Az itt következő leírás Krasznopolszkij szabadalmának a magyar nyelvű fordítása. Krasznopolszkij kidolgozott egy módszert, amivel az űrhajók meghajtását lehetne megvalósítani a váltakozó elektromágneses mező felhasználásával. Ez nem teljes fordítás, mivel egy és ugyanazon dolog többször is szerepel a szabadalomban, amiket nem fordítottam le többször. Van egy-két kisebb elírás is az eredeti szövegben, azokat kijavítva fordítottam le.

A szabadalom rövid leírása

A szabadalmat az űrhajók meghajtásánál használhatjuk. Olyan térben, ahol nincs mire támaszkodni, az álló helyzetű induktorok (tekercsek) egymásra gyakorolt hatását lehet hasznosítani a mozgás létrehozására. Ehhez legalább két tekercsre van szükségünk, melyekbe kis fáziseltéréssel váltakozó áramot vezetünk, ezáltal hozva létre a mágneses mezőt. Az induktorok egymástól egy rögzített távolságra vannak (L), mely távolság az áram frekvenciájától (N), az induktorok közötti maximális potenciálkülönbségtől (U), az induktorokat elválasztó térben terjedő mágneses mező sebességétől (V) és ennek a mezőnek az elektromos stabilitásától (Est) függ a következő összefüggés alapján:

U : Est < L < V : 4N

A fáziseltérés a váltóáram periódusidejének 23-27 %-a.

Ez a módszer magas fokú biztonságot és az erők irányának könnyű megváltoztatását biztosítja.

 

A szabadalom részletes ismertetése

A találmány célja az, hogy olyan térben is létre tudjunk hozni mozgató erőt, ahol nincs mire támaszkodni. Ezt a bevezetőben ismertetett módon két, egymástól rögzített távolságra lévő tekercs segítségével érhetjük el, melyekbe egymástól eltérő fázisú váltakozó áramot vezetünk.

A működési elv a következő.

Az azonos tengelyre (3) erősített két induktivitás (1 és 2) egymástól L távolságra van. Ezt mutatja az 1.ábra.

1.ábra. A rendszer két, ugyanazon tengelyen elhelyezett tekercsből áll

A tekercseken átvezetett áram kölcsönható erőket hoz létre az egyik tekercs árama és a másik mágneses mezeje között. Az induktorok a rajtuk átfolyó áramok irányától függően taszítják vagy vonzzák egymást.
Az első induktoron (1) átvezetett (I1) áramimpulzus gerjesztette mágneses mező a második induktorra t(L) = L : V idő múlva fejti ki a hatását. (lásd a 2.ábrát.)

2.ábra. A két tekercs egymásra hatása a rajtuk átvezetett állandó feszültségű áramimpulzusok függvényében

 

Ha ebben a t(L) időpontban elkezdünk (I2) áramot vezetni a második tekercsbe, akkor az 1. tekercs mezeje F1-2 erővel kezd hatni a 2. tekercsre, azaz vonzza magához a 2. tekercset. Ebben a t(L) időpillanatban, akárcsak az utolsó t(L) időszakban a 2. tekercs még nem fejt ki hatást az 1. tekercsre. Mivel az induktorok stabilan vannak rögzítve, ezért az egész rendszer mozgásba jön, a 2. tekercstől az 1. tekercs felé mozdulva el.
Ennek a folyamatnak az N frekvenciájú periodikus ismétlése, ahol N <= 1:4t(L) (lásd a 2.ábrát), azért szükséges, hogy megakadályozzuk a 2. tekercsnek az 1.tekercsre való visszahatását. Ez egyenes vonalú haladómozgást eredményez. Ha az áramimpulzus időtartama t-vel meghaladja 2t(L)-t, akkor a 2. tekercs mezeje F2-1 erővel kezd hatni az 1. tekercsre, így a folyamat hatásfoka (2t(L) + t):2t(L)-lel csökken.

Ha a 2t(L) időpillanatban az 1. tekercsen ellentétes irányú áramot vezetünk keresztül (lásd a 3.ábrát), akkor a 2t(L) időpillanattól kezdve a következő 2t(L) intervallumban a 2. tekercs mezeje már hatást fog gyakorolni az 1. tekercsre, azt taszítani fogja, tehát az 1. tekercsre ható F2-1 erő ugyanolyan irányú lesz, mint a 2. tekercsre ható F1-2 erő. Ebben az esetben ez az állandósult rendszer kétszer akkora erővel fog hatni.

3.ábra. A két tekercs egymásra hatása a rajtuk átvezetett váltakozó áram függvényében

 

Ezek az erők a következőképpen határozhatók meg:

L = V : 4N

ahol:

Az L megnövelése a V:4N-hez képest ahhoz vezet, hogy az induktorokra ható erők az áramimpulzus idejének egy része alatt különböző irányúak lesznek, mely végső soron a módszer hatásfokának csökkenését eredményezi. Ezen kívül az induktorok használata esetén, melyek induktivitása csökken az L növelésével, az erők abszolút értéke is csökken. Ez célszerűtlenné teszi az induktorok közötti távolságok megnövelését.

Az L lecsökkentése a V:4N-hez képest szintén ahhoz vezethet, hogy az induktorokra ható erők az áramimpulzus idejének egy része alatt különböző irányúak lesznek, mely végső soron a módszer hatásfokának csökkenését eredményezheti. Ugyanakkor az induktorok használata esetén az induktivitás értéke, mely az 1:L vagy akár 1:L^2-nel arányosan változik, az induktorokra ható erő is megnövekszik, mely végső soron az eredő erők növekedéséhez vezet.

Viszont mivel a tekercseken átfolyó áramok fázisai eltérnek egymástól, az induktorok közötti távolság U:Est arányú csökkentése elektromos túlterheléshez vezet, ami azt jelenti, hogy az L értéke túl kicsi sem lehet .

Az áramimpulzusok fáziseltérésének növelése vagy csökkentése az optimális 25%-os értékhez képest szintén ahhoz vezet, hogy az induktorokra ható erők az áramimpulzus idejének egy része alatt különböző irányúak lesznek, mely szintén a módszer hatásfokának csökkenését eredményezheti. A fáziseltérést a 23-27%-os tartományánál keskenyebb sávban tartani jelentős nehézségekbe ütközik, viszont ezen határok között a hatásfok nem romlik 1%-nál jobban.

Szinusz hullámok esetén a rendszerre ható F erő egyenesen arányos sin(f1)-gyel és sin(f2)-vel. f1 = 2*Pi*N*L:V és f2 a fáziseltolás. A szögsebesség w=2*Pi*N. Ha a tényleges w' szögsebesség eltér a számolt w0=Pi*V:2L-től, akkor a rendszerre ható F erő a cos(Pi*w:2*w0) értékkel arányos, ahol w=w' - w0.

Az induktorok száma meghaladhatja a kettőt, mindössze arra van szükség, hogy minden szomszédos induktor pár között a távolság L legyen, az áramimpulzusok közötti fáziseltérés pedig a 23-27%-os tartományban maradjon.

Ha az induktorok között olyan anyagot használunk, melyben a mágneses mező terjedési sebessége V, mely kisebb C-nél (a fénysebességnél), akkor a szükséges frekvencia értéke C:V arányban csökkenhet.

Tekercsekként közös tengelyre erősített elektromágneseket is használhatunk (vasmaggal vagy vasmag nélkül), párhuzamos, egyenes vezetékeket vagy akár (eltérítő rendszerrel ellátott) párhuzamos, töltött részecskesugarakat. Csak arra kell figyelni, hogy a távolság, a fáziseltérés és a frekvencia a fentebb említett viszonyok között maradjon.

 

1.példa.

Induktorokként két jól rögzített, párhuzamos vezetéket használunk, melyek vákuumban helyezkednek el (ahol a mágneses mező terjedési sebessége egyenlő a fénysebességgel). A következő számítási példában azt vizsgáljuk meg, hogy a különböző paraméterek (az induktorok közötti L távolság, az áramok f fáziseltérése, a w szögsebesség és az N frekvencia) hogyan hatnak a hatásfokra.

Az induktorok mérete és a tekercs hossza kisebb kell, hogy legyen, mint az induktorok közötti távolság.

Tegyük fel, hogy az 1. tekercsben szinuszos áram folyik

I1 = I0 * sin(t)

mely a 2. tekercsben

B1 = B0 * sin(w-f1)

indukciót hoz létre, ahol

Ha a 2. tekercsben folyó áram

I2 = I0 * sin(wt-f2)

ahol:

akkor az 1.tekercs közelében a létrehozott indukció

B2 = B0 * sin[wt-(f1+f2)]

Ebben az esetben az 1. tekercsnek 2. tekercsre kifejtett F1-2 ereje

F1-2 = B1 * I2 = B0 * sin(wt-f1) * I0 *sin(wt-f2)

a 2. tekercsnek az 1. tekercsre kifejtett F2-1 ereje pedig

F2-1 = - B2 * I1 = - B0 * sin[wt-(f1+f2)] * I0 *sin(wt)

(A B2 értéke előtt lévő "-" jel a mező ellentétes irányát jelöli.)

Tehát, a két induktorból álló rendszer eredő F ereje

F = F1-2 + F2-1

vagy

F = B0*I0*{sin(wt-f1)}*sin(wt-f2) + sin[wt-(f1+f2)]* sin(wt)}

F = B0*I0*{(sin(wt)*cos(f1) - cos(wt)*sin(f1))*(sin(wt)*cos(f2) - cos(wt)*sin(f2) - sin(wt)[sin(wt)*cos(f1+f2) - cos(wt)*sin(f1+f2)]}

F = B0*I0*sin(f1)*sin(f2)*(sin^2(wt) + cos^2(wt)

F = B0*I0*sin(f1)*sin(f2)

Mivel

f1 = 2*Pi:T,

ahol:

ezért

f1 = 2*Pi*L*N:V

és F a maximális erejét

sin(f1) = sin(f2) = 1

vagy

f1 = f2 = Pi:2

esetén éri el. Vagyis

2*Pi*L*N:V = Pi:2

és

L=4*N

Ily módon a rendszerre ható eredő erő akkor lesz maximális, ha

L = V:4N

és

f2 = Pi:2

Ha az egymástól L távolságra lévő induktorokba w' szögsebességű áramot vezetünk, mely eltér az optimális w0 értékétől és a fáziseltérés

f2 = Pi:2

akkor

I1 = I0 * sin(w't)

B1 = B0 * sin(w't - f1)

I2 = I0 * sin(w't - f2) = I0 * sin(w't - (Pi:2) ) = I0 * cos(w't)

B2 = B0 * sin[w't - (f1+f2)] = B0 * sin[w't - (f1 + (Pi:2))] = -B0 * cos(w't-f1)

Ez esetben a rendszerre ható eredő erő

F = I0*B0*[(sin(w't)*cos(w't-f1)) - (cos(w't)*sin(w't-f1))]

F = i0*B0*sin(f1)

Mivel

f1 = 2*Pi*t(L):T'= w'*t(L)

ahol

w' = w0 + w

ezért

f1 = w'*t(L) = w0*t(L) + w*t(L)

sin(f1) = sin[w0*t(L) + w*t(L)]

Ha

w0*t(L) = Pi:2

akkor

sin(f1) = sin[w*t(L) + Pi:2] = cos(w*t(L)) = cos(Pi*w:2*w0)

Így a w:w0 kis értékeinél

cos(Pi*w:2*w0)~= 1

Ha például w:w0 = 0,05, akkor

cos(Pi*w:2*w0)= 0,99

ami azt jelenti, hogy az áram frekvenciáinak elkerülhetetlen eltérései nem okoznak jelentős eltéréseket a mozgató erőben.

Mivel a párhuzamos vezetékekben az indukció értéke 1:L-lel arányos, ezért ha a frekvencia 75 MHz, az áramerősség 1A, a fáziseltérés 25%, a két fixen rögzített vezeték a vákuumban van és a köztük lévő távolság 1 m, akkor a vezeték 1 cm-ére ható mozgató erő 4×10-9 N. Ez kétszerese annak az erőnek, amit ugyanilyen körülmények között kapnánk egyenáramot vezetve a vezetékekbe.

 

2.példa.

Ha az alkalmazott frekvencia 75 MHz, az áramerősség 1A, a fáziseltérés 25%, a két fixen rögzített vezeték a vákuumban van és a köztük lévő távolság 0,001 m, akkor a vezeték 1 cm-ére ható mozgató erő 6,3×10-9 N.

 

3.példa.

Ha az alkalmazott frekvencia 28,3 MHz, az áramerősség 1A, a fáziseltérés 25%, a két fixen rögzített vezeték 0,001 m vastagságú porcelánlemezzel van elválasztva (az induktorok között lévő maximális potenciálkülönbség 8 kV), akkor a vezeték 1 cm-ére ható mozgató erő szintén 6,3×10-9 N. Ebben az esetben a vezetékek közötti távolság nagyobb, mint

U:Est = 8 kV : 9000 kV/m = 0,00089 m

(9000 kV/m - a porcelán elektromos stabilitása). Az áram frekvenciáját azért lehetett lecsökkenteni, mivel a mező terjedési sebessége 2,65-ször kisebb, mint a vákuumban.

 

Ez a találmány lehetővé teszi, hogy olyan térben, ahol nincs mire támaszkodni, tárgyakat, például egy űrhajót mozgásba hozzunk és megváltoztassuk azok orientációját.

A jelenleg használt reaktív (rakéta) meghajtási módszerrel összehasonlítva ez a találmány jóval biztonságosabb és az erőhatás irányát is könnyebb megváltoztatni.

 

A szabadalmat orosz nyelven itt olvashatod el.

Érdemes lenne kísérleteket végezni Krasznopolszkij módszerével. Mint a példák mutatták, 1 A áramerősséggel nem tudtunk jelentős erőket elérni, de ha a tekercs menetszámának növelésével próbálkoznánk (a szabadalomban csak egy vezetékdarabbal lettek elvégezve a számítások), ezáltal növelve az erőhatásokat, akkor talán ésszerű áramerősség mellett már jelentősebb erőket tudnánk kifejteni. Ha van hozzá kedved, próbálkozzál ezzel a módszerrel és ha bármilyen eredményt értél el, akkor azt mond el nekünk is.

 

 

Utolsó frissítés dátuma: 2004 augusztus 24.