logonove2-001.jpg

Létající talíř - gyroplán

Létající talíř - gyroplán - obrázek

Létající talíř - gyroplán - obrázek

Letadla, vrtulníky, rakety a další létající prostředky (raketoplán, VTOL ..) potřebují ke svému nadnášení atmosféru, nebo raketový motor. Nevýhodou prostředků používající ke svému vzletu jiný princip než raketový je jejich používání pouze v prostředí s dostatečným atmosférickým tlakem vzduchu. Naproti tomu rakety se vyznačují velkou nehospodárností, což je velice limituje pro komerční použití. Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny létajícím zařízením jehož podstatou je, že pohonná jednotka je tvořena uzavřenou vakuovou komorou obsahující rotor s obvodovou rychlosti vyšší než 8 km/s pro zemský povrch v horizontální rovině.

PRINCIP NADNÁŠENÍ

Vertikální zdvih tohoto nového létajícího prostředku je založen na stejném fyzikálním principu, který umožňuje družicím létat okolo Země. Družice nespadnou na Zemi, neboť při rychlosti nad cca 8 km/s je odstředivá síla větší než zemská přitažlivost. Představme si, že tento bod nekrouží jenom okolo Země, ale ještě rotuje i v horizontální rovině. Vertikální odstředivá síla působící na bod se nemění. Bod se pohybuje v tangenciální rovině ale i horizontální rovině vůči Zemi. Pohyb v horizontální rovině pouze způsobí, že kromě žádoucí odstředivé síly ve vertikálním směru je zde ještě jedna odstředivá síla v horizontální rovině. Viz obr. 1.

Obr.1 Na body rotujícího disku s obvodovou rychlostí (v1) působí dvě odstředivé síly, které jsou ve stejném poměru, jako je poměr poloměru Země (R2) a poloměru disku (R1).

Obr. 1
img001.jpg, 30kB

Z fyzikálního pohledu je pro nás důležité, že zde je síla F2, která tento disk nadnáší, síly F1 se vyrovnají. Nadnášení nastává při obvodové rychlosti v1 větší jak cca 8 km/s (první kosmická). Platí vztah F2 = m (v1 / 8)2 . Např. při obvodové rychlosti 16 km/s je nadnášející síla 4 krát větší než vlastní hmotnost obíhajícího bodu (rotoru).

TECHNICKÉ ŘEŠENÍ

Bohužel z technické pohledu je odstředivá síla F1 velice důležitá, neboť její nesmírná velikost nám roztrhá každý rotující disk vyrobený z dnešních dostupných materiálů.

Problém je nalézt technické řešení a materiál, který by vydržel tuto obrovskou odstředivou sílu.

Jako materiál přichází v úvahu pouze materiál z uhlíkových nanotrubic, který při hmotnosti o něco větší než hmotnost vody má pevnost 100 násobně větší než nejkvalitnější ocel. S tímto materiálem se uvažuje i pro případnou stavbu kosmického výtahu.

Vlastní technické řešení. Co vlastně bude rotovat ? V obrázku 1 je nakreslen rotující disk, ten se ale jako technické řešení moc nehodí. Potřebujeme, aby rotovalo co nejvíce hmoty na obvodu rotace. Pak se nabízí věnec, který je spojen se středem, což je hřídel v ložisku. Výpočty naznačují, že by tento věnec s pevností „nanotrubic“ mohl toto zatížení vydržet. Problém je, že asi nelze „ukovat“ věnec s „nanotrubic“. „Nanotrubice“ nemají vlastnosti ocele.

Další problém je velikost. Je výhodné zvětšovat poloměr rotace, klesá odstředivá síla, výkon soustavy se zvyšuje. Je dokonce možné, že teprve až při určité velikosti rotující soustavy, se začne gyroplán nadnášet. Pak teprve vertikální síla překoná vlastní hmotnost rotující soustavy plus další nutnou hmotnost (rám, motor, palivo …) a pak konečně nějakou užitečnou hmotnost. Roztočit disk o poloměru několika metrů (desítek metrů) se může ukázat jako nepřekonatelný technický problém.

Je tu jiné řešení. Mít uzavřenou trubici oválného tvaru, z ní vysát vzduch a nechat v této trubici obíhat hmotu rychlostí nad 8 km/s. Viz obr. 2.

Obr. 2
img002.jpg, 35kB

Co by mělo v této trubici obíhat ? Materiál ze supravodivého materiálu. Potřebujeme, aby materiál obíhal v trubici a pochopitelně nepřišel do styku se stěnou trubice. V trubici se vytvoří rotující elektromagnetické pole, které bude odpuzovat supravodivou hmotu od stěny trubice a zároveň udělí hmotě požadovanou rychlost nad 8 km/s. Zjednodušeně by to vypadalo asi takto. Do komory se „nasypou“ částečky ze supravodivého materiálu, elektromagnetické pole je roztočí a neumožní jim dotyk se stěnou. Tloušťka takto rotujícího sypaného věnce bude měřena spíše na setiny až desetiny mm. Malá tloušťka, menší odstředivá síla. To je i další výhoda tohoto řešení. Tloušťkou sypaného věnce můžeme nastavit výslednou odstředivou sílou. Z počátku kdy vývoj bude v plenkách, bude tloušťka menší. Dostaneme menší odstředivou sílu, tak aby to navržené technické řešení vydrželo, na druhé straně vertikální odstředivá síla bude menší. Další vývoj nám umožní, zvětšovat tloušťku věnce a vztlak. Pro volbu tloušťky bude rozhodující, jak velký tlak ještě vydrží síla elektromagnetického pole odpuzující supravodivé částečky od stěny trubice. Potom přichází na řadu pevnost vlastní trubice, která bude vyrobena z „nanotrubic“.

Tvar trubice. Tak jak je naznačeno v obr.2, nemusí to být jenom rotační tvar, ale tvar oválný. „Škodlivé“ odstředivé síly by potom vznikaly v obloucích a v rovných úsecích by nebyly. To by mohlo dát konstrukční výhodu, neboť silné magnetické pole by bylo jenom v obloucích. Vyrobit takové pole bude asi vyžadovat další zařízení zvyšující hmotnost gyroplanu. Rovné úseky by vyžadovaly menší magnetické pole a tím lehčí „aparaturu“ pro výrobu elektromagnetického pole.

Jak by asi gyroplane vypadal. Podobal by se doutníku, nebo vzducholodi. Pohonná jednotka by vypadala podle obr.3. Nebyl by zde tak prázdný prostor, ten by se zahustil soustředně vloženými trubicemi. Jak bylo řečeno, tloušťka obíhající supravodivého materiálu by byla několik desetin mm, pak je zde několikamilimetrová tloušťka komory z „nanotrubic“ a prostor nutný k vytvoření magnetického pole. Dá se předpokládat, že celková tloušťka trubice by byla řádově v cm. Potom by gyroplane s poloměrem vnější trubice řádově v metrech obsahoval několik desítek trubic. Vztlak jedné trubice by díky konstrukčním omezením nemusel být dostatečně vysoký, zhuštěním bychom ale dostali požadovanou sílu. Navíc by nám toto zhuštění hmoty z „nanotrubic“ pomáhalo překonávat i obrovské odstředivé síly.

Obr. 3
img003.jpg, 29kB

VYUŽITÍ

Gyroplane se může pohybovat v atmosféře i mimo ní a to i ve svislém směru. Jeho provoz je mimořádně hospodárný. Energii potřebuje hlavně na zrychlení rotoru a na horizontální pohyb. Nepotřebuje žádné speciální startovací plochy a může startovat z jakéhokoliv místa.

Vně létajícího zařízení není žádná rotující vrtule a zařízení může bezpečně přistát i na místech, která jsou pro vrtulníky nepřístupná, jako je například hustý les, zástavba a podobně.

Při letu do kosmického prostoru se nejdříve zařízení vznese do prostoru mimo atmosféru, při zlomkové spotřebě energie oproti raketovému pohonu, a teprve tam ji raketové motory udělí první kosmickou rychlost. Vlastní roztočení prstence se může provést na zemi z externích zdrojů, tím se ušetří energie zařízení. Při vzletu se už bude používat vlastní energie na zvýšení a udržení otáček a na horizontální pohyb. Při návratu na zemský povrch, nebude zařízení brzděno vzduchem za cenu nebezpečně velkého zvýšení teploty jeho povrchu. Zabrzdí motory ještě v kosmu na malou horizontální rychlost a vertikálně se snese dolů na zemský povrch.

Velká výhoda zařízení je, že se může dlouhodobě vznášet v libovolné výšce od několika metrů do stovek kilometrů. To je umožněno velice nízkou spotřebou energie na udržení otáček prstence.

img004.jpg, 16kB

převzato z www.letajicitalir.cz

copyright © 2008 pp - gyroplane nb (cz) v editoru pspad email: gyroplane@email.cz

 

06.07.2009 17:00:38
hubertxy
ISSN 1804-929X
Vlastní vyhledávání
Časopis kultury a oddechu
web Tomáše Vícha
Psychotronika a druidismus
Portál o architektuře
Veřejnost, odbornost, komunikace
Umění žít s uměním
Aktuálně ze světa výtvarného umění
Kalendář astronomických snímků dne
Portál italské Mezinárodní Společnosti Biourbanismu - ISB
Poezie
Soukromá škola dramatické tvorby a Metody Jacques Lecoq (Francie)
The California Institute of Earth Art and Architecture
Aktuálně o designu
Anotace různorodé naučné literatury
Architektura země Dogonů
Biotecture, Michael Reynolds
Stránky hledačů poznání
web Igora Chauna
Hanas living factory
Johana Hájková - perokresby
Klub se věnuje ochraně památek  v Praze od r. 1900
web o.s. Za krásnou Olomouc
iniciativa za veřejnou diskusi
deník
literární server
cyklistika, cykloturistika, cestování na kole
Občanské sdružení
Mapa pražských kauz
Zaměřeno na magistrát!
Nový zdroj informací
časopis
blogy na Respektu
Ukrajinský kulturně politický měsíčník s českou mutací
web Stanislava Vašiny
Literární almanach on-line
občanské sdružení
Hmyzáci a jiné šperky z polymeru
TOPlist
free counters
t.vich@seznam.cz, stanislav.vasina@gmail.com
Name
Email
Comment
Or visit this link or this one