Форум движения за возрождение отечественной науки

Главная категория => Физика, техника, технологии => Тема начата: Дроздов Алексей Юрьевич от 02 Апреля 2018, 12:26:37



Название: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 02 Апреля 2018, 12:26:37
    Устройство рельсотрона: источник постоянного тока подаёт ток на два параллельных рельса вдоль которых движется ускоряемая магнитным полем токовая перемычка. Объясняют работу рельсотрона следующим образом: ток текущий по рельсам создаёт в области перемычки магнитное поле. Сила Лоренца, действующая на перемычку с током, находящуюся в магнитном поле, создаваемой рельсами приводит перемычку в ускоренное движение.
    Вопрос заключается в следующем. Давайте рассмотрим магнитное поле создаваемое током перемычки. Сила Лоренца, действующая на рельсы с током, находящиеся в магнитном поле создаваемом перемычкой не может объяснить возникновение отдачи в рельсотроне, потому как сила Лоренца направлена перпендикулярно току, а отдача возникает вдоль.
    Вопрос. Как с позиций электродинамики объясняется возникновение отдачи в рельсотроне? Аргумент про третий закон Ньютона знаю. Но хочу получить объяснение именно с точки зрения электродинамики, а не механики.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 02 Апреля 2018, 14:28:32
Ответ на поставленный вопрос простой. Нужно рассматривать не только перемычку и рельсы, но и источник питания, который подключён к рельсам и обеспечивает ток в рельсах и перемычке. Источник питания, рельсы и перемычка составляют замкнутую цепь, имеющую индуктивность. При протекании тока через эту индуктивность на все её элементы  действуют силы, пытающиеся увеличить размер цепи. Эти силы действуют на рельсы, пытаясь увеличить расстояние между ними. Эти силы действуют и на перемычку,  и на цепь источника питания, пытаясь также увеличить расстояние между этими элементами. Указанные силы имеют противоположное направление и уравновешивают  друг друга. Поэтому как в том, так и в другом случае соблюдается третий закон Ньютона. Из сказанного следует, что сила, действующая на перемычку, равна силе, действующей на цепь питания.
Показательным является то, что для решения поставленного вопроса нет необходимости привлекать понятие магнитного поля и силы Лоренца, привлечение которых только запутывают понимание физики рассматриваемого явления.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 02 Апреля 2018, 18:03:05
В том-то и дело, Федор Федорович, что вопрос этот не простой. Правильно ли я понимаю Ваш ответ, что по Вашему мнению на перемычку сила действует только со стороны тока протекающего через источник питания?

Я решил сегодня решил выложить на моём сайте по ссылке http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamic.htm (http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamic.htm) электродинамический расчёт рельсотрона с использованием понятий векторный потенциал, магнитное поле как его ротор и сила Лоренца.

Хотя Вы призываете не использовать понятие магнитного поля и силы Лоренца, я всё же в данной работе их использовал, чтобы показать уровень сложности проблемы. Первое. Львиная доля силы, действующей на перемычку происходит не от взаимодействия перемычки с источником питания, а от взаимодействия перемычки с рельсами.

Второе. Поскольку величина индукции магнитного поля вдоль длины перемычки неравномерна, для вычисления итоговой силы я применил интегрирование вдоль длины перемычки, но столкнулся с проблемой -  интеграл стремится к бесконечности если в качестве пределов интегрирования брать координаты центров  рельс. Поскольку львиная доля силы приходится именно на ту часть перемычки , которая примыкает непосредственно к рельсу. Так что в реальном расчёте рельсотрона мы получим разный результат силы действующей на снаряд в зависимости от того какие пределы интегрирования мы возьмем. Есть мнение, что нужно справа и слева в интеграле нужно отрезать по половине толщины рельса. Но тогда получается, что чем тоньше рельсы, тем больше сила!

Третье, вычислить силу отдачи со стороны перемычки на рельсу не получается с использованием силы Лоренца.

В поисках выхода я использовал Ваш подход разложения силы Лоренца на две составляющие - на градиент потенциальной энергии тока в поле векторного потенциала и на конвективную производную тока в поле векторного потенциала.

В итоге пришёл к выводу что для конфигурации рельсотрона несостыковка появляется именно в конвективной производной. А именно: перемычка получает ускорение в поле векторного потенциала рельс благодаря конвективной производной  движения зарядов по перемычке в этом поле. Но именно эта часть силы "нескомпенсирована" с точки зрения представленного мною электродинамического расчёта рельсотрона.

Можете ли Вы предложить альтернативный электродинамический расчёт рельсотрона таким образом, чтобы отдача появлялась в результате применения законов электродинамики?


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 02 Апреля 2018, 20:00:37
Посмотрел расчёт рельсотрона на Вашем сайте. Я уже отмечал ранее, что использование понятия магнитного поля для решения подобных задач не даёт возможность понять куда приложены силы реакции. Я бы посоветовал Вам решить эту задачу другим способом. Найдите индуктивность цепи заданной конфигурации и запишите энергию, накопленную в индуктивности при заданном токе. Затем найдите производную этой энергии по координате рассматриваемого элемента, в данном случае перемычки, цепи питания или рельсы. Это и будет искомая сила.
При таком расчёте Вы увидите, что то предположение, которое я ранее высказал, выполняется в том случае, когда расстояние между перемычкой и цепью питания значительно меньше, чем длина перемычки. 


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 02 Апреля 2018, 20:24:40
Спасибо. Я подумаю над Вашей идеей электродинамического расчёта.
При таком расчёте Вы увидите, что то предположение, которое я ранее высказал, выполняется в том случае, когда расстояние между перемычкой и цепью питания значительно меньше, чем длина перемычки. 
Дело в том, что реальная геометрия рельсотрона как раз обратная: расстояние между перемычкой и цепью питания намного больше чем длина перемычки. В моём расчёте я использовал длину перемычки 1 а длину рельс 10


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 03 Апреля 2018, 17:26:38
В тему. Аналогичный вопрос об отдаче рельсотрона мною был задан на форуме
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1522662090/0#10
В итоге на мой взгляд обнажилось непонимание участниками форума проблемы о приложении сил реакции


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 03 Апреля 2018, 18:01:48
В тему. Аналогичный вопрос об отдаче рельсотрона мною был задан на форуме
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1522662090/0#10
В итоге на мой взгляд обнажилось непонимание участниками форума проблемы о приложении сил реакции
Посмотрел полемику по теме на Сайтехе и считаю её достаточно продуктивной. Вы должны были заметить, что тот же Перегудов всё время намекает на то, что сила, действующая на перемычку, должна быть равна силе, действующей на цепь питания.
С другой стороны Ваш расчёт показывает, что силы отдачи действуют и на сами рельсы. Думаю этот вывод правильный, но отдача в данном случае будет приводить не только к расталкиванию рельс, но и к их растяжению. Растягиваться будет и сама перемычка.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 04 Апреля 2018, 01:29:38
отдача в данном случае будет приводить не только к расталкиванию рельс, но и к их растяжению. Растягиваться будет и сама перемычка.
Почему Вы так думаете? Почему именно растяжение? А не наоборот: сжатие рельс вдоль их длины


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 04 Апреля 2018, 10:18:42
отдача в данном случае будет приводить не только к расталкиванию рельс, но и к их растяжению. Растягиваться будет и сама перемычка.
Почему Вы так думаете? Почему именно растяжение? А не наоборот: сжатие рельс вдоль их длины
При пропускании тока через рельсотрон его контур, в том числе и рельсы, растягиваются.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 04 Апреля 2018, 17:24:19
Геннадий Николаев в своей книге "Непротиворечивая Электродинамика. Теория, эксперименты, парадоксы. Книга 1 1997" даёт описание своего опыта номер 2:

(http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamicimg/G_Nikolaev_Opyt_2.png)

Если верить тому что написано у Николаева, в его опыте происходит наоборот: сжатие рельс.
Хотя мне на форуме Сайтеха советуют этот опыт перепроверить...


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 04 Апреля 2018, 17:45:18
Я бы посоветовал Вам решить эту задачу другим способом. Найдите индуктивность цепи заданной конфигурации и запишите энергию, накопленную в индуктивности при заданном токе. Затем найдите производную этой энергии по координате рассматриваемого элемента, в данном случае перемычки, цепи питания или рельсы. Это и будет искомая сила.

Следуя Вашему совету я нашёл формулу индуктивности прямоугольной рамки: http://coil32.ru/man/square.html (http://coil32.ru/man/square.html)

Если следовать этой формуле, то индуктивность рельсотрона зависит от расстояния между рельсами и от их длины. Изменяемый параметр - длина рельс, задействованная в токовом контуре. Взяв производную энергии, запасённой в индуктивности, по длине рельс, мы действительно сможем найти силу, которая приложена к движущейся перемычке.

Но вопрос изначально был поставлен, как электродинамически рассчитать силу отдачи приложенную к рельсам?

Причём в реальной конструкторской практике задача вычисления электродинамических сил, действующих на рельсу может стоять например с целью расчёта прочности конструкции такой электромагнитной пушки.

В этой связи может потребоваться, например, знание о распределении силы отдачи по длине рельсы. Может ли современная электродинамика дать метод вычисления такого распределения?


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 04 Апреля 2018, 18:16:33
Я бы посоветовал Вам решить эту задачу другим способом. Найдите индуктивность цепи заданной конфигурации и запишите энергию, накопленную в индуктивности при заданном токе. Затем найдите производную этой энергии по координате рассматриваемого элемента, в данном случае перемычки, цепи питания или рельсы. Это и будет искомая сила.

Следуя Вашему совету я нашёл формулу индуктивности прямоугольной рамки: http://coil32.ru/man/square.html (http://coil32.ru/man/square.html)

Если следовать этой формуле, то индуктивность рельсотрона зависит от расстояния между рельсами и от их длины. Изменяемый параметр - длина рельс, задействованная в токовом контуре. Взяв производную энергии, запасённой в индуктивности, по длине рельс, мы действительно сможем найти силу, которая приложена к движущейся перемычке.

Но вопрос изначально был поставлен, как электродинамически рассчитать силу отдачи приложенную к рельсам?

Причём в реальной конструкторской практике задача вычисления электродинамических сил, действующих на рельсу может стоять например с целью расчёта прочности конструкции такой электромагнитной пушки.

В этой связи может потребоваться, например, знание о распределении силы отдачи по длине рельсы. Может ли современная электродинамика дать метод вычисления такого распределения?

Уточняю, первоначально в Вашем первом посте вопрос формулировался следующим образом:

Как с позиций электродинамики объясняется возникновение отдачи в рельсотроне?

Свои рекомендации я уже написал. Что же касается второго вопроса, отмеченного красным цветом, то навскидку сказать ничего не могу.



Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 05 Апреля 2018, 10:50:41
    Федор Федорович, я просто в данной теме хочу обратить внимание на следующую проблему: в то время как поперечная сила действующая на перемычку методами современной электродинамики может быть рассчитана в дифференцированном виде, а именно можно рассчитать: какая часть силы действует на какой участок провода, то в случае силы отдачи, современная электродинамика не предлагает метода расчёта продольной силы, приложенной к рельсам в дифференцированном виде.
    Или я не прав?


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 05 Апреля 2018, 11:42:57
Конкретно этой проблемой я никогда не занимался. Свои же предположения и рекомендации я уже высказал.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 09 Апреля 2018, 11:18:57
По схеме, предложенной одним из участников форума на Сайтехе произвёл опыт для разрешения разногласий о том приложена сила отдачи к рельсам в рельсотроне или не приложена.
https://www.youtube.com/watch?v=LoYw8U4gu2w&feature=youtu.be (https://www.youtube.com/watch?v=LoYw8U4gu2w&feature=youtu.be)
Под видео ссылка на ветку форума Сайтеха, в которой я привожу свою интерпретацию результатов опыта. Прошу прокомментировать результаты опыта.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 09 Апреля 2018, 21:36:47
По схеме, предложенной одним из участников форума на Сайтехе произвёл опыт для разрешения разногласий о том приложена сила отдачи к рельсам в рельсотроне или не приложена.
https://www.youtube.com/watch?v=LoYw8U4gu2w&feature=youtu.be (https://www.youtube.com/watch?v=LoYw8U4gu2w&feature=youtu.be)
Под видео ссылка на ветку форума Сайтеха, в которой я привожу свою интерпретацию результатов опыта. Прошу прокомментировать результаты опыта.
На видео я ничего не увидел, поясните пожалуйста что и как.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 10 Апреля 2018, 10:37:15
Поясняю. Опыт был поставлен в попытке устранить разногласие, возникшее между мной и моим оппонентом на форуме Сайтеха.  Мой оппонент утверждал, что в рельсотроне "на обе перемычки действуют силы со стороны электромагнитного поля создаваемого в том числе и рельсами, однако рельсы от этого никакой "отдачи" не чувствуют" и отдача "действует на вторую перемычку а не на рельсы".

Я с этим не соглашаюсь и утверждаю, что к рельсам приложена продольная сила отдачи.

Идея опыта была сформулирована моим оппонентом:
"1. два параллельных прямых отрезка провода, "рельсы", связываете спичками в жесткую конструкцию и подвешиваете к спинке стула на нитках. чем длиннее нити, тем меньшую величину силы вы сможете обнаружить и тем меньший ток использовать в опыте.
2. перпендикулярную им перемычку подвешиваете на отдельных нитях около одного конца пары и припаиваете к рельсам тонким гибким проводом, чтобы она имела возможность немного отодвинуться от рельсов не утягивая их за собой.
3. прикасаетесь к рельсам с другого конца проводами от источника питания, "скользящим контактом" или тоже гибкими проводами
ожидаемый по законам электродинамики результат - перемычка отклоняется, рельсы нет.
можно еще обе рельсы разделить на две половинки соединенные гибкими проводами, чтобы исключить вариант что к рельсам с двух сторон, от перемычки и от блока питания приложены встречные силы, уравновешивающие друг друга"

При осуществлении этой идеи я столкнулся со со следующей сложностью: на гибкие провода, по которым течёт тот же ток, что и по рельсам действовали пондемоторные силы, которые приводили к изгибанию этих проводов. Для того, чтобы всё же показать действие продольных электромагнитных сил, приложенных к рельсам, я составил такую конфигурацию гибких проводов, чтобы механические силы, приложенные со стороны гибких проводов к рельсам были направлены в сторону противоположную действию продольных сил, надеясь, что продольные силы перевесят механические силы, действующие со стороны гибких проводов. Вот схема опыта (Это вид сверху, с тем небольшим отличием, что гибкие провода всё же несколько свисают вниз):

(http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamicimg/opyt_s_relsami_na_nitkah.png)

Гибкие провода, соединяющие рельсу и перемычку я свернул в кольцо с перехлёстом. Ток по кольцу приводит к тому что кольцо стремится расшириться. Поскольку кольцо имеет перехлёст вверху, расширение кольца приводит к тому что расширяющееся кольцо стремится сблизить перемычку и рельсы. Этот эффект я наблюдал своими глазами при достаточно большом расстоянии между рельсами и перемычкой. Поэтому механическая сила, со стороны колец, соединяющих рельсы с перемычкой, приложенная к рельсам, направлена вправо (по рисунку и по видео).

В соответствии с предложенной схемой опыта, обе рельсы были разделены на две половинки соединенные гибкими проводами, эти соединяющие провода я выполнил в виде полуколец, которые при пропускании по ним тока расталкивают рельсы, что хорошо видно на этом видео:
https://youtu.be/ltcJ6B_7PnI (https://youtu.be/ltcJ6B_7PnI)
Таким образом, эти гибкие провода толкают исследуемые рельсы в том же направлении - вправо

И вот итоговый эксперимент. Для лучшей визуализации сил, действующих на рельсы, я установил упор у лёгкой перемычки.

Видео лучше просматривать при замедленном воспроизведении:
https://youtu.be/LoYw8U4gu2w (https://youtu.be/LoYw8U4gu2w)

Я вижу движение исследуемых рельс влево. А что видите Вы? И как это можете прокомментировать?

В качестве источников питания я использовал заряженную до 80 вольт пару конденсаторов общей емкостью 30 000 мкф.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 10 Апреля 2018, 11:57:54
Спасибо за пояснения. Я ещё раз посмотрел прилагаемое видео, но так ничего там и не увидел.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 10 Апреля 2018, 23:27:54
Чтобы лучше был виден эффект я изменил конфигурацию гибких проводов. Я постарался изогнуть их так, чтобы нормаль плоскости петли была параллельна рельсам. Таким образом механические силы со стороны гибких проводов будут направлены не вдоль рельс, а поперёк, при этом взаимно компенсируясь. В итоге эффект продольных сил отдачи рельсотрона проявил себя более наглядно. Смотрите:
https://youtu.be/bGBGk_iJtZQ (https://youtu.be/bGBGk_iJtZQ)


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 11 Апреля 2018, 10:15:40
Насколько я понимаю, левая пара рельсов слева замкнута перемычкой, а к правой паре справа подключается источник питания. При включении тока на перемычку будет действовать сила, которая тянуть левую пару влево, а на цепь питания будет действовать сила, которая  будет тянуть правую пару вправо. Эти силы и будут растягивать левую и правую пары рельсов. 


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 11 Апреля 2018, 11:56:46
Насколько я понимаю, левая пара рельсов слева замкнута перемычкой, а к правой паре справа подключается источник питания.
Наоборот, правая пара рельсов справа замкнута перемычкой, а к левой паре слева подключается источник питания. Провода, по которым идёт питание тоже гибкие. Общий вид установки Вы можете увидеть здесь:
https://youtu.be/xhPsnrwxtic (https://youtu.be/xhPsnrwxtic)

Чтобы лучше был виден эффект продольной силы, приложенной к рельсам, я решил утяжелить перемычку, для чего справа от нее установил упор. В качестве упора я использовал стойку настольной лампы.




Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 19 Апреля 2018, 00:42:27
Произвел ещё один опыт для демонстрации эффекта продольной силы приложенной к рельсам в конфигурации рельсотрона. Перемычка замурована в глине, а одна из рельс выполнена в виде канавки, заполненной расплавленным припоем
https://youtu.be/2oVKJBspu0E (https://youtu.be/2oVKJBspu0E)
https://youtu.be/s3MfFzIBRHE (https://youtu.be/s3MfFzIBRHE)


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 19 Апреля 2018, 09:11:33
Произвел ещё один опыт для демонстрации эффекта продольной силы приложенной к рельсам в конфигурации рельсотрона. Перемычка замурована в глине, а одна из рельс выполнена в виде канавки, заполненной расплавленным припоем
https://youtu.be/2oVKJBspu0E (https://youtu.be/2oVKJBspu0E)
https://youtu.be/s3MfFzIBRHE (https://youtu.be/s3MfFzIBRHE)

Интересный эксперимент.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 19 Апреля 2018, 16:20:32
Хотел бы сформулировать план более аккуратной постановки эксперимента. Для него понадобится источник постоянного тока порядка не менее 500-800 А. Кроме этого понадобится жидкий металл, заключённый в горизонтальную цилиндрическую полость, просверленную, например в оргстекле. С одной стороны к жидкому металлу подводится ток под прямым углом. С другой стороны - прямо продолжая его направление. Для наблюдения изменения уровня жидкого металла вдоль его длины нужно просверлить два вертикальных сверления, в начале, в конце (можно ещё и посредине), - по принципу сообщающихся сосудов. На таком приборе можно экспериментально исследовать величину продольной силы, приложенной к жидкому рельсу по перепаду уровней жидкого металла в вертикальных сверлениях в зависимости от величины тока.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 19 Апреля 2018, 18:03:48
Хотел бы сформулировать план более аккуратной постановки эксперимента. Для него понадобится источник постоянного тока порядка не менее 500-800 А. Кроме этого понадобится жидкий металл, заключённый в горизонтальную цилиндрическую полость, просверленную, например в оргстекле. С одной стороны к жидкому металлу подводится ток под прямым углом. С другой стороны - прямо продолжая его направление. Для наблюдения изменения уровня жидкого металла вдоль его длины нужно просверлить два вертикальных сверления, в начале, в конце (можно ещё и посредине), - по принципу сообщающихся сосудов. На таком приборе можно экспериментально исследовать величину продольной силы, приложенной к жидкому рельсу по перепаду уровней жидкого металла в вертикальных сверлениях в зависимости от величины тока.
Желаю удачи.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 11 Мая 2018, 12:10:04
За неимением пока что жидкого металла для постановки запланированного ранее опыта, сделал другой опыт
Взаимодействие перпендикулярных проводов по идее предложенной С.А. Дейной
дубль 1 (https://youtu.be/HiLIVJIzmmw)
дубль 2 (https://youtu.be/bz-1XyobSwI)
дубль 3 (https://youtu.be/Pz6qXhpkrdE)
дубль 4 (https://youtu.be/zpg4k50Z9BY)
дубль 5 (https://youtu.be/fWBl2wvoG2M)
дубль 6 (https://youtu.be/PeoMlObFHxo)
дубль 7 (https://youtu.be/wu_E2V0mvR0)
дубль 8 (https://youtu.be/u0eUEgS6RdI)
дубль 9 (https://youtu.be/m5exoqND82U)
Выкладываю несколько дублей. Пусть не все из них наглядные, но выкладываю все чтобы не было сомнений в воспроизводимости результата.

В данной конфигурации можно рассмотреть два рельсотрона, у которых нижние рельсы и перемычка жёстко закреплены. А верхние рельсы подвижны и выполнены на подвесе типа крутильные весы.  

На мой взгляд в данном опыте налицо продольная сила приложенная к рельсам. А как на Ваш?


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 17 Мая 2018, 07:56:24
Описание опыта с Z-образной перемычкой

Конфигурация опыта, предложенная С.А. Дейной имеет вид:
(http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamicimg/Opyt_Deyna_N_1.jpg)

В данной конфигурации можно рассмотреть два рельсотрона, у которых нижние рельсы и перемычка жёстко закреплены. А верхние рельсы подвижны и выполнены на подвесе типа крутильные весы.  

Вот наиболее удачные 5 дублей рассматриваемого опыта:
дубль 5 (https://youtu.be/fWBl2wvoG2M)
дубль 6 (https://youtu.be/PeoMlObFHxo)
дубль 7 (https://youtu.be/wu_E2V0mvR0)
дубль 8 (https://youtu.be/u0eUEgS6RdI)
дубль 9 (https://youtu.be/m5exoqND82U)

В них наблюдается появление вращающего момента, приложенного к Z-образной перемычке, направленного по часовой стрелке, если смотреть сверху.

В данной конфигурации проводник 5 взаимодействует с проводниками 3 и 7 в вертикальном направлении как в рельсотроне. Проводники 3 и 7 создают в области проводника 5 вектор магнитной индукции, направленный горизонтально. Следовательно сила Лоренца, действующая со стороны магнитного поля проводников 3 и 7 на проводник 5 направлена вверх.

Вектор магнитной индукции, создаваемый проводниками 2 и 8 в области проводника 5 направлен вертикально. Причём ближе к правому краю проводника 5 суммарный вектор индукции направлен вверх, а ближе к левому краю проводника 5 суммарный вектор индукции направлен вниз. По итогу это обстоятельство должно приводить к созданию крутящего момента, направленного против часовой стрелки, если смотреть сверху

Проводники 1 и 9 действуют на проводник 5 по принципу параллельных проводов. Но, тем не менее их суммарное воздействие на проводник 5 также может приводит к возникновению крутящего момента.

Магнитное поле, создаваемое проводником 1 в области проводника 5 направлено почти вертикально снизу вверх. Но ввиду того что значительная часть длины проводника 1 находится по рисунку слева, то в интегральном представлении проводник 1 создаст в левой части проводника 5 большую магнитную индукцию, чем в его правой части. Следовательно это приведёт к созданию крутящего момента, направленного по часовой стрелке, если смотреть сверху.

Аналогичные рассуждения относительно воздействия магнитного поля проводника 9 на проводник 5 приведут к созданию крутящего момента, направленного также по часовой стрелке, если смотреть сверху.

Не показанный на рисунке проводник 10 представляющий собой цепь источника питания создаёт в области проводника 5 вектор индукции магнитного поля, направленный вертикально снизу вверх. Вследствие убывания магнитной индукции с расстоянием от цепи источника питания в правой части проводника 5 эта индукция окажется ниже чем в левой. Следовательно магнитное поле также и цепи питания приведёт к созданию крутящего момента, направленного по часовой стрелке, если смотреть сверху.

Итоговый крутящий момент можно было бы найти интегрированием, но вместо этого мною был проведен контрольный опыт https://www.youtube.com/watch?v=O35HF7hIL7c&feature=youtu.be (https://www.youtube.com/watch?v=O35HF7hIL7c&feature=youtu.be), который показал интегральный крутящий момент создаваемый силами Лоренца на проводнике 5, направленный по часовой стрелке, то есть в ту же самую сторону, что и в дублях 5 - 9.

Поэтому мною было произведено сравнение результатов дублей 5 - 9 с результатами контрольного опыта.

Итого.
В моём контрольном опыте вращающий момент провернул перемычку по часовой стрелке градусов на 135
В дубле 5 угол поворота составил почти 180 градусов - перемычка ударилась
В дубле 6 угол поворота составил немногим больше 135 градусов но перемычка сильно ударилась
В дубле 7 - 225 градусов
В дубле 8 - 280 градусов
В дубле 9 - 135+ перемычка ударилась

Теперь представляет интерес анализ исходных конфигураций дублей 7 и 8 - это те дубли, в которых перемычка не ударилась. Отличие дубля 8 от дубля 7 в том, что в дубле 8 хвостики Z образной перемычки на несколько миллиметров выступают за концы вертикальных проводов, а в дубле 7 хвостики  Z образной перемычки лежат на концах вертикальных проводов. По моему мнению эти несколько миллиметров увеличивают время действия продольной силы, что привело к большему закручиванию крутильных весов в дубле 8 по сравнению с дублем 7.

Кроме того большая величина закручивания крутильных весов во всех дублях 5-9 по сравнению с величиной их закручивания в контрольном опыте свидетельствует о наличии дополнительной силы, создающей дополнительный крутящий момент. И эту самую прибавку вращающего момента возможно объяснить лишь действием на хвостики Z образной перемычки продольных сил Николаева.

Эта та самая сила, которая в конфигурации рельсотрона объясняет появление сил отдачи приложенных к рельсам


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 17 Мая 2018, 12:16:15
Полученные результаты можно рассмотреть и с другой точки зрения. Если сверхпроводящее кольцо подвесить на струнной подвеске и возбудить в нём незатухающий ток, а затем перевести кольцо в нормальное состояние, то наблюдается закручивание кольца. Это связано с тем, что при торможении электроны отдают свой импульс кольцу, закручивая его. Нечто похожее наблюдается и у Вас. Укажите, пожалуйста, полярность подключения источника тока к Z -образному проводу. Тогда и должно быть видно это торможение электронов или нет.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 19 Мая 2018, 15:21:37
Полученные результаты можно рассмотреть и с другой точки зрения. Если сверхпроводящее кольцо подвесить на струнной подвеске и возбудить в нём незатухающий ток, а затем перевести кольцо в нормальное состояние, то наблюдается закручивание кольца. Это связано с тем, что при торможении электроны отдают свой импульс кольцу, закручивая его. Нечто похожее наблюдается и у Вас. Укажите, пожалуйста, полярность подключения источника тока к Z -образному проводу. Тогда и должно быть видно это торможение электронов или нет.
Алексей Юрьевич, какая же всё-таки полярность подключения источника тока? Соответствует ли она моему предположению.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 24 Мая 2018, 10:31:05
На видео Вы можете видеть зелёный провод. Это минус.
На рисунке мною обозначено направление тока как это обычно принято от плюса к минусу.

С другой стороны, чтобы судить о Вашей гипотезе вязкого торможения электронов в кристаллической решётке было бы неплохо произвести опыт, изменив также и полярность подключения.



Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 24 Мая 2018, 18:38:03
На видео Вы можете видеть зелёный провод. Это минус.
На рисунке мною обозначено направление тока как это обычно принято от плюса к минусу.

С другой стороны, чтобы судить о Вашей гипотезе вязкого торможения электронов в кристаллической решётке было бы неплохо произвести опыт, изменив также и полярность подключения.


Судя по Вашему рисунку, моё предположение оправдывается.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 24 Мая 2018, 19:46:42
На первый взгляд да, но я бы не торопился с выводами. Как я уже писал, нужно перепроверять на обратной полярности подключения.

По поводу опыта с Z-образной перемычкой. По мнению моих оппонентов, руководствующихся современными электродинамическими представлениями дополнительный вращающий момент Z-образной перемычки возникает благодаря силе Лоренца, приложенной к центральному проводу 5 перемычки со стороны магнитного поля, создаваемого током в хвостиках перемычки 4 и 6.

Отличие представлений Николаева от современных электродинамических представлений в том, что к хвостикам перемычки 4 и 6 будут приложены две противоположно направленные продольные силы: одна - со стороны скалярного поля, создаваемого током в проводе 5 (эта сила уравновесит момент сил Лоренца, о котором шла речь в предыдущем абзаце), вторая - со стороны скалярного поля, создаваемого вертикальными проводниками 3 и 7.

По итогу отличие представлений Николаева от современных электродинамических представлений в рамках данного опыта  может проявиться лишь в том, согласно представлениям Николаева хвостики перемычки 4 и 6 будут испытывать силу продольного сжатия.

Что касается рельсотрона, то по мнению моих оппонентов отдача в рельсотроне полностью приложена к противоположной перемычке. Дело в том что на самом деле к обоим перемычкам со стороны магнитного поля, создаваемого рельсами приложены одинаковые по модулю и противоположно направленные силы. И для моих оппонентов этого оказывается достаточно. Дальше они не идут.
Но если следовать взглядам Николаева, то со стороны скалярного поля создаваемого обоими перемычками на рельсы будет действовать сжимающая продольная сила. А по мнению моих оппонентов такой сжимающей продольной силы, приложенной к рельсам нет.

Поэтому experimentum crucis по теме отдачи в рельсотроне могут явиться только те опыты, в которых эта продольная сжимающая сила может быть зарегистрирована: например опыты номер 2 и 3 из книги Николаева.

Мною была предпринята попытка осуществить собственный вариант проведения опыта номер 3 из книги Николаева.

(http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamicimg/G_Nikolaev_Opyt_3.jpg)

Прилагаю видео с двумя разными вариантами полярности подключения
https://www.youtube.com/watch?v=gRydg6-PeVM (https://www.youtube.com/watch?v=gRydg6-PeVM)
https://www.youtube.com/watch?v=rr8V77LwIBA (https://www.youtube.com/watch?v=rr8V77LwIBA)



Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 25 Мая 2018, 16:18:56
На видео Вы можете видеть зелёный провод. Это минус.
На рисунке мною обозначено направление тока как это обычно принято от плюса к минусу.

С другой стороны, чтобы судить о Вашей гипотезе вязкого торможения электронов в кристаллической решётке было бы неплохо произвести опыт, изменив также и полярность подключения.


Удя по Вашему рисунку, моё предположение оправдывается.

Если судить по моим попыткам воспроизвести конфигурацию опыта номер 3, приведенных на видео, и в которых я не увидел изменение характера продольного движения при изменении полярности подключения питания, то пока что Ваше предположение, на мой взгляд, не оправдывается.

Если же следовать формулам Николаева для продольной силы, то направление продольной силы зависит не только от направления тока но и от знака дивергенции векторного потенциала. Сила Николаева пропорциональна произведению вектора тока на взятую с обратным знаком дивергенцию векторного потенциала. Если в одной и той же конфигурации изменить полярность подключения источника питания, то при этом изменится не только направление тока на противоположное, но также изменится и знак дивергенции векторного потенциала. Поэтому в итоге направление продольной силы Николаева не должно изменяться.

Вы можете в моём уточнённом электродинамическом расчёте рельсотрона (http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgun.htm) обратить внимание на то, что расчётное направление продольной силы Николаева, действующей на обе рельсы со стороны перемычки направлено в одну и ту же сторону независимо от того, что направление тока в разных рельсах различно. Из симметричности конфигурации рельсотрона легко увидеть, что при изменении полярности подключения источника питания направление продольной силы, приложенной к рельсам, не поменяется


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 27 Мая 2018, 10:02:09
Федор Федорович, предлагаю задачу. Давайте питание к рельсотрону подведём следующим образом:

(http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamicimg/inverse_railgun.png)

На рисунке цифрой 1 обозначен источник питания, цифрами 6 и 4 - рельсы, а цифрой 5 - перемычка. Все проводники расположены в одной плоскости

А теперь вопрос: исходя из Ваших представлений

отдача в данном случае будет приводить не только к расталкиванию рельс, но и к их растяжению. Растягиваться будет и сама перемычка.
Почему Вы так думаете? Почему именно растяжение? А не наоборот: сжатие рельс вдоль их длины
При пропускании тока через рельсотрон его контур, в том числе и рельсы, растягиваются.

о том, что при пропускании тока через контур, контур растягивается, ответьте, пожалуйста на вопрос, куда будет стрелять такой вывернутый на изнанку  рельсотрон?

После Вашего ответа я Вам покажу видео, куда на самом деле такой рельсотрон стреляет.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 27 Мая 2018, 12:18:27
Перемычка 5 полетит вверх.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 27 Мая 2018, 15:16:11
Перемычка 5 полетит вверх.

Действительно если исходить из того что "в рамках известных представлений общепринято считать, что поверхность контура может только увеличиваться", то казалось бы перемычка должна двигаться от источника питания.

(http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamicimg/G_Nikolaev_Opyt_6.png)

Однако в моём опыте  рельсотрон навыворот (https://www.youtube.com/watch?v=A0kHwWJyBPs) стреляет к источнику питания.

Я также пытался зарегистрировать отдачу в таком рельсотроне навыворот (https://www.youtube.com/watch?v=uLQ_nJEE1Yw) но в моей реализации оказалось весьма сложно ее зарегистрировать.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 16 Июля 2018, 12:39:10
Перемычка 5 полетит вверх.

Действительно если исходить из того что "в рамках известных представлений общепринято считать, что поверхность контура может только увеличиваться", то казалось бы перемычка должна двигаться от источника питания.

(http://liquidcrystalosmos.narod.ru/railgunelectrodynamicimg/G_Nikolaev_Opyt_6.png)

Однако в моём опыте  рельсотрон навыворот (https://www.youtube.com/watch?v=A0kHwWJyBPs) стреляет к источнику питания.

Я также пытался зарегистрировать отдачу в таком рельсотроне навыворот (https://www.youtube.com/watch?v=uLQ_nJEE1Yw) но в моей реализации оказалось весьма сложно ее зарегистрировать.
Хотелось бы увидеть Ваш электродинамический расчёт, а потом уже результаты экспериментов, его подтверждающих.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 17 Июля 2018, 19:33:12
Хотелось бы увидеть Ваш электродинамический расчёт, а потом уже результаты экспериментов, его подтверждающих.
Пожалуйста


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 17 Июля 2018, 20:11:26
Хотелось бы увидеть Ваш электродинамический расчёт, а потом уже результаты экспериментов, его подтверждающих.
Пожалуйста
Насколько Ваши результаты совпадают с результатами Дробышева, и учтены ли в этих расчётах идеи Николаева.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 21 Июля 2018, 10:47:57
Алексей Юрьевич, Вы не ответили на мои вопросы.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 22 Июля 2018, 12:17:48
Я было взялся за сравнение результатов моих расчётов с расчётами Дробышева, но столкнулся с проблемой связанной с громоздкостью получаемых мною интегралов взаимодействия проводников 2 и 8 с проводником 5. По этой причине смогу ответить после того как получится решить возникшую проблему.

В данном моём расчёте учитываются только лишь формулы Био-Савара-Лапласа и силы Лоренца.

Формулы для расчёта силы Николаева в данной конфигурации я пока ещё не применял.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 09 Августа 2018, 17:09:04
Алексей Юрьевич, Вы давно занимаетесь рельсотроном, но я пока не вижу сухого остатка, а именно сообщения о том, что Вы подготовили соответствующую статью и отправили её в какой либо журнал. При этом никто не требует от Вас раскрытия содержания статьи достаточно привести лишь аннотацию, но сам факт оправки будет свидетельствовать о том, что Ваша деятельность на этом поприще не есть холостой выстрел.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 24 Августа 2018, 09:04:05
Пытаясь зарегистрировать отдачу в рельсотроне провел дополнительные опыты. Что получилось, можете посмотреть

https://youtu.be/VxVm4h46qkU (https://youtu.be/VxVm4h46qkU)
https://youtu.be/oeh27Zpebzs (https://youtu.be/oeh27Zpebzs)

https://youtu.be/tyCNeUO00u4 (https://youtu.be/tyCNeUO00u4)
https://youtu.be/NlkYT08dpA0 (https://youtu.be/NlkYT08dpA0)

https://youtu.be/MbKQoC5n200 (https://youtu.be/MbKQoC5n200)


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 25 Августа 2018, 09:07:06
Пытаясь зарегистрировать отдачу в рельсотроне провел дополнительные опыты. Что получилось, можете посмотреть

https://youtu.be/VxVm4h46qkU (https://youtu.be/VxVm4h46qkU)
https://youtu.be/oeh27Zpebzs (https://youtu.be/oeh27Zpebzs)

https://youtu.be/tyCNeUO00u4 (https://youtu.be/tyCNeUO00u4)
https://youtu.be/NlkYT08dpA0 (https://youtu.be/NlkYT08dpA0)

https://youtu.be/MbKQoC5n200 (https://youtu.be/MbKQoC5n200)

Дайте, пожалуйста, объяснения к роликам.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 11 Сентября 2018, 02:13:51
Дайте, пожалуйста, объяснения к роликам.
Пояснения к роликам мною даны здесь (http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=578727.msg8078541#msg8078541) и  здесь (http://bolshoyforum.com/forum/index.php?topic=578727.msg8079243#msg8079243)


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 11 Февраля 2019, 02:44:55
Импульс тока через жидкий металл в оргстекле https://youtu.be/pwZh7b8AZ1M (https://youtu.be/pwZh7b8AZ1M)


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Фёдор Фёдорович Менде от 11 Февраля 2019, 11:59:38
Импульс тока через жидкий металл в оргстекле https://youtu.be/pwZh7b8AZ1M (https://youtu.be/pwZh7b8AZ1M)

Дайте, пожалуйста, схему эксперимента.


Название: Re: Отдача в рельсотроне
Отправлено: Дроздов Алексей Юрьевич от 17 Февраля 2019, 11:33:25
В прикрепленном файле схема, отражающая основную идею опыта: в оргстекле делаются горизонтальные сверления заполненные жидким металлом по которым под углом 90 градусов пускается импульс тока. Судя по изменению уровня жидкого металла в вертикальных сверлениях можно судить о возникающих пондемоторных силах