Научное направление:
«Закольцованные диссипативные системы периодического преобразования энергии»
Шифры научных специальностей, в рамках которых разрабатывалось данное научное направление:
Краткая аннотация научного направления:
На протяжении последних 80-и лет в нашей стране были открыты два зеркальных физических принципа, действующие во вращающихся механоэлектрических и электромеханических системах. Они позволяют создать закольцованную и совмещённую в пространстве цепочку явлений, циклически воспроизводящих избыточную электрическую энергию переменного тока.
Накопители энергии, использующие эти принципы, состоят из «Источника» энергии (генератора) и потребителя энергии «Мотора», которые связаны между собой цепочками возврата и доставки энергии. В них энергия всегда циркулирует. В накопителях можно реализовать такой режим генерации энергии, при котором «Источник» поставляет электрическую мощность, превышающую мощность, потребляемую «Мотором», диссипативными и резистивными потерями. Возникающая избыточная энергия может быть передана потребителю (см. рисунок).
Физический принцип периодического преобразования механической энергии в электрическую в 50-х годах был открыт Мандельштамом Л.И. и Папалекси Н.Д. в механоэлектрической системе, которая состояла из последовательно включённых элементов L (индуктивность), C (переменная ёмкость, которая изменялась во времени механически), R (омическое сопротивление). Колебательный контур не имел источника тока. Обнаружив неизвестное ранее явление параметрического резонанса, они создали генератор переменного тока. Он работал на частоте 400 Гц с выходным напряжением 5 кВ. Таким образом они создали цепочку доставки.
Для реализации цепочки возврата необходимо было изменить конструкцию используемого ими воздушного конденсатора, таким образом, чтобы он мог вращаться при подаче на него высокого напряжения. Этого можно достигнуть применением зеркального физического принципа электромеханического преобразования энергии, открытого нами. Этот принцип переводит процесс генерации энергии в системе в режим токовой неустойчивости.
Эксперименты показали, что дополнительную механическую энергию вращения конденсатора с радиальными проводящими секторами поставляет пробой воздуха между проводящим сектором и электродами, подводящими высокое напряжение.
Два зеркальных физических принципа позволяют создать три класса технических устройств в инновационной энергетике с закольцованной энергетической цепочкой (ЗЭЦ – технология).
Первый класс устройств – устройства, преобразующие механическое вращение в переменный электрический ток. Механизм генерации энергии в режиме токовой неустойчивости вращающимся конденсатором позволит построить целый класс автономных электрических генераторов переменного тока.
Второй класс устройств – устройства, преобразующие высокое напряжение в механическое вращение конденсатора с радиальными проводящими секторами. Такие устройства представляют интерес для создания широкого класса бесщёточных двигателей и высокоскоростных микродвигателей постоянного тока.
Третий класс устройств – накопители избыточной энергии. Они совмещают в себе оба принципа и позволяют создать новый класс электромеханических устройств, похожих на автомобильные аккумуляторы. Отличительная черта накопителей заключается в том, что они не требуют подзарядки для своей непрерывной работы.
Предлагаемая технология даст возможность решения энергетических проблем в самых отдаленных уголках нашей страны без привлечения дополнительных инвестиций на строительство подстанций, линий электропередач, мощных энергетических установок. Это позволит не только окупить затраты на наукоёмкое оборудование для исследований и финансирование проектов, но и стать пионером ЗЭЦ - технологии в мире.
Несомненными преимуществами ЗЭЦ - технологии являются: простота, экологическая безопасность, мобильность, компактность, дешевизна, широкий диапазон электрических выходных мощностей, который может быть востребован для персонального использования в месте расположения накопителя.
Накопители энергии, использующие эти принципы, состоят из «Источника» энергии (генератора) и потребителя энергии «Мотора», которые связаны между собой цепочками возврата и доставки энергии. В них энергия всегда циркулирует. В накопителях можно реализовать такой режим генерации энергии, при котором «Источник» поставляет электрическую мощность, превышающую мощность, потребляемую «Мотором», диссипативными и резистивными потерями. Возникающая избыточная энергия может быть передана потребителю (см. рисунок).
Физический принцип периодического преобразования механической энергии в электрическую в 50-х годах был открыт Мандельштамом Л.И. и Папалекси Н.Д. в механоэлектрической системе, которая состояла из последовательно включённых элементов L (индуктивность), C (переменная ёмкость, которая изменялась во времени механически), R (омическое сопротивление). Колебательный контур не имел источника тока. Обнаружив неизвестное ранее явление параметрического резонанса, они создали генератор переменного тока. Он работал на частоте 400 Гц с выходным напряжением 5 кВ. Таким образом они создали цепочку доставки.
Для реализации цепочки возврата необходимо было изменить конструкцию используемого ими воздушного конденсатора, таким образом, чтобы он мог вращаться при подаче на него высокого напряжения. Этого можно достигнуть применением зеркального физического принципа электромеханического преобразования энергии, открытого нами. Этот принцип переводит процесс генерации энергии в системе в режим токовой неустойчивости.
Эксперименты показали, что дополнительную механическую энергию вращения конденсатора с радиальными проводящими секторами поставляет пробой воздуха между проводящим сектором и электродами, подводящими высокое напряжение.
Два зеркальных физических принципа позволяют создать три класса технических устройств в инновационной энергетике с закольцованной энергетической цепочкой (ЗЭЦ – технология).
Первый класс устройств – устройства, преобразующие механическое вращение в переменный электрический ток. Механизм генерации энергии в режиме токовой неустойчивости вращающимся конденсатором позволит построить целый класс автономных электрических генераторов переменного тока.
Второй класс устройств – устройства, преобразующие высокое напряжение в механическое вращение конденсатора с радиальными проводящими секторами. Такие устройства представляют интерес для создания широкого класса бесщёточных двигателей и высокоскоростных микродвигателей постоянного тока.
Третий класс устройств – накопители избыточной энергии. Они совмещают в себе оба принципа и позволяют создать новый класс электромеханических устройств, похожих на автомобильные аккумуляторы. Отличительная черта накопителей заключается в том, что они не требуют подзарядки для своей непрерывной работы.
Предлагаемая технология даст возможность решения энергетических проблем в самых отдаленных уголках нашей страны без привлечения дополнительных инвестиций на строительство подстанций, линий электропередач, мощных энергетических установок. Это позволит не только окупить затраты на наукоёмкое оборудование для исследований и финансирование проектов, но и стать пионером ЗЭЦ - технологии в мире.
Несомненными преимуществами ЗЭЦ - технологии являются: простота, экологическая безопасность, мобильность, компактность, дешевизна, широкий диапазон электрических выходных мощностей, который может быть востребован для персонального использования в месте расположения накопителя.
Аннотации трех наиболее значимых публикаций:
1. Сапогин В.Г., Прокопенко Н.Н., Панич А.Е. Электрические накопители избыточной энергии искусственной плазменной неустойчивости – энергетическая бездна человечества. Сборник трудов II международной молодёжной научной конференции “Актуальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения”, г. Ростов-на-Дону, 6-10 сентября. Том II. Южный Федеральный университет. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ. 2015 г., с 30-38.
2. Сапогин В.Г., Сапогин Л.Г., Джанибеков В.А., Савин Ю.П. Механизм генерации избыточной энергии самовращающейся электрической стрелкой. (Технология замкнутой энергетической цепочки), - Таганрог: Издатель Ступин С.А., ISBN 978-5-6041321-8-0, 2018 г. с. 56.
3. Сапогин В.Г., Сапогин Л.Г., Сапогин К.В., Атаманченко А.К., Дзюба Д.А. Токовая неустойчивость колебательного контура при гармонической модуляции реактивного параметра. Статья послана в редакцию «Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований», РАЕ, 2019 г., – 8 с.
2. Сапогин В.Г., Сапогин Л.Г., Джанибеков В.А., Савин Ю.П. Механизм генерации избыточной энергии самовращающейся электрической стрелкой. (Технология замкнутой энергетической цепочки), - Таганрог: Издатель Ступин С.А., ISBN 978-5-6041321-8-0, 2018 г. с. 56.
3. Сапогин В.Г., Сапогин Л.Г., Сапогин К.В., Атаманченко А.К., Дзюба Д.А. Токовая неустойчивость колебательного контура при гармонической модуляции реактивного параметра. Статья послана в редакцию «Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований», РАЕ, 2019 г., – 8 с.