчитывая силу импульса отдачи молекулы (атома) при излучении фотона, а этому посвящена большая глава в моей монографии, мне пришлось столкнуться с новым квантовым парадоксом. Величина импульса отдачи молекулы (атома) при излучении фотона увеличивается с уменьшением энергии фотона. И наибольшую отдачу производят низкоэнергетические инфракрасные (тепловые) фотоны. Экспериментально это подтверждается, когда ванночка с броуновскими частицами облучается ИК-нагревателем. При этом наблюдается интенсивное хаотическое движении броуновских частиц. При облучении ванночки холодными УФ-фотонами, имеющими большую энергию по сравнению с ИК-фотонами, броуновское движение затихает. Гамма-фотоны не будут производить теплового эффекта, несмотря на свою колоссальную энергию.

Это противоречит классической механике, когда импульс силы отдачи при выстреле пушки пропорционален энергии порохового заряда и массе снаряда. Казалось бы, что молекула (атом) выстреливает фотон подобно пушке, и сила отдачи в импульсе должна увеличиваться с увеличением энергии фотона. Но все происходит наоборот, чем меньше энергия фотона, тем больше импульс силы отдачи на молекулу.

Объяснение этому парадоксу дано в теории Суперобъединения и связано с квантованной структурой пространства-времени и двухроторной структурой фотона, обладающей электрической и магнитной компонентами. При излучении фотона, его электрическое поле поляризует квантованное пространство-время, в котором находится положительно заряженное ядро атома (ядра молекулы). Время воздействия на ядро определяется длиной волны фотона и его периодом. Чем больше длина волны и период, том больше время воздействия и импульс силы Кулона на ядро. Поэтому длинноволновые инфракрасные фотоны оказывают, тепловое воздействие на молекулы и атомы. Более подробно читайте об этом в теории Суперобъединения.

Из сказанного вытекает, что концентрация тепловых фотонов в веществе определяет его температуру в соответствии с молекулярно-кинетической теорией тепла. При этом производства тепла связано с производством тепловых фотонов (см. Тепловое оружие и природа тепла). Сжигая топливо в камере сгорания ЖРД, мы производим тепловые фотоны, которые обеспечивают, в конечном итоге создание реактивной тяги. Наша задача оптимизировать эти процессы для ЖРД на пути к фотонному двигателю. Это можно сделать, только опираясь на теорию Суперобъединения.

Необходимо обратить внимание, что в отсутствии квантованной среды, не может родиться фотон, не могут осуществляться процессы горения, не будет создаваться силовой импульс отдачи на молекулу при излучении фотона, и, конечном итоге, не будет работать реактивный двигатель

О нарушении закона сохранения импульса. До недавнего времени реактивный принцип движения в космосе был единственным. При этом отрицалась возможность создания нереактивного двигателя, поскольку такой двигатель вел к нарушению закона сохранения импульса, основанного на законах Ньютона. В теории Суперобъединения приведена известная единая формула для всех сил, когда сила F определяется градиентом (перепадом в пространстве) энергии W:

F=gradW (1)

Из формулы (1) вытекают все законы Ньютона, в том числе, закон всемирного тяготения и закон сохранения импульса. Формула (1) первична, но чтобы она заработала, необходимо пространство, по которому «разлита» энергия в виде глобального энергетического поля. В теории Суперобъединения это глобальное поле представлено сверхсильным электромагнитным взаимодействием (СЭВ) – пятой фундаментальной силой (Суперсилой). Тогда деформируя поле СЭВ (искривляя его по Эйнштейну) с помощью квантового двигателя, мы получаем силу без выброса реактивной массы в соответствии с формулой (1). Квантовый двигатель отталкивается от поля СЭВ, создавая нереактивное движение. Никакого нарушения законов Ньютона квантовый двигатель не производит.

О том, что возможно, нарушение закона сохранения импульса, писали еще ранее наши физики-теоретики, профессора МГУ Э.Р. Смольяков и Б.А. Арбузов. Дело в том, что в соответствии с формулой Ньютона, когда сила равна массе умноженной на ускорение, а ускорение есть вторая производная от пути по времени, формула Ньютона справедлива, когда ускорение постоянно. Но для переменного ускорения, а это наблюдается при ударах и взрывах, сохранение импульса нарушается. Такой эффект обнаружен в детонационном двигателе, который развивает большую удельную силу тяги по сравнению с традиционным ЖРД, а также в инерциоиде Толчина.

Схемы гибридных (ЖРД+КвД) двигателей для космоса. На рис. 1-4 в книге профессора Г.В. Костина приведены схемы гибридный двигателей (ЖРД+КвД). С их описанием читатель может ознакомиться самостоятельно:

Скачать в PDF:

https://drive.google.com/file/d/1S2AOEcYAAk6VoAtDULrGQEq6BV5Z5pYe/view?usp=sharing

Автор: Leonov