Рекуперационные двигатели снимают ограничения по скорости и дальности полета космических аппаратов, которые сейчас обусловлены необходимостью перевозки топлива.
В 60-х годах ХХ века физик Роберт Бассард предложил революционную концепцию прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД), работающего на термоядерной тяге. Предполагается, что Bussard Ramjet будет поддерживать движение космического корабля с околосветовой скоростью без топлива на борту. Для этого предлагаемый прямоточный воздушно-реактивный двигатель использует тот факт, что большие промежутки между звездами никогда не бывают пустыми. Они представляют собой смесь опасного излучения и космического вещества, такого как пыль и атомы водорода. Когда корабль движется в космосе, он сможет собирать этот межзвездный газ и преобразовывать его в энергию для корабля. Чтобы собрать межзвездный газ, космический корабль толкает перед собой собирающую воронку. Но межзвездная среда имеет среднюю плотность около 1 атома водорода на кубический сантиметр, что делает ее чрезвычайно разряженной. И когда размер этой воронки был подсчитан, надежды быстро угасли. Чтобы достичь тяги в 10 миллионов ньютонов, что в два раза превышает мощность основного двигателя космического корабля "Шаттл", воронка должна иметь диаметр почти 4000 километров. И сила сопротивления превышает силу тяги. Таким образом, межзвездные путешествия остаются лишь частью научной фантастики.
Проблема в том, что газовая среда на пути звездолета непригодна для сбора газа для двигателя.
А газовая среда позади звездолета?
Теория реактивного движения фокусируется на ракете. Разработчики не думают о том, что происходит с выброшенными газами, и даже не предполагают, что их можно использовать повторно. Теория рассматривает выбрасываемые газы как монолитное тело, от которого отталкивается ракета. Но это в корне неверно. Оказавшись в космическом вакууме, газы моментально рассеиваются во все стороны. Что это значит и что это нам дает?
• Если вы отталкиваетесь от объекта в космосе, то вы разлетаетесь в разные стороны.
• Если после этого вы поймаете этот объект, например, за веревку, то ваше движение остановится.
Но представьте, что объект, от которого вы оттолкнулись, остановился до того как вы его поймали. Пока не важно, по какой причине. И вы поймали недвижимый объект. Вы потеряете только часть импульса, но ваше движение продолжится. Вы опять отталкиваетесь от этого объекта. Что-то снова останавливает его, а вы летите быстрее. Цикл повторяется снова и снова. Вы летите все быстрее и быстрее.
Что может остановить этот объект в космосе? Если это твердое тело, то ничего. Но все меняется, когда мы имеем дело с газами. И именно газы толкают ракету.
• Оказавшись в вакууме, газы мгновенно расширяются. Расширяясь, они остывают.
• Что такое температура? Это скорость молекул.
• Отработанный газ охлаждается, и его молекулы теряют свою кинетическую энергию.
• Масса, от которой оттолкнулась ракета, естественным образом теряет импульс безо всякого взаимодействия с ракетой.
• Эта масса может быть собрана, возвращена в ракету, нагрета и снова выброшена через сопло.
• Рабочее тело реактивного двигателя можно использовать в замкнутом цикле снова и снова и снова.
Возврат части материалов или энергии для повторного использования в том же технологическом процессе называется рекуперацией (от лат. recuperatio «возврат, поступление; возврат») Отсюда и название «Рекуперационные двигатели». Многие знают о рекуперативном торможении, при котором тяговые двигателям, работают в режиме генераторов и вырабатывают электроэнергию. Рекуперативное торможение применяют на электровозах, электропоездах, трамваях и троллейбусах, где при торможении электродвигатели работают как электрогенераторы, а вырабатываемая электроэнергия передается в общую энергосистему. Аналогичный принцип используется в электромобилях и гибридных транспортных средствах, где энергия, вырабатываемая при торможении, используется для подзарядки аккумуляторов.
Одним из примеров рекуперационного двигателя может служить двигатель Стирлинга. Это рекуперационный двигатель поршневого типа. Рабочее тело движется в нем по замкнутому кругу. И это один из немногих известных способов получения электричества в космосе. На земле этот двигатель не используется из-за низкого КПД по сравнению с атмосферными поршневыми двигателями. Но в космосе двигатель Стирлинга может оказаться лучше, чем солнечные панели.
Как вы могли заметить, метод рекуперационного движения опирается на концепции, уже изученные современной физикой. И внимательное изучение процессов, происходящих с элементами системы действительно дает новое понимание этих процессов. Новое понимание выводит нас за пределы характеристик современных двигательных установок космических кораблей. Космические корабли больше не будут безвозвратно терять часть своей массы, чтобы двигаться. Все изменится. Рекуперативные двигатели снимают ограничения по скорости и дальности полета космических аппаратов. И человечество станет звездной расой. Единой перед бескрайними просторами вселенной.
Мною разработана Теория Рекуперативных Двигателей с иллюстрациями и термокинетической схемой, а так же несколько конструкций рекуперативных двигателей для космических полетов. Каждая из этих конструкций станет самостоятельным направлением в развитии рекуперативного двигателестроения. Работоспособность одной из этих конструкций уже подтверждена экспериментально.
После всеобщего увлечения космосом во второй половине ХХ века эйфория сменилась разочарованием и равнодушием. И теория, и практика наглядно показали, что мы привязаны к родной планете. Любые планы и надежды разбивались о необходимость безвозвратно терять массу для достижения высокой скорости. Реактивные двигатели не могут обеспечить полеты в дальний космос. Это направление зашло в технологический тупик. Люди не видят перспектив в космосе. Все узкие ниши давно заняты большими дядями. Входной билет слишком дорог, а прибыль сомнительна. Нам нужен прорыв. И вот, когда все уже устали его ждать, я представлю вам свою технологию, которая меняет все. Космические корабли больше не будут отбрасывать часть своей массы, чтобы двигаться. Мой метод разработан на основе концепций, уже освоенных современной физикой и широко применяемых на практике. Тщательное изучение предложенной мною последовательности хорошо изученных физических явлений даст новое понимание физики. Вся история технического прогресса есть история разрешения технических противоречий. Я покажу вам, как можно использовать ракетное топливо в замкнутом цикле. Снова и снова и снова.
Продолжение в статье «Двигатели для глубокого космоса»
Луганск
20.08.2022