CC BY
71
ДИСКУС1ЙН1 ПОВ1ДОМЛЕННЯ
УДК 539.186.2, 539.2
А.Д. БЕХ*, А.А. МОРОЗОВ*, Д.Н. КОБЗАР**, В.П. КЛИМЕНКО*, В.М. ГРИНЧУК*, Ю.Г. КОРОВИЦКИЙ*
ДИНАМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА СИЛОВЫХ ПОЛЕЙ И МИКРООБЪЕКТОВ
Институт проблем математических машин и систем НАН Украины, Киев, Украина **Дарницкая ТЭЦ-4, Киев, Украина
Анотаця. Для опису променистог енерт у виглядi магнтних, гравтацтних, електромагнтних силових полiв i енергетичних частинок amoMie створен drnaMiHrn дискретн моделi на o^oei ут-версального енергетичного елемента в фoрмi дискретног магштног маси. Виконано aнaлiз i синтез iерaрхiчнoг системи руху i силовог взаемодИ енергетичних частинок в атомах. Розкрита aнamoмiя фiзичних пoлiв i мiкрooб'екmiв. Динaмiчнi дискретн мoделi використан для обгрунтування енер-гетичног ефекmивнoсmi електрично керованих елементарних магнтних двигутв. Ключовi слова: магнтна маса, утверсальний енергетичний елемент, квант енергп поля, динaмiч-на дискретна модель, елементарний магнтний двигун.
Аннотация. Для описания лучистой энергии в виде магнитных, гравитационных, электромагнитных силовых полей и энергетических частиц атомов созданы динамические дискретные модели на основе универсального энергетического элемента в форме дискретной магнитной массы. Выполнен анализ и синтез иерархической системы движения и силового взаимодействия энергетических частиц в атомах. Раскрыта анатомия физических полей и микрообъектов. Динамические дискретные модели использованы для обоснования энергетической эффективности электрически управляемых элементарных магнитных двигателей.
Ключевые слова: магнитная масса, универсальный энергетический элемент, квант энергии поля, динамическая дискретная модель, элементарный магнитный двигатель.
Abstract. To describe the radiant energy in the form of magnetic, gravity, electromagnetic force fields and energetic particles of atoms there were created dynamic digital models based on universal power element in the form of discrete magnetic mass. The analysis and synthesis of a hierarchical system of motion and force interaction of energetic particles in atoms was done. The anatomy of physical fields of micro-objects was disclosed. Dynamic discrete models were used for study of energy efficiency of electrically operated elementary magnetic machines.
Keywords: magnetic mass, universal energy element, quantum field of energy, dynamic discrete mode, elementary magnetic machine.
1. Введение
Человек живёт в бесконечном пространстве непрерывно движущихся и взаимодействующих объектов. Такой мир называют динамическим. Поэтому человек лишен возможности природой получить реально абсолютную систему отсчета изменения скорости относительного движения объектов, кроме интеллектуально сконструированной в своём сознании.
Первой интеллектуально воспроизведённой системой отсчёта изменения скорости движения космических объектов относительно Земли считают систему Птолемея. Вторая система отсчета изменения скорости движения космических объектов относительно Солнца была предложена Коперником.
Человек как рядовой объект природы живёт в третьей системе отсчета изменения скорости относительного движения объектов - динамической системе абсолютного движения и магнитного взаимодействия энергетических частиц.
© Бех А.Д., Морозов А.А., Кобзар Д.Н., Клименко В.П., Гринчук В.М., Коровицкий Ю.Г., 2016 119
ISSN 1028-9763. Математичш машини i системи, 2016, № 3
Цель физики как науки о природе всегда состояла в выяснении сущности энергии -первопричины строения, движения и взаимодействия объектов. Главной проблемой физики и, следовательно, всего естествознания было и остаётся знание способа существования энергии в реальном пространстве и времени. Ядерная физика открыла мир элементарных частиц. Она располагает двумя важнейшими фактами для уточнения энергетической картины мира.
Первый факт устанавливает форму локализации энергии, носителем которой являются частицы, а не среда, которая характеризуется различной проницаемостью для силовых полей, как это априори принято в современной физике феноменов.
Второй факт относится к сущности энергетических величин классической физики. Внутреннюю энергию топлива, в том числе ядерного, принято отождествлять с тепловой энергией и её главной величиной - температурой. Поэтому после взрыва четвертого блока Чернобыльской АЭС (1986 г.) физики искали тепловой прогар днища ядерного реактора, но там следов высокотемпературного воздействия ядерного топлива не оказалось. Неожиданным для физиков оказался также результат исследования остова мачты, на которой производился взрыв первой атомной бомбы (1945 г.). Был обнаружен лишь слегка оплавленный металл в месте разрушения мачты. Следовательно, название «термоядерная энергия» оказалось неадекватным её сущности. Известна оценка М. Планка [1] познавательного состояния теории радиоактивного распада: «Всякая попытка высказать хотя бы какое-нибудь предположение о динамических законах радиоактивного распада представляется в настоящее время совершенно безнадёжной, особенно если вспомнить, как безуспешны оказались все старания повлиять на радиоактивные явления путём внешних воздействий, например, повышением или понижением температуры». На первый план физического познания мира выходят явления магнетизма.
Магнетизм в большей или меньшей мере присущ всем атомам и всем физическим объектам. К группе атомов с сильно выраженным магнетизмом относятся атомы железа и кислорода. Они отличаются большим процентным содержанием в земной коре. Им присуще индуцированное намагничивание сторонними полями - появление индуцированных сил притяжения и, следовательно, относительное механическое перемещение. Механическое перемещение в философии признано основной формой движения материи. Сущность материи и движения составляет цель философского познания реального мира, и поэтому философия признана началом рациональной науки и её нынешним союзником. Философские парадигмы - причинность и расчленение сложного объекта на возможно большее количество частей стали методами построения физических теорий классической физики.
Динамическая физика, изложенная в настоящей статье, отличается от классической физики двумя постулатами.
Постулат первый. В природе существует беспричинное движение (causa sui - философский принцип Б. Спинозы) универсальных энергетических элементов с постоянной (абсолютной) скоростью перемещения, равной скорости света.
Постулат второй. Универсальный энергетический элемент имеет форму дискретной магнитной массы с неразделимыми свойствами притяжения и отталкивания магнитных полюсов и свойством абсолютного движения, которое отождествляется с энергией перемещения дискретной массы минимальной величины. Наряду с поступательным движением, магнитным диполям присущи вращательное движение и энергия вращательного движения. Энергетические частицы полей и атомов не бывают в состоянии покоя.
Первый постулат противопоставляется философской категории причинности (нет беспричинных событий - Аристотель), а второй постулат является альтернативой принципам познания природы Р. Декарта и Г. Галилея - расчленения и анализа частей объекта.
Введение новых постулатов для динамической физики направлено на достижение единства и достоверности физического знания, поскольку постулаты классической физики
не отражают причинных связей между её разделами - например, между механиком и магнетизмом.
В работе [2] (приведена в Приложении) предложено считать элементом динамических систем анализа и синтеза микрообъектов и их свойств дискретную магнитную массу (субстанциональный магнитный элемент), который использован в динамических моделях электрического тока и электромагнитного поля. Следовательно, в микромире везде и всегда действует единая причина всех наблюдаемых и ненаблюдаемых физических явлений, и такая причина заключается в самодвижении единой частицы энергии и её магнитного взаимодействия с другими частицами. Найти правила взаимодействия энергетических частиц на различных уровнях их самоорганизации в виде полей и атомов - актуальная задача научного познания и оптимизации физических процессов преобразования форм энергии в энергетике.
Важнейшей задачей естествознания следует признать изучение процесса механического взаимодействия атомов в виде последовательности физических явлений и преобразования форм энергии на уровне энергетических частиц. Из второго закона Ньютона Р = тДу / Л , где Ду - приращение скорости тела массой т за время Л? приложения сторонней силы Р, следует закон сохранения импульса силы или закон сохранения количества движения:
= ту. (1)
В формуле (1) направление силы Р совпадает с направлением скорости у.
Примем как постулат динамической теории энергетических частиц закон сохранения и преобразования форм энергии:
¥ги = ^ т5СА = ту, (2)
где Р - магнитная сила притяжения ферромагнитных объектов, - длительность действия импульса силы магнитного притяжения, N - количество универсальных дискретных энергетических элементов массой т3 = 2 • 1041 кг, N = ту / т8СА движущихся с абсолютной скоростью С = 3 • 108 м / с в направлении действия силы Р в составе ферромагнитного тела массой т , получившего скорость поступательного движения у .
Существенная особенность формулы (2) состоит в том, что векторы скоростей С всех N^ дискретных элементов должны совпадать по направлению с вектором скорости у.
Закон (2) определяет механизм генерирования силы магнитного притяжения Р, действующей между двумя телами, которые входят в состав динамической системы преобразования магнитной энергии в работу или элементарного магнитного двигателя. Преобразователь энергии выполнен в форме ферромагнитного тороида, разделенного двумя зазорами на два полукольца, одно из которых служит неподвижным излучателем магнитного поля, а второе - преобразователем энергии магнитного потока тороида в поступательное движение второго полукольца.
При достижении поглощающего тела энергетические частицы порождают явление притяжения тел способом сближения магнитных полюсов. Взаимодействие полюсов интерпретируется как поглощение энергии излучения и создание инерциального движения. В процессе силового взаимодействия полуколец визуально наблюдается лишь явление относительного перемещения, а явления поляризации, излучения, возникновения сил притяжения и явление поглощения энергетических частиц описываются физическими свойствами динамических дискретных моделей.
Действие закона сохранения и преобразования форм энергии (2) распространяется на множество физических явлений и процессов: трение, удар, несжимаемость жидкостей, мускульное сжатие, близкодействие и дальнодействие объектов, а также на множество природных явлений: ветрообразование, морские течения, приливы и отливы, землетрясения, полёт и плавание живых существ.
Технические приложения закона преобразования форм энергии (2) открывают перспективу создания магнитной энергетики как альтернатив у современной тепловой энергетике.
2. Теоретическое и практическое определение свойств универсального энергетического элемента
Единство и порядок, объединяющий живую и неживую природу, стал возможен благодаря тому, что в основе природы как системы лежит универсальный энергетический элемент -квант энергии:
э = т са , (3)
где т - магнитная масса, обладающая также свойствами магнетизма и самодвижения.
Истолкование энергии как количества движения (т5СА) приводит к совпадению
размерности кванта энергии с размерностями основных единиц в абсолютной системе измерения физических величин Гаусса:
Э = т8СА = т [кг] ■ С А [м 1 с] = [МКС]. (4)
Тождество единиц измерения энергии и единиц измерения физических величин служит доказательством как достоверности понимания сущности энергии, так и адекватности описания свойств всех физических явлений.
Нынешний энергетический кризис и его детище - экономический кризис - приобрели зримую форму. Масштабы потребления источников энергии в виде сжигаемого сырья становятся соизмеримыми с их общими запасами в земной коре. Тепловые машины образуют тупиковое направление развития цивилизации в связи с тем, что продолжительность генерирования полезной работы тепловой машиной равна интервалу времени разрушения вещества, которое служит энергетическим сырьём. Альтернативные им магнитные машины работают по принципу магнитного усиления управляющего воздействия способом преобразования в работу внутренней магнитной энергии магнетиков, которые используются как конструктивный материал машины. При этом время действия движущей силы равно времени существования электрического управляющего воздействия. Электрически управляемый элементарный магнитный двигатель реализует принцип движения в типовых системах, включая человека.
В основе любой технологии лежит знание. Перспективные энергетические технологии будут основаны на знании внутреннего устройства атомов химических элементов. Напомним, что внутреннее устройство атомов («вещь в себе» И. Кант), наряду с двумя другими проблемами - началом движения и сущностью сил, отнесены теорией познания к рангу принципиально не разрешимых ^погаЫтш). Если всё же «презреть» предсказание и теории познания и искать новые средства решения научных проблем, то следует обратиться к методу моделирования свойств физических явлений, используя в моделях накопленные ранее эмпирические знания.
Теоретические модели в физике служат для понимания и объяснения форм и сущности реальных физических явлений способом символьного отображения общепринятых понятий, называемых физическими величинами. Применительно к полям, микрообъектам и атомам специализированные модели раскрывают их внутреннее материальное содержа-
ние, структуру и устройство. Специализация моделей включает их системную ориентацию, связанную с выбором конструктивного элемента системы, который характеризуется минимальным количеством физических величин, достаточным для определения структуры и целостности системы.
Неделимый атом Левкипа-Демокрита, существующий вечно в состоянии движения, впервые обеспечил доступ человеческого сознания к невидимому внутреннему миру вещей, который до этого считался доступным только богам. Поэтому идея атомизма служит обоснованием дискретности познавательных систем.
Лукрецию Кару [3] удалось постичь связь между видимым и невидимыми мирами, введя понятие силы взаимодействия вещей. Сила стала одним из элементов познавательной системы: «Отдельным вещам особые силы присущи; на тела основные природа всё разделяет; не было б вовсе нужды и в какой-нибудь силе, могущей их по частям разорвать и все связи расторгнуть, пока не встретится внешняя сила; гибла бы каждая вещь, не будь материя вечной и не скрепляй она всё своим большим или меньшим сцепленьем».
Научный подвиг И. Ньютона состоит в том, что он истолковал философское понятие силы как важнейшую физическую величину, подлежащую научному познанию. Механическая сила изображается в физике всего лишь вектором, лишенным какого-либо внутреннего физического истолкования и концептуального определения. И. Кант разделил видимый мир на мир чувственно воспринимаемых явлений, поддающийся познанию, и внутренний мир вещества - «вещь в себе», не постижимый средствами логики суждений. Однако в конце двадцатого века начался практический штурм непознаваемого мира в связи с появлением спектрального анализа излучений, основанного на действии на вещество высоковольтных полей в Круксовой трубке. Полученное эмпирическое знание нашло объяснение в математической модели теплового излучения М. Планка, элементом которой оказалась дискретная величина (квант действия). Классическая теория непрерывных физических величин не располагала и до сих пор не располагает средствами объяснения природы дискретности энергии.
Проблема актуальности динамической логики для отображения физической реальности впервые была сформулирована в философии науки [4]: «Современная наука стремится познать явления, а не вещи. Она совершенно «не вещественная»». Вещь есть не что иное, как остановленное явление. Нужно по существу воспринимать объекты в движении и искать, при каких условиях их можно рассматривать как находящиеся в состоянии покоя, как застывшие в пространстве обычного восприятия. То есть уже нельзя, как это было раньше, считать естественным восприятие объектов в качестве покоящихся - как будто они были вещами - и искать затем, при каких условиях они способны двигаться. Теперь перед человеческой мыслью возникают другие объекты, которые невозможно остановить, которые в состоянии покоя не имеют никаких признаков и, следовательно, никакого концептуального определения».
В определение энергетического элемента моделей входит масса - физическая величина объекта, обладающего силой тяжести и инертностью. Поэтому для придания моделям свойства реальности магнитная масса нуждается в концептуальном определении, то есть она должна иметь количественную меру, выраженную в общепринятых единицах измерения.
3. Физические параметры магнитной массы
До появления экспериментальной физики математические (логические) начала механики Ньютона в форме закона движения по инерции и инертности массы не подвергались критике. Ситуация изменилась после открытия Физо пространственной неоднородности светового луча, которая стала принципом работы интерферометра, состоящего из источника света и интерференционного приёмника. В интерферометре Физо излучатель света и при-
ёмник разнесены в пространстве таким образом, что направление траектории света от излучателя к приёмнику может быть выбрано в окружающем пространстве произвольно, причем пространственная длина пути света остаётся постоянной.
В 1886 году Майкельсон провёл опыты с интерферометром с целью проверки достоверности волновой модели природы света. Экспериментально было установлено, что скорость света не зависит от направления траектории света по отношению к направлению движения Земли. Волновая модель света не объясняла постоянства скорости распространения волны при изменении скорости движения среды, в которой волна формируется, то есть получает пространственно-временное описание.
Экспериментальное опровержение истинности волновой природы света одновременно служит доказательством существования механизма самодвижения частиц света с абсолютной скоростью, которая не зависит от скорости движения источника излучения относительно среды.
Для оправдания истинности волновой модели света и объяснения причины несоответствия результатов опыта Майкельсона волновой модели А. Эйнштейн предложил ввести известные поправки на величину массы, протяженности и времени, зависящие от скорости поступательного движения при околосветовых скоростях, которые он посчитал возможными для тел произвольной массы.
Л. де Бройль предложил модель движения частиц в процессах теплового излучения. Волновая механика Л. де Бройля возвращала массу частицам в микромире, которая приравнивалась к нулю в релятивистской механике А.Эйнштейна, но игнорировалось вращательное движение частиц.
В 1958 году Мёссбауэр открыл резонансное явление поглощения частиц в атомных ядрах, например, наблюдаемое поглощение в изотопе атома железа (Т57) при комнатной температуре. Эффект изменения частоты поглощения был использован для повышения чувствительности устройств измерения величины массы ядерных частиц. Методом Мёс-сбауэра экспериментально было зарегистрировано изменение массы ядерной частицы Ьт = 2 ■1041 кг [5].
Предположив, что масса полей, частиц и тел дискретна и состоит из множества энергетических частиц, примем дискретность массы Ьт равной величине массы универсального энергетического элемента т :
щ = Ьт = 2 ■ 1041 кг. (5)
Элементарное количество движения в формуле (3) или квант энергии получают численное значение
Э = т3СА = 2 ■ 10-1 ■ 3 ■ 108 = 6 ■ 10-3 кг ■ м / с. (6)
Примем количественную оценку дискретной массы электрона равной
= т. = Я!^ . 5-10". (7)
т 2 ■ 10
Численная величина означает, что в одном электроне содержится 5-1010 (пятьдесят миллиардов) дискретных магнитных масс (примерно по 10 универсальных энергетических частиц на каждого человека, живущего на Земле).
Оценка величины массы электрона в единицах массы универсального энергетического элемента характеризует не только численную меру массы, но и количества электричества.
По определению при силе тока в один ампер (1 А) через поперечное сечение проводника за одну секунду (1 с) проходит заряд в один кулон (1 Кл). Носителем тока считается заряд е электрона е = 1,6 • 1019 Кл, то есть 1Кл = 6,2 • 1018 • в . Следовательно, в одном электроне массой т = 9,1 • 1031 кг содержится, согласно (7), 5-1010 дискретных элементов т , которые являются носителями не только массы, но и заряда.
Сила тока получает следующее определение:
1А = 1Кл / с = 6,2 • 1018 • D / с « 3 • 1029 • ю / с.
(8)
Следовательно, реальной мерой электрического тока и электрической энергии является магнитная масса вещества, а не гипотетическая величина, называемая зарядом.
Определим минимальное расстояние между полюсами магнитной массы. Предположим, что магнитная масса т^ имеет форму магнитного диполя. Расстояния между магнитными полюсами /5 найдём в предположении, что объём диполя V = /ъ и диполи равномерно заполняют объём электрона, радиус которого ге = 2,8 • 10-15м [6]. Вдоль радиуса электрона, объём которого занят диполями, размещается Ид = 31),, = 7 -103 диполей. Следовательно, расстояние между магнитными полюсами
г
/3 = :
-15
2,8 •Ю- , 19
-;-= 4 •Ю М .
7 •Ю3
(9)
Универсальный энергетический элемент получает численную меру массы и протяженности.
4. Физическая модель магнитного поля
Динамическая дискретная модель универсальной энергетической частицы поля определена как интеллектуальное воспроизведение физической картины движения магнитной массы со скоростью света во внутреннем пространстве атома по прямолинейным, круговым и вращательным траекториям, называемым силовыми линиями. Физическая модель энергетической частицы магнитного поля показана на рис. 1.
Физические величины динамической дискретной модели энергетической частицы магнитного поля () :
• тж =Дт = 2 •Ю41 кг - дискретная магнитная масса поля (тж = т3 );
• С^ - абсолютная скорость прямолинейного движения универсальной частицы энергии, равная скорости света
С = с);
Г<ст С А
скорость прямолинейного
движения энергетических частиц сторонних полей;
•Б, N - силовые полюса магнитной
Рис. 1. Динамическая дискретная модель энергетической частицы (//, [ ) - носителя магнитного поля
массы поля;
/„ = 4 • 10 19 м - расстояние между
магнитными полюсами;
• ( 0 - угловая скорость орбитального движения универсальной частицы энергии в атоме ((0 = (0 - 1023 Гц);
• RAo - радиус орбитального кругового движения частицы энергии в атоме;
• ( - угловая скорость вращения частицы энергии вокруг центра вращения (( = (0 -1023 Гц);
• Я - радиус инерции магнитной массы поля;
• - квант энергии магнитного поля;
• р - протон.
Впервые идею атомных частиц в форме энергии высказывал В. Гейзенберг [7]. «Все частицы сделаны из одной первосубстанции, которую можно назвать энергией». В физических моделях, из которых конструируются модели, энергия отождествляется с энергией трёх полей: магнитного, гравитационного и электрического, которые заполняют космическое пространство и образуют материю всех объектов, включая протоны.
Располагая строительным материалом для атомов в виде магнитной массы и необычной формы его существования в пространстве и времени (абсолютным движением), а также дискретностью, решается задача кинематики частиц в виде параметров движения и кинетической энергии. Как принято в механике, масса т моделируется точкой, а траектория её движения замкнутыми линиями. В дискретных динамических моделях траектории движения магнитной массы т5 со скоростью СА являются мерой энергии и формой существования энергетической частицы Э = тСл ■ В механике принята гипотеза абсолютного покоя, а движение считается относительным. В мире динамических дискретных энергетических частиц, заполняющих внутреннее пространство атома, признана реальность абсолютного движения (С ), а покой массивных тел, состоящих из атомов, относительным.
Обобщенной характеристикой движения и действия магнитного поля служит новая физическая величина - квант энергии магнитного поля:
э
вн
т3 ■ СА:
Рис. 2. Фотография атома водорода, полученная специалистами Токийского университета, в поле излучения катода электронного микроскопа. Сообщение от 4 ноября 2010 г.
(10)
где т - магнитная масса, С - скорость абсолютного движения энергетической частицы.
Нет атомов в системе химических элементов Д.И. Менделеева, не содержащих протона. Поэтому в физическую модель энергетических частиц включен протон как элемент космического излучения. Масса протонов в космическом излучении составляет около 93%. Протон является ядром атома водорода, представленного на рис. 2.
Границы полей электронных орбит и ядра атома водорода (протона), как видно на фотографии, размыты и определяются плотностью энергии излучения энергетических частиц в составе электрона и атомного ядра. Энергия излучения электронных орбит
Рис. 3. Все атомы на поверхности ферромагнетика являются излучателями собственного магнитного поля протонов, которое индуцировано полем постоянных магнитов, расположенных на поверхности ферромагнетика, и регистрируется фотопленкой
непрерывно пополняется энергией излучения протона.
Для проверки факта существования индуцированного магнитного излучения атомов в 2010 г. был проведен эксперимент, аналогичный способу фотографической регистрации радиоактивности. Оказалось возможным получить изображение ферромагнетика способом контактной фотографии (рис. 3) [8, 9].
Экспериментально установлено, что внешнее магнитное поле постоянных магнитов на фоточувствительный слой фотопленок не действует. Поэтому изображение феррита на фотопленке основано на явлении индуцированного протонного излучения ферромагнетиков, которое производит фотомагнитный эффект.
Орбитальное движение. Ядерное и электронное излучение обобщены и представлены в физике шкалой электромагнитных волн. В модели энергетических частиц магнитного поля кн
(рис. 1) источником излучения служит траектория орбитального движения 2. Аналогичные траектории характерны для орбитального магнитного поля протона. Так как поле протона является первичным, поскольку его источник - это космическое излучение, то орбитальное магнитное поле электронов вторично и получено в результате планетарного синтеза. Процесс взаимодействия полей протона и электрона показан на рис. 4.
В результате контактного взаимодействия энергетических частиц поля Ън и поля излучения
протона устанавливается ориентация векторов СА энергетических частиц Нн в форме траекторий 2 и 3 (рис. 1), а частицы поля электронов оказываются поляризованными.
Угловая скорость орбитального движения поляризованных частиц описывается равенством
р 2л
C C
®s 0 =- = ^Г = 2лЛ = 2л~Т =
T
¿ п
Л Ra
(11)
где т - интервал времени, за которое частица изменяет угловое положение на величину угла р, T0 - период орбитального движения, / - частота орбитального движения, Л0 -
длина орбиты, - радиус орбитального кругового движения в атоме.
Магнитная поляризация атомов любого вещества происходит вследствие изменения пространственной ориентации векторов скорости CA энергетических частиц в фазовых состояниях ABCD, как это следует из рис. 4. Следствием поляризации становится также равенство орбитальной и угловой скорости вращательного движения энергетической частицы (cos =as 0).
Энергетическая частица на траектории орбитального движения в составе энергетического потока испытывают действие центробежных сил:
_msCA _ 2¡
F с "
R A
■ = mc^^R0 A
и радиальное ускорение
aR = ®S0R0A ■
(12)
(13)
Центробежные силы и радиальное ускорение частиц отличают механику микрообъектов от механики макрообъектов Ньютона.
Частотное взаимодействие диполей. Рассмотрим задачу магнитного взаимодействия диполей, центры тяжести которых расположены на оси вращения О (рис. 5), имеющей угловую скорость вращения (DSI и ( .
Предположим, что разность частот вращения А( = (( — ( изменяется от А( до —А(. Сила взаимодействия полюсов диполей описывается функцией взаимодействия
y = sin А(t / А(t. (14)
При А(t = 0 значение функции y = 1 и уменьшается с ростом абсолютной величины А( . В математике функция (14) получила название 8 -функция.
Эффект дальнодействия проявляется как явление магнитного притяжения магнитных тел А и В, первое из которых является ферромагнитным источником магнитного поля, а второе его поглотителем. Между телами устанавливается линия силового взаимодействия излучателя А энергетического потока и поглотителя В.
А
4
р
Б
5
Им
Б^О N
\Сд
Рис. 6. Магнитная силовая линия взаимодействия магнетиков
Магнитная силовая линия, соединяющая излучатель А и поглотитель Б, заполнена энергетическими частицами, между которыми не действуют силы притяжения полюсов. Напряженность поля Н обратно пропорциональна расстоянию гя между частицами 2, 3, 4.
Расстояние между частицей 4 поля и частицей 5 поглотителя гнв намного меньше расстояния гт . Поэтому сила притяжения между частицами магнитного поля 2, 3, 4, отсутствует. Величина расстояния между частицами постоянная гя, поскольку частицы находятся в состоянии движения с постоянной скоростью СА. Сила магнитного притяжения тел АБ возникает только на интервале Гнв {{гт между частицами 4, 5. Благодаря эффекту постоянства расстояния, сила притяжения передаётся частицами 3, 2, 1 телу А. Эффект передачи силы взаимодействия по траектории энергетического потока частиц, движущихся с постоянной скоростью С , назван в механике дальнодействием. Постоянством скорости С
энергетических частиц гравитационного поля объясняется также свойство дальнодействия в законе всемирного тяготения.
5. Синтез гравитационного поля
Синтез гравитационного поля рассматривается как физическое явление взаимодействия двух частиц магнитного поля кн (рис. 7) и их объединение в устойчивую частицу гравитационного поля . Процесс объединения изображается формулой
К + К = ко,
(15)
где Нн - вторая частица в паре взаимодействующих, ориентированная противоположными полюсами относительно первой частицы Нн .
Устойчивость частицы обеспечивается силами притяжения противоположных полюсов, которые уравновешиваются силами отталкивания дискретных энергетических элементов .
Впервые на существование сил отталкивания в веществе обратил внимание Х.Гюйгенс [10]: «Частицы состоят из материи, сколь угодно приближающейся к совершенной твердости и сколь угодно быстро восстанавливающей свою форму».
Действие сил притяжения и отталкивания магнитных диполей показано на рис. 6. Здесь сила магнитного взаимодействия получена вычитанием интенсивности сил притяжения и отталкивания. В точке А имеет место устойчивость, когда силы взаимодействия уравновешиваются.
Рпр- сила притяжения
Рт - сила магнитного взаимодействия
Р
Рис. 7. Силы взаимодействия магнитных диполей универсальных энергетических
частиц магнитного поля
На явлении дипольного взаимодействия магнитной массы ш5 строится физическая
модель универсальной энергетической частицы гравитационного поля (рис. 8).
Физические величины динамической дискретной модели энергетической частицы гравитационного поля () :
41
= 2 - Аш = 4 -10
кг
дискретная магнитная масса поля (шж = 2ш^ );
СА - абсолютная скорость
прямолинейного движения универсальной частицы энергии, равная скорости света
С = с);
Сст - скорость прямолинейного движения энергетических частиц сторонних полей;
Б, N - силовые полюса магнитной массы поля; /^ =6-10-26 м - расстояние между магнитными полюсами;
Со - угловая скорость орбитального движения универсальной частицы энергии в атоме Со =(0-1023 Гц);
КАО - радиус орбитального кругового движения частицы энергии в атоме;
Сб - угловая скорость вращения частицы энергии вокруг центра вращения (Сх =(0^1023 Гц);
- радиус инерции магнитной массы поля; - квант энергии гравитационного поля; р - протон.
Протон в основании модели отображает связь частицы с открытым пространством поступления сторонней энергии по траектории 1. Траектория 2 орбитального движения определяется радиусом атома ЯАО, проведенного из центра протона, вокруг которого происходит круговое движение энергетических частиц электрона атома. Угловое вращательное движение со скоростью с5 осуществляется вокруг центра инерции частицы. Весовая
характеристика частицы - дискретная магнитная масса поля т5С = 2Дт = 4 -1041 кг . Частотный диапазон орбитального углового движения частицы Не Со = С = 0 ^1023 Гц шире диапазона электромагнитных волн за счёт спектра инфранизких частот (с = с5 « 0),
который занимает тепловое поле. Например, в процессах горения органического вещества и теплового излучения тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, где преобразователем частоты частицы ~На является циркониевая оболочка, выполняющая функцию фильтра низких частот. Частица ~На служит составляющим элементом в процессах синтеза всех форм вещества в неживой и живой природе. Мерой интенсивности гравитационного поля принимается его квант энергии:
ЭХО = 2тх ■ СА . (16)
Квант энергии совмещает в себе функции источника движения и взаимодействия материи.
6. Синтез электромагнитного поля
Носителем сигналов в устройствах информатики и энергии в электротехнике служит электромагнитное поле. Факт энергетической неоднородности электромагнитного поля был установлен Ампером, открывшим в составе электрического тока магнитное поле, а также силы притяжения и отталкивания проводников с электрическим током. Сущность открытия Ампера раскрывает физическое явление синтеза электромагнитного поля, который происходит в энергетических потоках полей внешней среды и атомах вещества. Синтез представляет собой процесс силового взаимодействия энергетических частиц и Иа, который описывается формулой
Нн + Иа = НЕ, (17)
где НЕ - энергетическая частица электромагнитного поля.
На рис. 9 показан результат синтеза в виде динамической дискретной модели универсальной энергетической частицы электромагнитного поля (ИЕ) . Модель поля представ-
ляет собой интеллектуальное объединение моделей магнитного поля (рис. 1) и гравитационного поля (рис. 8).
Физические величины динамической дискретной модели энергетической частицы электромагнитного поля ( кЕ ) :
тЗЕ = 3 • Ат = 4 • 10-41 кг - дискретная магнитная масса поля (тЗЕ = 3т5 ); С - абсолютная скорость прямолинейного движения универсальной частицы энергии, равная скорости света
(СА = с);
Сст - скорость прямолинейного
движения энергетических частиц сторонних полей;
Б, N - силовые полюса магнитной массы поля;
=6-10"26 м - расстояние между магнитными полюсами; Со - угловая скорость орбитального движения универсальной частицы энергии в атоме ( Со =(0-1023 Гц);
ЯАО - радиус орбитального кругового движения частицы энергии в атоме;
Сб - угловая скорость вращения частицы энергии вокруг центра вращения (Сб =(0^1023 Гц);
- радиус инерции магнитной массы поля; ЭЗЕ - квант энергии электромагнитного поля; р - протон.
Мерой интенсивности электромагнитного поля служит его квант энергии:
ЭЖ = 3тБ • СА . (18)
Из формул синтеза полей (15) и (17) следует заключить, что живые системы представляют собой многообразие структурных форм вещества, организованных на принципах самодвижения и магнитного взаимодействия энергетических частиц.
7. Энергетический состав атомов
Распространим процессы синтеза энергетических частиц на все атомы периодической системы Менделеева. Сформулируем в виде законов энергетическое содержание атомов. Структура атомов в соответствии с моделью Бора-Резерфорда определяется количеством электронов пе, протонов п и нейтронов пп . Принципиальным недостатком классической
модели атома следует признать представление об электроне как монополе с постоянным зарядом. Не заслуживает доверия также гипотеза о равенстве пе = пр для всех атомов системы Менделеева. Количество протонов в атоме железа F56; по-видимому, в ^-раз превышает количество электронов, где ц - относительная магнитная проницаемость. Количество электронов в атоме принято считать равным порядковому номеру Z атомов в перио-
дической системе Менделеева, а диаметр атома принято сравнивать с диаметром орбиты валентного электрона. В твёрдом теле расстояние между атомами мало зависит от их атомного веса, что не позволяет признать гипотезу о многоэлектронной структуре атомов достоверной. Безусловной достоверностью существования обладают валентные электроны в химических реакциях, электроны проводимости в электродинамике и электроны, генерирующие силы упругости и силы целостности вещества в виде потоков энергетических частиц.
Электронные оболочки всех атомов состоят из трёх видов универсальных энергетических частиц и отличаются их концентрацией в составе электрона. Определим концентрацию частиц в составе электрона как отношение количества частиц одного из трёх видов поля йя, , к их общему количеству в составе электрона ^: ан = ^н / К.,
Ро = Ьо / К, УЕ = К /К .
Тогда энергетический состав атомов с различным атомным числом A описывается уравнением
А = анЬн + №о + УеК . (19)
Основные физические величины электромагнитной теории атомов: а - удельная проводимость среды, /л0 - магнитная постоянная и е0 - электрическая постоянная получают фундаментальную интерпретацию:
а = УЕ , М> =ан , ^0 =Р0 . (20)
Поля излучения атомов описываются уравнениями:
с(1УН = т5С\/ К а , (21)
(НУО = АтСА/ Кл , (22)
&УЕ = 3т5С^ / . (23)
Поле излучения проводника н с током / (эффективное значение тока) записывается в форме центрального поля:
- /
н = —3 -, (24)
4жг
где г - радиус-вектор.
Следствием интерпретации поля Н в виде центрального поля становится исключение из теории электромагнетизма понятия вихревого поля как не имеющего физического содержания. Тем самым волновые уравнения, полученные из уравнений Максвелла, теряют физический смысл. Электромагнитные процессы в проводниках энергетических потоков поля (/, ф, Е) описываются уравнениями Кирхгофа.
Силовые линии энергетических потоков в виде тока / = / (уЕ, ИЕ), магнитного потока ф = /(ан, йя) и потока теплового поля Q = /(Рс, ^) в замкнутом проводнике представлены на рис. 10.
Им Ио Ие
Рис. 10. Энергетические потоки полей в замкнутом проводнике: е,е2, е3, е4 - электронные оболочки электронов; , , Н^ - поляризованные энергетические частицы, соответственно, электрического тока, магнитного потока и потока теплового поля
Поляризация энергетических частиц НЕ , Н^ , Н^ является причиной всех физических свойств вещества в твердых, жидких и газообразных состояниях. Все твёрдые и жидкие тела находятся в состоянии спонтанной поляризации электронов, вызванной излучением протонов. Под действием сторонних полей происходит индуцированная поляризация энергетических частиц. Примером индуцированной поляризации служит явление электромагнитной индукции Фарадея. Поляризованные частицы электрического тока НЕ в замкнутом проводнике образуют линию тока проводимости, проходящую через половины (полуокружности) оболочек каждого электрона проводимости е, е, е, е (рис. 10). Поэтому скорость распространения электрического тока в замкнутом проводнике или скорость движения частицы НЕ выражается формулой
С = 2/п-С
А '
(25)
где С - абсолютная скорость энергетических частиц, равная скорости света С.
Среди атомов твердого вещества выделяется группа атомов, обладающая сверхпроводящими свойствами. Проводимость сверхпроводников при сверхнизкой температуре а«1021 сим/м, что на 14 десятичных порядков больше, чем проводимость тех же проводников при нормальных температурах. Например, проводимость олова а « 107сим/м, алю-
миния а«107 сим/м, самую низкую проводимость вещества имеет плавленый кварц,
а
2 • 10"17 сим/м.
Сущность явления сверхпроводимости раскрывается благодаря теории строения атомов из энергетических частиц. Предположим, что в атомах олова концентрация частиц магнитного поля ан равна концентрации частиц гравитационного поля (ан = (За).
При нормальной температуре силовые линии этих полей существуют раздельно в электронных оболочках атомов олова. При охлаждении олова происходит попарное объединение силовых линий, в результате которого образуются силовые линии поля ^ способом синтеза (+ = кЕ) в виде линий тока проводимости. В сверхпроводящих контурах
(сквидах) создаётся электрический ток и возникает магнитное поле тока проводимости, пропорциональное величине тока.
Формирование потока энергетических частиц в ферромагнетике. Под воздействием магнитного поля постоянного электрического тока 1о происходит управляемая поляризация хаотично поляризованных протонов в ядрах атома железа замкнутого магнитопро-вода (рис. 11). Магнитный поток Ф кольцевого магнитопровода образован излучением многоэлектронными атомами энергетических частиц магнитного поля .
Р - протон
N ^^^
б)
Рис. 11. Силовая линия индукции в магнитопроводе: а) кольцевой шихтованный магнитопровод, возбуждаемый постоянным током; б) явление поляризации протонов в многоэлектронных атомах
ферромагнетика
Явление магнитной индукции в магнитопроводе описывается уравнением
B = ЛаИСТ ,
(26)
где /Иа - абсолютная магнитная проницаемость, причем /а = /• /а, / - относительная магнитная проницаемость ферромагнетика, ИСТ - стороннее магнитное поле, создаваемое
постоянным током
1п.
Плотность магнитной энергии в магнитопроводе равна
= И • В/2 [Дж/м3].
(27)
Величина магнитной энергии определяется, следовательно, объёмом магнетика. Запасы железа в земной коре оцениваются в размере 34,6% от массы Земли. Поэтому запасы магнитной энергии следует считать неисчерпаемыми.
8. Прямое преобразование лучистой энергии протонов ферромагнетика в работу -энергетически управляемый элементарный магнитный двигатель
На протяжении тысячелетий человек искал средства умножения своих физических сил с целью защиты от угроз окружающей среды и добычи необходимых ему жизненных средств. Источник сил он находил в природе в виде энергии солнечного излучения, энергетические частицы которого образуют жизненную среду. Среди множества технологий, которыми владеет человек, следует выделить ту, которая определяет его могущество. К ней относится технология производства и преобразования форм энергии и, прежде всего, технология сжигания органического вещества. По значимости для развития цивилизации её следует сравнить лишь с технологией земледелия.
Мир живой природы обязан своим существованием технологии прямого преобразования лучистой энергии Солнца. Человеку только предстоит освоить энергетические технологии живых существ как альтернативу сжигания топлива, включая ядерное топливо.
Согласно физической модели частиц тока НЕ (рис. 9), тепловое действие тока на
проводник оказывает гравитационная составляющая частицы тока, которая, следовательно, является носителем тепловой энергии. Поэтому электрический ток следует считать идеальным топливом, которое доставляется от источника к потребителю с максимально возможной скоростью (25). Атомные электростанции вырабатывают электрическую энергию непрерывно, а в ночное время она практически не используется. С целью обеспечения равномерного потребления электроэнергии АЭС была решена задача преобразования и накопления в диэлектриках тепловой энергии, вырабатываемой на атомных электростанциях в ночное время [11]. Объём накапливаемой энергии достаточен для замены тепловой энергии сжигаемого газа для бытового потребления.
Действующее значение переменного тока в проводниках I приравнивается к действию постоянного тока 10. Однако в электродвигателях переменного и постоянного тока используется только магнитная компонента энергии тока, а тепловая составляющая тока создаёт непроизводственные потери, которые вдвое превосходят силовую компоненту энергии. Поэтому в энергетическом отношении все электрические двигатели являются тепловыми. Они отличаются от всех других топливных двигателей, включая ядерные, лишь видом топлива.
Альтернативными к тепловым двигателям являются двигатели магнитные, в которых электрическая энергия используется для управления выбором интервалов времени включения ранее накопленной внутренней магнитной энергии вещества. Такой принцип работы двигателей как преобразователей магнитной энергии в механодвижущую силу, а затем в движение освоили в природе все живые системы, включая внутреннюю механику человека.
Опытные знания в области электричества обобщены экспериментальным законом Ома: 10 = Е / Я, где 10 - сила тока, Е - магнитодвижущая сила. В замкнутом проводящем
контуре длиной I магнитодвижущая сила Е = Е • I, где Е - напряженность поля, отождествляемая с энергией частицы Ня .
Аналогом закона Ома в области магнетизма служит экспериментальный закон Гоп-кинса. Он связывает магнитный поток силой Ф в магнитной цепи с магнитным сопротивлением замкнутого контура Ям с магнитодвижущей силой уравнением Ф = М / . Магнитодвижущая сила М, создающая магнитный поток Ф, представляет собой электрический ток силой I, охватывающий кольцевой магнитопровод, имеющий магнитное сопротивление Ям .
Прототипом прямого преобразования лучистой энергии протонов ферромагнетика в работу служит технология преобразования лучистой энергии ядерных частиц в атомных
реакторах. Последовательность решения проблемы производства ядерной энергии состоит в следующем.
1) После добычи радиоактивной руды решается задача обогащения радиоактивного топлива радиоактивными атомами до уровня, ограниченного условиями транспортировки
и помещения в атомный реактор.
2) Атомный реактор выполняет функцию управляемого усилителя интенсивности излучения энергетического потока ядерных энергетических частиц (Эш . Эж, Эж ), а также протонов
и нейтронов.
3) Вторая функция ядерного реактора состоит в преобразовании лучистой энергии частиц в тепловую энергию перегретого пара.
4) Функцию преобразования выполняет тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) (рис. 12).
5) Процесс преобразования лучистой энергии в тепло включает явление поглощения энергии частиц атомами циркония, выполненного виде тонкостенных трубок, заполненных ядерным топливом и охлаждаемых проточной водой.
6) Затем перегретый пар в теплообменнике преобразуется в пар с рабочими параметрами турбины, превращающей тепловую энергию в работу. Надёжность преобразования лучистой энергии не высока, поскольку энергетическое преобразование осуществляется на пределе допустимых температур и давлений.
7) Второй особенностью процесса производства работы следует считать её ориентацию только на массовое потребление. Недостаток устраняется тем, что для индивидуального потребителя поставляется электроэнергия переменного тока, а её преобразование в работу возлагается на потребителя. Особенность передачи электрической энергии к потребителю состоит в том, что электрическая энергия генератора в линиях передачи многократно преобразуется в магнитную энергию повышающих и понижающих трансформаторов. Следовательно, величина накапливаемой магнитной энергии в железе (электротехнической стали) магнитопроводов трансформаторов многократно превышает тепловую мощность атомного реактора АЭС.
На свойстве ферромагнетиков трансформаторного железа накапливать магнитную энергию в больших объёмах основан предлагаемый способ прямого преобразования лучистой энергии протонов в атомах ферромагнетиков в работу или механическую энергию.
По мере накопления знания опытным путем стало понятным, что живые системы владеют двумя уникальными технологиями прямого преобразования солнечной энергии. Первая из них представляет собой преобразование солнечной энергии в вещество (фотосинтез), а вторая технология осуществляет преобразование внутренней энергии вещества в работу. Такими технологиями владеют все живые системы, обитающие в трёх средах: воде, земле и атмосфере. Двигатели живых систем работают на принципе преобразования управляющего импульса электрического тока в магнитную энергию, а затем в перемещение. Таковы, например, двигатели в руке человека, обеспечивающие 26 степеней подвижности.
Технология освоения лучистой энергии основана на законах движения и взаимодействия универсальных энергетических элементов:
- все атомы химических элементов образованы из трёх видов сил: магнитных, гравитационных и электромагнитных;
- силы представляют собой направленные энергетические потоки энергетических частиц;
- энергетические частицы состоят из магнитной массы и обладают свойствами самодвижения и магнитного взаимодействия.
Преобразование магнитной энергии в работу основано на явлении механо-магнитной индукции. Оно проявляется в виде сил механического взаимодействия между двумя частями 1, 2 магнитопровода (рис. 13), которые разделены воздушными зазорами. Одна часть магнитопровода остаётся неподвижной, а вторая часть закрепляется на механизме обеспечения прямолинейного перемещения с постоянным зазором 8. Части магнитопровода совместно с устройством импульсного воздействия поля Нст образуют эле-
Рис. 13. Электрически управляемый элементарный магнитный двигатель
Технологические сложности устройства ядерного реактора не присущи электрически управляемому преобразователю внутренней магнитной энергии атомов железа в меха-нодвижущую силу и работу. Он представляет собой тороид, который содержит два полукольца 1, 2 в виде магнитопроводов, шихтованных пластинами трансформаторного железа и разделенных зазорами. Неподвижная часть тороида 1 охвачена обмотками соленоида 3, подключенными к коммутируемому источнику тока.
Преобразователь магнитной энергии в работу функционирует следующим образом. Полукольцо 2 в форме магнитопровода закрепляется подвижно относительно неподвижного полукольца 1 с зазором 8 . При замыкании ключа К и появлении импульса тока 1 (рис. 13) в обмотке соленоида на магнитопровод 2 действует магнитодвижущая сила р ), измеряемая динамометром 4. Явление преобразования магнитной энергии магнитопровода в механодвижущую силу описывается уравнением
г
Рм (О = К (1 + ), (28)
где Т - постоянная времени электрической индуктивной цепи возбуждения импульса тока 10 •
Рис. 14. Возбуждение магнитодвижущей силы /'.,(/) током I п:
а) электрическое возбуждение магнитного поля в магнитопроводе; б) силовой отклик магнитной системы
Процесс преобразования магнитной энергии в работу состоит из фазы индукции силы Рм (Ь) и фазы поляризации протонов, создающей постоянное во времени существование магнитодвижущей силы магнитного притяжения.
Если отключить динамометр 4, то магнито-провод 2 окажется в свободном состоянии в положении, показанном на рис. 13. При включении импульса тока движение магнитопровода 2 под действием силы р (Ь) будет продолжаться только на интервале
перемещения Бм, на котором действует тангенциальная составляющая центрального магнитного поля притяжения магнитопроводов 1, 2. На интервале времени Ь > ^ , где Ьи - длительность действия силы магнитного притяжения (2), магнитопровод 2 будет продолжать движение по инерции. Под действием тока /0 устройство придёт в состояние колебательного возвратно-поступательного движения маг-нитопровода 2 с убывающей амплитудой перемещения. Возвратно-поступательное движение производится силами магнитного притяжения между магни-топроводами 1, 2. В механике такие силы взаимодействия называются силами центрального поля, а в си-стемологии они названы силами целостности. Воз-
вратно-поступательное движение представляет собой третий вид движения наряду с прямолинейным и вращательным движением тел в природе.
Заметим, что электрически управляемый преобразователь демонстрирует начало инерциального движения объектов. Для объяснения начала движения в природе Аристотель изобретал неподвижный и подвижный вечные двигатели, а Декарт отдавал функцию начала движения всемогущему богу.
Механическая энергия или работа, производимая преобразователем на интервале времени Ьи , описывается законом сохранения количества движения:
ры ■ К = щ,
(29)
где т - масса, приводимая в движение силой р , действующая на интервале времени Ь тока /0; V - мгновенное значение скорости массы т в момент времени Ь = Ьи .
Экспериментально полученные значения параметров преобразователя (рис. 13) следующие:
т = 220кг, ^ = 0,28с, Рм = 208н, V = 0,265м / с, ^ = 0,032м, 8 = 1,5мм, а = 32мм, в = 86мм.
Масса подвижного магнитопровода 2 - т2 = 1,7кг и равна массе неподвижного магнитопровода щ. Масса т = 220кг равна массе т2 и массе каретки, обеспечивающей постоянство величины зазора 8 .
Устройство приводится в действие током / = 280^, напряжение на обмотке соленоида 3 (4 витка) и = 60тУ.
Эффективность преобразования электрической энергии Щ тока 1 в работу или механическую энергию Щ равно
Щ = Рм • а _ 208.0,032 _ 1 (30)
Э,А Щ и0•10• Ги 0,060•280• 0,28
Полученное значение Г]ЭА имеет минимальную величину по причине неоптимальности зазора 8 .
Элементарный магнитный двигатель (рис. 13) представляет собой решение проблемы управляемого относительного движения одной части простого объекта относительно другой его части за счет знания внутреннего устройства самого объекта. В природе найдено единое решение для относительного движения в живых системах во всех средах. Птицы непринуждённо двигаются относительно упругой воздушной среды. Крот располагает силой и способностью её использования для движения в земной тверди. Задачу относительного движения средней трудности решили обитатели водной среды. В природе живыми системами освоена молекулярная технология конструирования элементарных двигателей и сложная система управления множеством таких двигателей, состоящих из универсальных энергетических элементов.
Изучение структуры природных систем движения будет способствовать поиску оптимальных решений для технических систем конструирования магнитных двигателей.
9. Выводы
1. Физические поля - магнитные, гравитационные и электромагнитные, отличаются между собой величиной кванта энергии: квант энергии магнитного поля Эж = т3 • СА, квант
энергии гравитационного поля Эж = 2т ■ С, квант энергии электромагнитного поля ЭЗЕ = 3т3 ■ СА, где т - магнитная масса, С^ - скорость света.
2. Начало поступательного движения объектов создаётся инерциальным движением магнитной массы, движущейся с абсолютной скоростью, равной скорости света.
3. Источником движущихся сил в природе служит магнитная энергия. Она должна стать альтернативной к тепловой в оптимальных машинах будущего.
4. Внутри атомов отсутствует прямолинейное движение энергетических частиц.
5. Общим выводом из динамической теории поля и микрообъектов следует признать следующее:
• отказ от релятивистских понятий массы и протяженности, зависящих от скорости поступательного движения объектов, способных, по мнению А. Эйнштейна, двигаться с нереальной для объектов околосветовой скоростью;
• волновое движение микрообъектов, предполагаемое Л. де Бройлем, не свойственно энергетическим часитицам;
• соотношение неопределённостей В. Гейзенберга в отношении координаты и импульса микрообъектов не выполняется, поскольку импульс энергетической частицы всегда максимален и равен произведению массы частицы на скорость абсолютного движения;
• мерой пространства и абсолютного времени является факт эмпирического знания, состоящий в уменьшении частоты излучения атомов гелия, которое наблюдается в космическом световом потоке (эффект красного смещения Хаббла). Его сущность состоит в уменьшении скорости вращательного движения энергетических частиц на больших интервалах времени.
6. В области электроэнергетики электронные монодвигатели должны быть заменены электрически управляемыми элементарными магнитными двигателями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Планк М. Единство физической картины мира / Планк М. - М.: Наука, 1966. - 101 с.
2. Бех О.Д. Фiзичний потенщал розвитку електроенергетики / О.Д. Бех, А.О. Морозов, В.В. Чер-нецький // Винаходи та шновацн. Винахщники Украши. - Кшв, 2010. - С. 54 - 55.
3. Кар Л. О природе вещей / Кар Л. - М., 1983. - С. 31 - 34.
4. Башляр Г. Новый рационализм / Башляр Г. - М., 1987. - С. 251 - 252.
5. Мухин К.Н. Занимательная ядерная физика / Мухин К.Н. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - С. 236 -237.
6. Яворский Б.М. Справочник по физике / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. - М., 1977. - 913 с.
7. Гейзенберг В. Шаги за горизонт / Гейзенберг В. - М., 1987. - 119 с.
8. Морозов А.А. Всеединая познавательная система, ориентированная на анализ и синтез структурных форм вещества и поля (механика энергетических потоков) [Электронный ресурс] /
A.А. Морозов, А.Д. Бех. - Режим доступа: http://www.immsp.kiev.ua/conferences/Prez Beh.pdf.
9. Бех А.Д. Дискретные физические модели электромагнитных энергетических потоков / А.Д. Бех // Институт проблем математических машин и систем НАН Украины. 50 лет научной деятельности / Под общей ред. чл.-корр. НАН Украины, д.т.н., проф. А.А. Морозова, д.ф.-м.н., проф. В.П. Клименко. - Киев: Издательство ООО «НПП «Интерсервис», 2014. - 544 с.
10. Гюйгенс Х. Трактат о свете. Творцы физической оптики / Гюйгенс Х. - М., 1973. - С. 21 - 23.
11. Пат. на кор. модель 101368 Украша, МПК (2015.01): F24D 13/00, H05B 1/00, 1ндукщйна опалю-вальна система / Бех О.Д., Морозов А.О., Чернецький В.В., Клименко В.П., Гр^ук В.М., Майко
B.1., Коровицький Ю.Г.; заявник та патентовласник: Кшв: 1нститут проблем математичних машин i систем НАН Украши. - № u201502058; заявл. 06.03.2015; опубл. 10.09.2015, Бюл. №17/2015. - 7 с.
Стаття над1йшла доредакцп 22.07.2016
Приложение
Бех О.Д. Фiзичний потенщал розвитку електроенергетики / О.Д. Бех, А.О. Морозов, В.В. Чернецький // Винаходи та шновацп. Винахщники Украши. - Кшв, 2010. - С. 54 - 55.
Бех
Олександр Дмитрович -завщувач вщдшу фiзичних основ шформатики 1нституту кiбернетики iM. В.М. Глушкова НАН Украши, доктор техшчних наук.
Кращий винахiдник Нацюнально1 академп наук Украши
Автор 183 наукових праць, 68 винаходiв.
Основнi напрями науково! дiяльностi: методи та засоби перетворення фiзичних величин; створення фiзичних моделей електрона, електри-чного струму, свiтла та полiв шжекцп; дослiдження при-чинно-наслщкових зв'язкiв у ланцюзi електромагнiтних явищ як носив шформацп про взаемод^ об'eктiв.
Морозов Анатолiй Олексiйович -директор 1нституту проблем матема-тичних машин i систем НАН Украши. Член-кореспондент НАН Украши, доктор технiчних наук, професор, в.о. академша-секретаря вiддiлення шформатики Нашонально! академп наук Украши
Автор понад 300 наукових праць, iз яких 7 монографш та 82 винаходи. Основнi напрями науково! дiяльностi: методи дослi-дження i розробки автома-тизованих систем управ-лшня рiзних класiв, про-блемно-орiентованих ком-плексiв, моделювання си-туацiйного управлшня.
Чернецький Вiктор Васильович -старший науковий спiвробiтник 1нституту кiбернетики iм. В.М. Глушкова НАН Украши, кандидат техшчних наук. Кращий винахщник Нашонально! академп наук Украши
Автор 142 наукових праць, 53 винаходiв.
Основш напрями науково! дiяльностi: розробка, конс-труювання i технологiя ви-готовлення засобiв перетворення фiзичних величин, за-собiв керування силовою взаемодiею в електромагшт-них системах, пристро1в перетворення електрично! ене-ргп в електромагштне поле шжекцп.
Сучасна людина живе в рукотворному свт, який вона придумала i побудувала у виглядi енергетичних та iнформацiйних машин i технiчних пристро1в. У другiй половиш минулого столiття вiдбувся грандiозний прорив у напрямi збiльшення одинично! потужно-стi теплових машин за рахунок освоення ядерно! енергп, газових турбш та реактивних
двигушв. Була створена натвпровщникова конструктивна база шформацшних машин, яка вiдповiдаe умовам 1'х масового виробництва та персонального використання. Незважаючи на це, свпова економiка вступила в перiод стагнацп формально через дефiцит вуглеводно'1 сировини для енергетичного забезпечення машин та шдивщуального споживання, а по суп - внаслщок вiдсутностi альтернативного розвитку теплово'1 енергетики. Адже вся природа, i передусiм живi iстоти, не використовують високотемпературне горiння як джерело влас-ного руху.
Яюсний розвиток енергетики вщображаеться формами енергетичних потоюв, тобто видами робочого тiла, яке приводить у рух машини та мехашзми. Протягом одного стол^-тя водяна пара як робоче тшо була замшена високотемпературними газовими потоками, що генеруються у процесi горшня вуглеводiв - нафти та газу.
Альтернатива тепловш енергетицi з'явилася у 30-х роках, коли Е. Фермi вщкрив спосiб пiдсилення iнтенсивностi ядерно'1 реакцп дiлення атомних ядер радюактивно! речо-вини. Через два десяташття по тому з'явилась ядерна енергетика. Надпотужним джерелом тепловох енергп виявилось ядерне випромiнювання, яке поглинаеться металом (циркошем) та перетворюеться в тепло. Об'ем теплово'1' енергп одного ядерного реактора достатнш для забезпечення безперервно'1 роботи турбiн загальною потужнiстю в кшька мiльйонiв кiловат мехашчнох енергп. Далi ядерна енергетика зайшла у глухий кут, адже виникла потреба по-стачання i розподiлу як теплово'1, так i мехашчнох енергп до мшьйошв споживачiв.
Фактичне виршення проблеми транспортування i розподiлу у просторi величезних потокiв тепловох енергп демонструе людиш природа. Енергетичний свггловий потiк вiд Сонця поблизу Землi мае потужнiсть 1,36 квт/м2. Але залишаеться невiдомим механiзм пе-редачi енергii у просторi свiтловим потоком. Людство може ефективно скористатися дiями природи в генеруваннi видiв енергп або передачi енергii на вщстань лише трансформував-ши дii природи в умшня людини. Умiння людини — це достовiрне знання дш природи у формi фiзичних моделей. Фiзична модель е вiдображенням засобами лопки мислення у формi факпв i суджень людей iншоi лопки - лопки фiзичних явищ, яка дае штелектуальне вiдтворення едностi руху та силово! взаемодii у структурних формах речовини та поля. За-гальний метод створення логiки фiзичних явищ знав Г.С. Сковорода: «1з видимого пiзнай невидиме».
Рис. 1. Субстанцюнальний магн1тний елемент (СМЕ)
Ноаем енергii всiх енергетичних потокiв е ушверсальна частинка (субстанцiональ-ний магштний елемент) (рис. 1), якiй притаманш два види руху: поступальний рух зi шви-дкiстю свiтла СА i обертальний рух iз кутовою швидкiстю , яка вщповщае спектру час-тоти електромагнiтного випромшювання (0 - 1024 Гц). Завдяки властивосп магнiтноi анi-
зотропп та ашзотропп форми, такi частинки об'еднуються у згустки, що формують структуру енергетичних потокiв. Св^ловий енергетичний потiк зображений на рис. 2.
Згусток свiтлового потоку складасться з унiверсальних енергетичних елементiв, яю створюють сталi пари завдяки оптимальнш магнiтнiй взаемодп (близькодп). Сталiсть пар переноситься на сталють згустка i свiтлового енергетичного потоку. Свiтловий потш у ко-смосi мае тривалють iснування, яка вимiрюeться мiльярдами роюв (дальнодiя). Вiд часу iснування св^лового потоку у просторi залежить лише швидкють обертального руху згустка (о5с та пар елементiв со8 (Сд8с ) .
Рис. 2. Ф1зична модель свггла
Рис. 3. Ф1зична модель електричного струму
За аналопею до свГтлового потоку будуеться фiзична модель змшного електричного струму (рис. 3). На вщмшу вщ однорiдного згустка свiтлового потоку, згустки електронiв
провiдностi e, e, e, e, що утворюють лшп електричного струму iH та i~, складаються як Ï3 парних елементiв, так i з одиночних елеменпв двох типiв, таких що вщповщають елект-ропровiдностi речовини, i таких, що створюють електричний струм. На рис. 3 показаш згустки hE, h+H, h+E, hTH, що е ноаями струму, якi в залежносп вiд просторового та часового по-ложення проявляють електричнi або магштш властивостi.
Рух таких елеменпв енергетичного потоку по лшп струму зi швидкiстю СА створюе передачу електричнох енергГï в лiнiях струму зi швидкiстю v = 21 лСА, що пщтверджуеться експериментально. Обертальний рух енергетичних елемешив ш30 створюе орбГтальний обертальний рух усього згустка з кутовою швидкГстю 0)sa (ps = 0)sa) , який е першопричи-
ною виникнення вщцентровох сили, яка спричиняе явище випромшювання (дiвергенцii) носпв струму, що вщповщають магштному полю електричного струму та електричному полю зарядiв у рГвняннях Максвела. Вiдцентрове випромiнювання носпв струму (поля ш-жекцп) е аналогом ядерного випромшювання i вiдрiзняеться вщ нього тГльки частотою (os .
Електричш та магнiтнi поля шжекцп дГють на фоточутливу плГвку не менш iнтенсивно, нГж свГтло або ядерне випромшювання.
З появою бшьш повного та достовГрного знання про мшросвГт стае можливим рефо-рмування електроенергетики шляхом оптимГзацп електромагнiтних процеав в електрое-
нергетичних машинах та пристроях за рахунок ви-користання нових явищ, якГ виявила енергетична модель струму.
На рис. 4 зображена дГюча модель електро-магштно'1' машини. В нГй використано явище гене-рування магнiтних сил вщштовхування, спрямова-них проти сил гравГтацшного притягування. Змiнне потенцiйне магнiтне поле шжекцп, що генеруеться котушкою зГ змГнним струмом, вiдбиваеться стГн-ками магнетика та спрямовуеться на короткозамк-нений провщник, в якому Гндукуються струм зво-ротного напрямку та магштш потоки hH i у виглядГ сил вГдштовхування. Електромаг-нГтна машина е фГзичним аналогом ядерного реактора.
Наведемо головш напрями реконструкцп електроенергетики, яка стала альтернативою тепловш енергетицГ.
1. Застосувати на атомних електростанцГях оптимГзованГ електрогенератори, як ви-робляли б електричну енерпю з тГею ефективнГстю, яка характерна для атомних реакторГв при генеруванш теплово'1' енергп. Частка затрат мехашчно'1' енергп у виробленГй генератором електричнш енергп не мае перевищувати 10-15 %, як в уже створених оптимальних генераторах.
2. Трансформашя параметрГв електричнох енергп змГнного струму здшснюеться ще-альним трансформатором, у якому магнетик виконуе функцГю вщбивача магнГтного поля струмГв.
3. В електромагштних двигунах рушГйнГ сили створюються силами вГдштовхування, а комуташя сил здшснюеться нашвпровщниковими ключами.
4. Використання природного газу для нагрГвання речовини може бути замшено на-грГванням Гндукованим струмом, що створюеться полями шжекцп.
5. Передача електрично! енергп вГд джерел ïï централГзованого генерування мае здшснюватися на постГйному струмГ.
б. ^див^аль^ економ^ доцiльно орieнтyвати на локальне генерyвання електри-чно'1 енергп.
Запропонований план реконстрyкцiï електроенергетики спрямований y майбyтнe, яке починаеться сьогодш.
