Имитационный способ определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты

 

Способ предназначен для имитации определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, и позволяет моделировать процессы, происходящие во Вселенной. С помощью привода вращают основание с телом, имитирующим планету, внутри которого выполнена полость для капельной жидкости. Тело устанавливают на оси внутри контейнера, размещенного внутри канала, выполненного в основании. Внутри канала размещают две идентичные пружины, граничащие со своим ползуном, или каждым смежным концом из них - с стенкой контейнера. Изменяют силу сжатия пружин с помощью соединительного устройства, связывающего внешние ползуны и позволяющего перемещать их. Измеряют частоту вращения вала и регулируют ее до установления равенства длин обеих пружин для достижения критического значения окружной скорости центра массы тела на соответствующем радиусе его вращения. Тело, имитирующее планету, приводят во вращение вокруг оси, на которой оно установлено. Регулируют частоту его вращения вокруг собственной оси, затем осуществляют подачу капельной жидкости в канал, выполненный на поверхности тела, имитирующего планету, из внутренней полости последнего. Постепенно увеличивают частоту вращения тела вокруг собственной оси до момента возникновения срыва жидкости из полости канала в окружающее пространство. Рассчитывают критическое значение окружной скорости вращения частиц капельной жидкости. Затем отсоединяют ось, на которой тело, имитирующее планету, установлено в контейнере, от привода, в результате чего с прекращением вращения тела оставшаяся в канале капельная жидкость срывается в окружающее пространство, чем подтверждается необходимость вращения тела вокруг собственной оси для удержания капельной жидкости в канале, выполненном на поверхности тела, имитирующего планету. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к способу, позволяющему имитировать движение планеты для определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на ее поверхности, и может быть использовано при изучении астральной системы, движения планет и других небесных тел, получения новых научных данных о Вселенной, установления наличия необходимых условий на планетах для жизнедеятельности человека, для решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой, а также в иных целях.

Цель изобретения - разработка способа, позволяющего раскрыть законы строения мироздания и процессы, проходившие и происходящие во Вселенной и астральной системе, путем получения возможности имитировать движение планет с целью определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, и тем самым определения одного из основных условий, обеспечивающих жизнедеятельность человека на соответствующей планете, для решения как научных, так и технических задач, стоящих перед космонавтикой.

Указанная цель достигается тем, что в имитационном способе определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, вращают с помощью привода основание с телом, имитирующим планету, внутри которого выполнена полость для размещения капельной жидкости, а на поверхности тела, имитирующего планету, выполнен канал, заполняемый по достижении соответствующего режима вращения тела, имитирующего планету, вышеуказанной капельной жидкостью, при этом тело, имитирующее планету, устанавливают на оси, являющейся собственной осью вращения тела, проходящей через его центр массы, определенный до размещения тела, имитирующего планету, на установке, внутри контейнера, размещенного внутри канала, выполненного в основании консольного типа или в форме диска, соединяющего приосевую и периферийную зоны основания, при этом канал выполняют с дном или без дна в форме щели, а в первом случае дно располагают в плоскости, перпендикулярной к оси вращения вала, установленного в подшипниках опоры и соединенного жестко с одним концом основания консольного типа или с диском, устанавливаемым соосно валу, внутри канала в продольном его направлении размещают на расстоянии друг от друга две идентичные по своим характеристикам пружины, граничащие по крайней мере каждым из концов со своим ползуном, свободно перемещающимся в продольном направлении канала, или при этом каждым смежным концом из них - с соответствующей стенкой контейнера, а в первом случае между внутренними ползунами, установленными между смежными концами пружин, размещают вышеуказанный контейнер с возможностью свободного перемещения в продольном направлении канала с минимальным коэффициентом трения о поверхности контакта с последним, размещают капельную жидкость во внутренней полости тела, имитирующего планету, привод соединяют с валом с возможностью плавного регулирования частоты вращения последнего, изменяют силу сжатия указанных выше пружин, минимальное значение которой может равняться нулю, с помощью соединительного устройства, связывающего между собой внешние ползуны и позволяющего перемещать их в ту или иную сторону, измеряют частоту вращения вала, размещенного в вакуумной камере, и регулируют ее до установления равенства длин обеих пружин для достижения критического значения окружной скорости центра массы тела, имитирующего планету, на соответствующем радиусе его вращения, определяемом с помощью измерительного устройства, которое рассчитывают по формуле W_кр=2π•r_ц.м•n, где W_кр - критическое значение окружной скорости, м/с; r_ц.м - радиус вращения центра массы тела, м; n - частота вращения вала, с^-1.

После этого тело, имитирующее планету, приводят во вращение вокруг оси, на которой оно установлено, соединенным с указанной осью приводом, регулируют частоту его вращения вокруг собственной оси для установления начального минимального ее значения, затем осуществляют подачу капельной жидкости в канал, выполненный на поверхности тела, имитирующего планету, из внутренней полости последнего, а после прекращения подачи указанной жидкости в канал постепенно увеличивают частоту вращения тела, имитирующего планету, вокруг собственной оси до момента возникновения срыва жидкости из полости канала в окружающее пространство, измеряют частоту вращения тела, имитирующего планету, вокруг собственно оси и, зная расстояние от поверхности жидкости, заполнявшей канал тела, имитирующего планету, до возникновения ее срыва, до собственной оси вращения последнего, по вышеприведенной формуле рассчитывают критическое значение окружной скорости вращения частиц капельной жидкости, затем при наличии в канале капельной жидкости отсоединяют ось, на которой тело, имитирующее планету, установлено в контейнере, от привода.

В результате этого с прекращением вращения тела, имитирующего планету, вокруг собственной оси оставшаяся в канале капельная жидкость срывается в окружающее пространство, а при отсутствии в вышеуказанном канале капельной жидкости на момент отсоединения оси, на которой установлено тело, имитирующее планету, в контейнере, отсоединяют вышеуказанную ось от привода и разобщают вал, жестко соединенный с одним концом основания консольного типа или с диском, от соответствующего привода и размещают капельную жидкость во внутренней полости тела, имитирующего планету, затем все операции повторяют сначала в вышерассмотренной последовательности, а с прекращением подачи указанной капельной жидкости в канал при вращении тела, имитирующего планету, при начальном минимальном значении его частоты вращения вокруг собственной оси отсоединяют ось, на которой тело, имитирующее планету, установлено в контейнере, от привода, в результате чего с прекращением вышеуказанного вращения тела, имитирующего планету, капельная жидкость срывается из канала, выполненного на поверхности тела, имитирующего планету, в окружающее пространство, чем подтверждается необходимость вращения тела, имитирующего планету, вокруг собственной оси при соответствующей частоте вращения для удержания капельной жидкости в канале, выполненном на поверхности тела, имитирующего планету.

Отсутствие аналогов заявляемому техническому решению позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

В известных науке и технике решениях не обнаружены совокупности признаков заявляемого решения, проявляющих аналогичные свойства и позволяющих достичь указанный в цели изобретения результат, следовательно, решение соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена установка для имитации движения планет по петлеобразным орбитам; на фиг.2 - установка для имитации движения планет по петлеобразным орбитам; на фиг.3 - сечение по А-А на фиг.1, 2; на фиг.4 - шарообразное тело, имитирующее планету, с полостью внутри него для размещения капельной жидкости и каналом на его поверхности; на фиг.5 - сечение по А-А на фиг.1, 2; на фиг.6 - сечение по А-А на фиг. 1, 2; на фиг.7 - шарообразное тело, имитирующее планету, с двумя вкладными мягкими оболочками; на фиг.8 - регулирующее устройство; на фиг. 9 - установка для имитации движения планет по петлеобразным орбитам; на фиг.10 - петлеобразная орбита свободно вращающегося тела.

В имитационном способе определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости 1 на поверхности планеты 2 (фиг.1, 2, 3, 4), заключающемся в том, что вращают с помощью привода 3 основание 4 с телом 2, имитирующим планету 2, внутри которого выполнена полость 5 для размещения капельной жидкости 1, а на поверхности тела 2, имитирующего планету, выполнен канал 6, заполняемый по достижении соответствующего режима вращения тела 2, имитирующего планету, вышеуказанной капельной жидкостью 1, при этом тело 2, имитирующее планету, устанавливают на оси 7, являющейся собственной осью вращения тела 2, проходящей через центр массы 8, определенный до размещения тела 2, имитирующего планету, на установке, внутри контейнера 9, размещенного внутри канала 10, выполненного в основании 4 консольного типа или в форме диска, соединяющего приосевую 11 и периферийную 12 зоны основания 4, при этом канал 10 выполняют с дном 13 или без дна в форме щели, а в первом случае дно 13 располагают в плоскости, перпендикулярной к оси вращения 14 вала 15, установленного в подшипниках опоры 16 и соединенного жестко с одним концом 17 основания 4 консольного типа или с диском, устанавливаемым соосно валу 15, внутри канала 10 в продольном его направлении размещают на расстоянии l друг от друга две идентичные по своим характеристикам пружины 18, 19, граничащие по крайней мере каждым из концов со своим ползуном 20, 21, 22, 23, свободно перемещающимся в продольном направлении канала 10, или при этом каждым смежным концом из них - с соответствующей стенкой 24, 25 контейнера 9, а в первом случае между внутренними ползунами 20, 21, установленными между смежными концами пружин 18, 19, размещают вышеуказанный контейнер 9 с возможностью свободного перемещения в продольном направлении канала 10 с минимальным коэффициентом трения о поверхности контакта с последним, размещают капельную жидкость 1 во внутренней полости 5 тела 2, имитирующего планету, привод 3 соединяют с валом 15 с возможностью плавного регулирования частоты вращения n последнего, изменяют силу сжатия указанных выше пружин 18, 19, минимальное значение которой может равняться нулю, с помощью соединительного устройства 26, связывающего между собой внешние ползуны 22, 23 и позволяющего перемещать их в ту или иную сторону, измеряют частоту вращения n вала 15, размещенного в вакуумной камере, и регулируют ее до установления равенства длин l₁, l₂ обеих пружин 18, 19 для достижения критического значения окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, на соответствующем радиусе r_ц.м его вращения, определяемом с помощью измерительного устройства 27, которое рассчитывают по формуле W_кр=2π•r_ц.м•n, где W_кр - критическое значение окружной скорости, м/с; r_ц.м - радиус вращения центра массы тела, м; n - частота вращения вала, с^-1, После этого тело 2, имитирующее планету, приводят во вращение вокруг оси 7, на которой оно установлено, соединенным с указанной осью 7 приводом, регулируют частоту его вращения n_o вокруг собственной оси 7 для установления начального минимального ее значения n_oмин, затем осуществляют подачу капельной жидкости 1 в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету, из внутренней полости 5 последнего 2, а после прекращения подачи указанной жидкости 1 в канал 6 постепенно увеличивают частоту вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 до момента возникновения срыва жидкости из полости канала 6 в окружающее пространство, измеряют частоту вращения n_o тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 и, зная расстояние r_о от поверхности жидкости, заполняющей канал 6 тела 2, имитирующего планету, до возникновения ее срыва, до собственной оси вращения последнего, по вышеприведенной формуле рассчитывают критическое значение окружной скорости вращения W_кр.ж частиц капельной жидкости, затем при наличии в канале 6 капельной жидкости отсоединяют ось 7, на которой тело 2, имитирующее планету, установлено в контейнере 9, от привода.

В результате этого с прекращением вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 оставшаяся в канале 6 капельная жидкость срывается в окружающее пространство, а при отсутствии в вышеуказанном канале 6 капельной жидкости на момент отсоединения оси 7, на которой установлено тело 2, имитирующее планету, в контейнере 9, от привода отсоединяют вышеуказанную ось 7 от привода и разобщают вал 15, жестко соединенный с одним концом 17 основания 4 консольного типа или с диском, от соответствующего привода 3 и размещают капельную жидкость 1 во внутренней полости 5 тела 2, имитирующего планету, затем все операции повторяют сначала в вышерассмотренной последовательности, а с прекращением подачи указанной капельной жидкости в канал 6 при вращении тела 2, имитирующего планету, при начальном минимальном значении его частоты вращения n_{o мин} вокруг собственной оси 7 отсоединяют ось 7, на которой тело 2, имитирующее планету, установлено в контейнере 9, от привода, в результате чего с прекращением вышеуказанного вращения тела 2, имитирующего планету, капельная жидкость срывается из канала 6, выполненного на поверхности тела 2, имитирующего планету, в окружающее пространство, чем подтверждается необходимость вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 при соответствующей частоте вращения n_o для удержания капельной жидкости в канале 6, выполненном на поверхности тела 2, имитирующего планету.

При этом тело 2, имитирующее планету, на оси 7 может быть установлено жестко (фиг. 1, 2); тело 2, имитирующее планету, может быть установлено в контейнере 9 на установленной в подшипниках 28 контейнера 9 оси 7, по меньшей мере параллельной оси 14 вала 15, с возможностью свободного перемещения вдоль указанной оси 7, например, за счет шлицевого соединения, а также обеспечением свободы перемещения телу 2 путем деформирования соосно установленных пружин 29, граничащих каждая одной стороной с телом 2, а другой стороной - с торцом 30 соответствующего подшипника 28, внутри которых проходят участки оси 7, расположенные по обе стороны тела 2, имитирующего планету, записывают регистрирующим устройством 27 траекторию перемещения ±Y тела, имитирующего планету, вдоль оси 7, а до приведения оси 7 с указанным телом 2 во вращение фиксируют последнее на оси 7 устройством 31, исключающим перемещение тела 2, имитирующего планету, вдоль оси 7 (фиг.1, 2, 5); тело 2, имитирующее планету, может быть установлено в контейнере 9 на установленной в подшипниках контейнера оси 7, расположенной в плоскости вращения центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, вокруг оси вращения 14 вала 15, жестко соединенного с одним концом 17 основания 4 консольного типа или с диском, и являющейся касательной к окружности, описываемой центром массы 8 тела 2, имитирующего планету, при вращении вокруг вышеуказанной оси вращения 14 вала 15 (фиг.1, 2, 6).

Капельная жидкость 1 может размещаться во внутренней полости 5 тела 2, имитирующего планету, во вкладной мягкой оболочке 32 (емкости), из которой капельная жидкость 1 по достижении соответствующего режима вращения тела 2, имитирующего планету, по трубке 33 подается в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету (фиг.4).

Вытеснение капельной жидкости 1 из вкладной мягкой оболочки 32 при подаче ее в канал 6, выполненный на наружной поверхности тела 2, имитирующего планету, может осуществляться путем оказания механического воздействия на вышеуказанную мягкую оболочку 32 за счет сжатия последней, например, подпружиненной пластиной 34, контактирующей с наружной поверхностью мягкой оболочки 32, при обеспечении пружине 35 свободы удлинения из сжатого состояния (фиг. 4); вытеснение капельной жидкости 1 из вкладной мягкой оболочки 32 при подаче ее в канал 6, выполненный на наружной поверхности тела 2, имитирующего планету, может осуществляться путем оказания механического воздействия на вышеуказанную мягкую оболочку 32 второй вкладной мягкой оболочкой 36, размещаемой в той же внутренней полости 5 тела 2, имитирующего планету, в которой размещается первая вышеуказанная мягкая оболочка 32, заполняемая капельной жидкостью 1, за счет увеличения своего объема и оказания при этом сдавливающего воздействия на первую вкладную мягкую оболочку 32 при подаче во вторую вкладную мягкую оболочку сжатого газа через управляемый клапан 37 (фиг.7); капельная жидкость 1 может подаваться в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету, из вкладной мягкой оболочки 32 по трубке 33, соединенной с внутренней полостью вышеуказанного канала 6 (фиг. 4); капельная жидкость 1 может подаваться в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету, из вкладной мягкой оболочки 32 по трубке 33, выходное сечение 38 которой располагается над дном 39 вышеуказанного канала 6 и обращено в сторону первого (фиг.7).

Для реализации вышеуказанного имитированного способа определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости 1 на поверхности планеты 2, в установке (фиг.1, 2, 3, 4) вращают с помощью привода 3 основание 4 с телом 2, имитирующим планету 2, внутри которого выполнена полость 5 для размещения капельной жидкости 1, а на его поверхности выполнен канал 6, заполняемый по достижении соответствующего режима вращения тела 2, имитирующего планету, вышеуказанной жидкостью 1. При этом тело 2, имитирующее планету, устанавливают на оси 7, являющейся собственной осью вращения тела 2, проходящей через его центр массы 8, определенный до его размещения на установке, внутри контейнера 9, размещенного внутри канала 10, выполненного в основании 4 консольного типа или в форме диска. Канал 10 соединяет приосевую 11 и периферийную 12 зоны основания 4.

Канал 10 может выполняться с дном 13 или без дна в форме щели. В первом случае дно 13 располагают в плоскости, перпендикулярной к оси вращения 14 вала 15, установленного в подшипниках опоры 16 и соединенного жестко с одним концом 17 основания 4 консольного типа или с диском, устанавливаемым соосно валу 15. Канал 10 может иметь и меньшую длину, для чего его протяженность в направлении к приосевой зоне 11 основания 4 ограничивают. Наличие дна 13 в канале 10 основания 4 определяется конструктивным выполнением контейнера 9 и его размещением в вышеуказанном канале 10 при обеспечении свободного перемещения ±х контейнера 9 внутри последнего в его проходном направлении с минимальным коэффициентом трения о поверхности контакта с каналом 10.

С целью выполнения последнего условия могут использоваться подшипники качения или опоры на этих подшипниках и другие конструктивные решения, направленные на уменьшение потерь энергии на преодоление сил трения при перемещении контейнера 9 внутри канала 10. Та, при отсутствии дна в канале 10 контейнер 9 может иметь с каждой из боковых сторон продольные выступы, каждый из которых входит в соответствующий продольный паз, выполненный в боковой стенке канала 10, а в зазоры между трущимися поверхностями может подаваться смазка.

Внутри канала 10 в продольном его направлении размещают на расстоянии l друг от друга две идентичные по своим характеристикам пружины 18, 19, граничащие по крайней мере каждым из концов со своим ползуном 20, 21, 22, 23, свободно перемещающимся в продольном направлении канала 10, или при этом каждым смежным концом из них - с соответствующей стенкой контейнера 9 (фиг. 1, 2, 3). В первом случае между внутренними ползунами 20, 21, установленными между смежными концами пружин 18, 19, размещают вышеуказанный контейнер 9 с возможностью свободного перемещения в продольном направлении канала 10 с минимальным коэффициентом трения о поверхности контакта с последним.

Внутренние ползуны 20, 21 могут отсутствовать, при этом смежные концы пружин 18, 19, обращенные друг к другу, непосредственно граничат со стенками контейнера 9, упираясь в последние при силе сжатия указанных пружин больше нуля.

Капельную жидкость, которой может являться вода или иная жидкость, размещают во внутренней полости 5 тела 2, имитирующего планету (фиг.1, 2, 4).

Привод 3 соединяют с валом 15 с возможностью плавного регулирования частоты вращения n последнего. С целью уравновешивания радиальных сил, возникающих при вращении вала 15 с основанием 4 и размещенными внутри канала 10 последнего контейнера 9 другими элементами, вал 15 может жестко соединяться с одним концом второго основания, которое в вышеуказанном случае размещается симметрично первому основанию 4 относительно оси вращения 14 вышеуказанного вала 15. Также установка может снабжаться комплектом противовесов, имеющих разную массу. Указанные противовесы размещаются на втором основании. Кроме того, для обеспечения равномерного вращения вала 15 на нем может устанавливаться маховик.

В случае выполнения основания 4 в форме диска с целью уравновешивания радиальных сил, возникающих при вращении вала 15 с диском 4 и контейнером 9 с телом 2 внутри последнего, может выполняться второй канал 10, расположенный симметрично относительно оси 14 вала 15, в который могут быть установлены вышеуказанные элементы, включая внешние ползуны 22, 23. При применении противовесов последние размещаются на противоположной стороне диска 4 по отношению к контейнеру 9 с телом 2, имитирующим планету, симметрично относительно оси 14 вала 15.

Так как при регулировании частоты вращения n вала 15 для достижения критического значения окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, на соответствующем радиусе его вращения в состав массы последнего фактически входит и масса контейнера 9 с осью 7,то для уменьшения влияния последних на результаты имитации движения планеты в состоянии невесомости для изготовления контейнера 9 могут использоваться легкие сплавы или удовлетворяющие указанному требованию материалы. Также контейнер 9 может выполняться из того же материала, что и само тело 2, имитирующее планету. Могут быть использованы и другие конструктивные приемы для удовлетворения рассматриваемой задачи.

Внешние ползуны, 22, 23, граничащие с концами пружин 18, 19, обращенными в противоположные стороны друг от друга, связаны между собой соединительным устройством 26, позволяющим перемещать одновременно в ту или иную сторону вышеуказанные ползуны 22, 23. А так как пружины 18, 19, внутренние ползуны 20, 21 и контейнер 9 с телом 2, имитирующим планету, расположены между внешними ползунами 22, 23, то при перемещении внешних ползунов 22, 23 первые также перемещаются в том же направлении, что и внешние ползуны 22, 23.

Путем вышеуказанного одновременного перемещения внешних ползунов 22, 23 производится изменение величины радиуса вращения r_ц.м. тела 2, имитирующего планету, для которого при работе установки достигается критическое значение окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету. В зависимости от объема решаемых задач на установке по имитации движения планет по петлеобразным орбитам соединительное устройство 28 может выполняться без обеспечения им возможности вышеуказанного одновременного перемещения в ту или иную сторону внешних ползунов 22, 23.

Конструктивное выполнение соединительного устройства 26 может быть различным. Один из вариантов его выполнения представлен на фиг.8. В дне 13 канала 10 в продольном его направлении выполнена прорезь, через которую внешние ползуны 22, 23 жестко соединены с одним из концов стержней 40, 41 соответственно, а к другому концу каждого стержня 40, 41 приварена втулка 42, 43, через отверстие в которой проходит тяга 44 с талрепом 45, соединяющем два участка тяги 44. Сама тяга 44 установлена в опорах 46, 47, закрепленных на основании 4. С опорой 46 тяга 44 соединена с возможностью свободного осевого перемещения, а с опорой 47 тяга соединена резьбовым соединением таким образом, чтобы при вращении тяги 44 в ту или иную сторону (±γ) происходило ее перемещение ±х в осевом направлении, а соответственн, и внешних ползунов 22, 23 и других элементов установки, включая контейнер 9 с телом 2, имитирующим планету, внутри него.

Соединение двух участков тяги 44 с помощью талрепа 45 позволяет изменять расстояние между внешними ползунами 22, 23 и тем самым изменять силу сжатия пружин 18, 19.

Для предотвращения поворота участков тяги 44 относительно талрепа 45 на концы вышеуказанных участков тяги 44 устанавливаются контргайки или используются другие способы фиксации указанных элементов тяги 44 с талрепом 45.

Установка может снабжаться комплектом сменных парных пружин, каждая сменная пара которых имеет одинаковые свои характеристики, а характеристики сменных пар при этом отличаются друг от друга, что позволяет варьировать ими путем замены одних пар пружин на другие пары для более точного установления критического значения окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, на соответствующем радиусе r_ц.м его вращения. При этом необходимо отметить, что масса контейнера 9 входит составной частью в массу тела 2, имитирующего планету.

Сила сжатия каждой из пружин 18, 19 может варьироваться в пределах от нуля и выше до целесообразного значения, определяемого опытным путем. Наличие пружин 18, 19 обеспечивает возможность стабилизации положения контейнера 9 с установленным в нем на оси 7 телом 2, имитирующим планету, на данном радиусе вращения центра массы 8 последнего при критическом значении его окружной скорости W_кр.

Характеристики выбираемого комплекта пружин 18, 19 зависят от массы тела 2, имитирующего планету, и радиуса вращения его центра массы 8, для которого устанавливается критическое значение окружной скорости W_кр и других условий.

Основание 4 консольного типа, отличающееся жестким соединением с валом 15 только одним своим концом, может иметь различную внешнюю форму и форму сечения, а также различным образом соединяться с валом 15, которые определяются из условий имитации движения планеты по петлеобразной орбите, обеспечения необходимой жесткости конструкции, технологическими и иными требованиями.

Основание 4 в форме диска также может выполняться разнообразной конструкции, определяемой из условия обеспечения необходимой равномерности вращения контейнера 9 с телом 2, имитирующим планету, технологическими и иными требованиями. Так диск 4 может быть сплошным, может состоять из ступицы, обода и соединяющих их ребер. Форма диска может быть и иной.

Для обеспечения возможности плавного регулирования частоты вращения вала 15 последний может соединяться, например, с электродвигателем, используемым в качестве привода 3.

В процессе использования имитационного способа определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, при соответствующих условиях изменяют силу сжатия указанных выше пружин 18, 19, минимальное значение которой может равняться нулю, с помощью соединительного устройства 26 (фиг.3), связывающего между собой внешние ползуны 22, 23 и по крайней мере позволяющего перемещать их в ту или иную сторону, измеряют частоту вращения n вала 15, размещенного в вакуумной камере, и регулируют ее до установления равенства длин l₁ и l₂ обеих пружин 18, 19 для достижения критического значения окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, на соответствующем радиусе r_ц.м. его вращения, определяемом с помощью измерительного устройства 27.

Размещение имитационной установки в вакуумной камере является необходимым условием, так как в противном случае под воздействием окружающего атмосферного воздуха в процессе выполнения эксперимента капельная жидкость, заполняющая канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету, будет под напором встречного воздуха срываться в окружающее пространство при любых условия эксперимента, не позволяя получить необходимые результаты. Минимальное давление вакуума определяется температурой насыщения капельной жидкости. При этом для уменьшения влияния окружающей среды на результаты эксперимента может выполняться козырек над каналом 6, обращенный своей кромкой в направлении, противоположном направлению вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7, а также одна из стенок канала 6, обращенная навстречу встречному потоку окружающей среды, может выполняться меньшей высоты.

Установив выбранное тело 2, имитирующее планету, в контейнер 9 на оси 7, производят измерение длин l₁ и l₂ обеих пружин 18, 19, величина которых должна быть одинакова независимо от установленной силы сжатия их, т.е. ₁=l₂ (фиг. 1, 2, 3). Определяют с помощью измерительного устройства 27 положение, например, контейнера 9. Затем с помощью привода 3 приводят во вращение основание 4 с контейнером 9 и телом 2, имитирующим планету, внутри последнего.

При малых значениях частоты вращения n основание 4 с контейнером 9 и телом 2, имитирующим планету, когда значение окружной скорости центра массы 8 тела 2, включая массу контейнера 9, меньше ее критического значения W_кр, контейнер 9 с телом 2, имитирующим планету, перемещается в направлении к оси 14 их вращения, сжимая пружину 18, расположенную в канале 10 ближе к оси вращения 14 вала 15 с основанием 4 и контейнером 9 с телом 2, имитирующим планету, уменьшая ее длину l₁. При этом длина пружины 19 за счет ее освобождения от сжимающей нагрузки увеличивается.

В случае достижения значения усилия сжатия пружины 19, равного нулю, вышеуказанная пружина 19 в канале 10 оказывается в свободном состоянии.

По мере увеличения частоты вращения n основания 4 с контейнером 9 и телом 2, имитирующим планету, последние перемещаются в канале 10 в направлении к периферии 12 основания 4. При этом по достижении при перемещении контейнером 9 с телом 2, имитирующим планету, своего первоначального положения, т. е. положения перед запуском установки, когда l₁₌l₂, регистрируют частоту вращения n вала 15 и, зная
величину радиуса r_ц.м вращения центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, совместно с контейнером 9, рассчитывают критическое значение окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, с контейнером 9 на данном радиусе их вращения по формуле
W_кр=2π•r_ц.м•n,
где W_кр - критическое значение окружной скорости, м/с;
r_ц.м - радиус вращения центра массы тела, м;
n - частота вращения вала, с^-1,
Измерение частоты вращения вала 15 с основанием 4 может производиться, например, тахометром-частотомером 48 (фиг.1, 2) или иным измерительным устройством.

В случае, когда при приведении во вращение основания 4 с телом 2, имитирующим планету, частота вращения n вала 15 достигает большего значения, чем при критическом значении окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, совместно с контейнером 9 на установленном радиусе r_ц.м их вращения, контейнер 9 с телом 2 в канале 10 отходит от своего первоначального положения, которое контейнер 9 занимал до запуска установки, в направлении к периферии 12 основания 4. Поэтому при снижении частоты вращения вала 15 с основанием 4 и контейнером 9 с телом 2, имитирующим планету, происходит перемещение контейнера 9 в направлении к оси вращения 14 вала 15.

Регулируя частоту вращения n вала 15 в сторону ее уменьшения, с помощью измерительного устройства 27 следят за моментом достижения контейнером 9 с телом 2 своего первоначального положения, которое они занимали в канале 10 перед запуском установки. И по измеренной частоте вращения n вала 15 с основанием 4 и контейнером 9 с телом 2, имитирующим планету, рассчитывают вышеуказанным способом по формуле W_кр=2π•r_ц.м•n критическое значение окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, с учетом массы контейнера 9 на данном радиусе их вращения, для которого измерялась частота вращения n вала 15 (фиг.1, 2).

Для исключения выпадения контейнера 9 с телом 2, имитирующим планету, из канала 10 при больших окружных скоростях центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, и большой частоте вращения n вала 15 канал 10 со стороны, противоположной дну 13, может закрываться с обеих сторон по его длине продольными ограничителями (пластинами) с использованием при необходимости технических решений, направленных на снижение потерь энергии на трение между ограничителями и контейнером 9 в случае их соприкосновения при движении контейнера 9 с телом 2, имитирующим планету, в канале 10. Для этого могут использоваться разнообразные способы, обеспечивающие последнее. Конструктивные решения, используемые для предотвращения выпадения контейнера 9 с телом 2, имитирующим планету, из канала 10 могут быть равномерные.

После достижения путем регулирования частоты вращения n вала 15 с основанием 4 критического значения окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, совместно с контейнером 9 на установленном радиусе r_ц.м их вращения тело 2, имитирующее планету, приводят во вращение вокруг оси 7, на которой оно установлено, соединенным с указанной осью 7 приводом и регулируют частоту его вращения n_о вокруг собственной оси 7 (фиг.1, 2) для установления начального минимального ее значения n_{о мин}.

Затем осуществляют подачу капельной жидкости 1 в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету, из внутренней полости 5 последнего 2 (фиг. 4). Устанавливаемое начальное минимальное значение частоты вращения n_{о мин} тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 должно быть таким, чтобы при подаче капельной жидкости 1 в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету, не происходило срыва последней из канала 6 в окружающее пространство.

После прекращения подачи капельной жидкости 1 в канал 6, в котором она удерживается на установленном начальном режиме вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7, постепенно увеличивают частоту вращения n_о тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 до момента возникновения срыва жидкости из полости канала 6 в окружающее пространство, который свидетельствует о том, что окружная скорость вращения частиц (молекул и атомов) капельной жидкости, находящейся на поверхности в канале 6, вокруг собственной оси 7 тела 2, имитирующего планету, достигла критического значения W_{кр ж}.

Указанное удержание капельной жидкости на поверхности тела, имитирующего планету, согласно двадцать первому закону вращающего тела происходит в случае, когда собственная ось вращения 7 тела 2, имитирующего планету, пересекает орбиту вращения последнего в состоянии невесомости. Поэтому при варьировании расположением собственной оси вращения 7 тела 2, имитирующего планету, относительно орбиты вращения тела 2 в состоянии невесомости может возникнуть случай, когда при любом начальном минимальном значении частоты вращения n_о тела 2, имитирующего планету, капельная жидкость 1 не будет удерживаться в канале 6 последнего, что необходимо иметь ввиду. Более подробно указанное рассмотрим ниже.

Тело 2, имитирующее планету, должно выполняться из материала, имеющего большую плотность, чем плотность капельной жидкости, что соответствует реальным условиям Вселенной.

В зависимости от условий размещения капельной жидкости внутри тела 2, имитирующего планету, последнее может выполняться как целым, так и составным, а также для его изготовления могут использоваться прозрачные материалы.

С достижением при постепенном увеличении частоты вращения n_о тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 момента возникновения срыва капельной жидкости из полости канала 6 в окружающее пространство измеряют частоту вращения n_о тела 2, имитирующего планету, вокруг вышеуказанной оси 7 и, зная расстояние r_о от поверхности жидкости, заполнявшей канал 6 тела 2, имитирующего планету, до возникновения ее срыва, до собственной оси вращения 7 последнего, по вышеприведенной формуле рассчитывают критическое значение окружной скорости вращения W_кр.ж частиц капельной жидкости.

Затем при наличии в канале 6 капельной жидкости отсоединяют ось 7, на которой тело 2, имитирующее планету, установлено в контейнере 9, от привода, в результате чего с прекращением вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 оставшаяся в канале 6 канальная жидкость срывается в окружающее пространство.

При отсутствии в канале 6, выполненного на поверхности тела 2, имитирующего планету, капельной жидкости на момент отсоединения оси 7, на которой установлено тело 2, имитирующее планету, в контейнере 9, от привода отсоединяют вышеуказанную ось 7 от привода и разобщают вал 15, жестко соединенный с одним концом 17 основания 4 консольного типа или с диском, от соответствующего привода 3. Затем все операции, связанные с определением условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости 1 на поверхности планеты 2, повторяют сначала в вышерассмотренной последовательности. При этом, когда прекращается подача капельной жидкости 1 в канал 6 при вращении тела 2, имитирующего планету, при начальном минимальном значении его частоты вращения n_{о мин} вокруг собственной оси 7, отсоединяют ось 7, на которой тело 2, имитирующее планету, установлено в контейнере 9, от привода, в результате чего с прекращением вышеуказанного вращения тела 2, имитирующего планету, капельная жидкость срывается на полости канала 6, выполненного на поверхности тела 2, имитирующего планету, в окружающее пространство, чем подтверждается необходимость вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 при соответствующей частоте вращения n_о для удержания капельной жидкости в канале 6, выполненном на поверхности тела 2, имитирующего планету.

Для обеспечения визуального наблюдения за процессом срыва капельной жидкости 1 из канала 6, выполненного на поверхности тела 2, имитирующего планету, указанная жидкость может подкрашиваться соответствующим образом. Момент возникновения срыва капельной жидкости 1 из канала 6 может фиксироваться с помощью скоростной киносъемки или иным способом. Для обеспечения последнего контейнер 9 выполняется соответствующим образом.

Форма тела 2, имитирующего планету, может быть разнообразной, однако шарообразная форма отвечает реальному состоянию Солнечной системы и является предпочтительной в исследованиях. Форма канала 10, его размеры, место размещения на поверхности тела 2, имитирующего планету, могут быть различными и они определяются, исходя из конкретных задач, решаемых при выполнении вышерассмотренных исследований.

Направление вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг оси 7, на которой оно установлено в контейнере 9, может варьироваться благодаря использованию соответствующего привода, позволяющего изменять направление вращения оси 7. Отсюда наиболее целесообразным приводом является индивидуальный привод оси 7 от электродвигателя, который независимо от частоты вращения n вала 15 обеспечивает при этом возможность устанавливать необходимую частоту вращения _о оси 7 с телом 2, имитирующим планету. Возможны и другие варианты приведения во вращение оси 7 с телом 2, в том числе и приводом вала 15. Однако следует при этом отметить, что использование привода 3 вала 15 одновременно и для приведения во вращение оси 7 с телом 2, имитирующим планету, является весьма сложной технической задачей. Поэтому его использование возможно в исключительных случаях, например при использовании рассматриваемого имитационного способа определения условий, обеспечивающих ударение капельной жидкости на поверхности планеты, в демонстрационных целях.

Для возможности имитации движения планеты на разных радиусах вращения r_ц.м центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, в заданных пределах изменения значений r_ц.м на каждом режиме вышеуказанной имитации движения планеты устанавливают новое значение радиуса вращения r_ц.м центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, регулируя величину одновременного перемещения ±x в ту или иную сторону внешних ползунов 22, 23 с помощью регулирующего устройства 48 величины указанного перемещения ±х внешних ползунов (фиг.9). Для выполнения последнего вышеуказанным регулирующим устройством 48 снабжают соединительное устройство 26 ползунов 22, 23.

Регулирующее устройство 48, приведенное на фиг.9, состоит из втулки 49, свободно надетой с помощью шлицевого соединения на вал 15 для обеспечения ее осевого перемещения ±z и вращающейся при этом вместе с валом 15, которая соединена с рычагом управления 50. С втулкой 49 жестко соединен криволинейный рычаг 51 с внутренним продольным пазом, в котором своим концом входит рычаг 52 соединительного устройства 26. При перемещении втулки 49 в направлении к основанию 4 с контейнером 9 и телом 2, имитирующим планету, соединительное устройство 26 смещает внешние ползуны 22, 23 в направлении к оси вращения 14 вала 15 (фиг.1, 2, 9), а при перемещении втулки 49 в направлении, противоположном вышеуказанному направлению, происходит смещение ползунов 22, 23 в направлении к периферии 12 основания 4 (фиг.1), что в свою очередь приводит к соответствующему перемещению контейнера 9 с телом 2, имитирующим планету, внутри последнего в канале 10.

Рассмотренное регулирующее устройство 48 позволяет производить регулировку величины одновременного вышеуказанного перемещения ±х внешних ползунов 22, 23 как при вращающемся вале 15 с основанием 4, так и при их неподвижном состоянии.

Первое особенно важно при выполнении большой программы испытаний, связанной соответственно с широким диапазоном изменения значений радиуса r_ц.м вращения центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, и в других случаях.

Регулирующее устройство 48 может быть выполнено иной конструкции.

Установка для реализации имитационного способа определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, может снабжаться системой автоматического регулирования с выводом измеряемых параметров на электронно-вычислительную машину для их обработки и выдачи результатов исследования.

В зависимости от объема решаемых задач при использовании вышеуказанного имитационного способа определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, тело 2, имитирующее планету, на оси 7 может устанавливаться жестко (фиг. 1, 2). Ниже будет показано, что при жесткой установке тела 2, имитирующего планету, на оси 7, т.е. когда исключается при вращении тела 2 на оси 7 его перемещение вдоль последней, движение тела 2, имитирующего планету, происходит по петлеобразной траектории (орбите), причем траектория движения центра массы 8 тела 2 располагается в плоскости, перпендикулярной к оси вращения 14 вала 15 (фиг.10).

На фиг.10 показано направление избыточных результирующих усилий ΔF и ΔF, возникающих в теле 2 при смещении его центра массы 8 к оси 14 или в направлении от оси 14 соответственно. Возникновением таких усилий на планете Земля, делающей за сутки полный оборот вокруг собственной оси, а указанные усилия возникают при этом дважды в сутки, и объясняется причина происходящих приливов, которые происходят также дважды в сутки. Возникновением избыточных внутренних усилий в самой Земле, включая и ее атмосферу, объясняются и суточные колебания атмосферного давления, а также многие другие явления, происходящее на Земле [2].

Для создания условий движения тела 2, имитирующего планету, по пространственной петлеобразной траектории (орбите) последнее должно иметь свободу перемещения ±y вдоль оси 7, на которой оно установлено в контейнере 9, в ту или иную сторону (фиг.5).

С целью расширения возможностей рассматриваемого имитационного способа определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, в установке для реализации вышеуказанного имитационного способа тело 2, имитирующее планету, устанавливают в контейнере 9 на установленной в подшипниках 28 контейнера 9 оси 7, по меньшей мере параллельной оси 14 вала 15, с возможностью свободного перемещения вдоль указанной оси 7, например, за счет шлицевого соединения, а также обеспечивают свободу перемещения телу 2, имитирующему планету, путем деформирования соосно установленных пружин 29 (фиг.1, 2, 5).

Вышеуказанные пружины 29 граничат каждая одной стороной с телом 2, а другой стороной с торцем 30 соответствующего подшипника 28, внутри которых проходят участки оси 7, расположенные по обе стороны тела 2, имитирующего планету.

Концы пружин 29 могут опираться на пружинные шайбы, граничащие с телом 2, имитирующим планету, и с соответствующим подшипником 28 (фиг.5).

Место установки подшипников 28 в контейнере 9 определяется расположением оси 7 по отношению к оси 14 вала 15, которое может быть не только параллельным по отношению к оси 14 вала 15, но и ось 7 может быть расположена под любым необходимым в исследованиях углом.

В процессе использования имитационного способа определения вращения планеты при соответствующих условиях записывают регистрирующим устройством 27 траекторию перемещения ±y тела 2, имитирующего планету, вдоль оси 7, а до приведения оси 7 с указанным телом 2 во вращение фиксируют последнее на оси 7 устройством 31, исключающим перемещение тела 2, имитирующего планету, вдоль оси 7 (фиг.5). Исключение перемещения тела 2, имитирующего планету, вдоль оси 7 до приведения во вращение последней с телом 2 обеспечивает более точную установку критического значения окружной скорости W_кр центра массы 8 тела 2 при осуществлении регулирования частоты вращения n вала 15 с основанием 4 и размещенного на последнем контейнера 9 с телом 2, имитирующим планету.

Установка для реализации имитационного способа определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, может не иметь устройства 31, фиксирующего тело от перемещения на оси 7, что зависит от объема решаемых задач на ней, а также расположения оси 7, на которой устанавливается тело 2, имитирующее планету, в контейнере 9, по отношению к оси 14 вала 15.

При расположении оси 7 тела 2, имитирующего планету, в контейнере 9 параллельно оси 14 вала 15 с основанием 4 при вращении последнего и одновременном вращении тела 2 как вокруг оси 14, так и вокруг оси 7, на которой оно установлено внутри контейнера 9, движение тела 2, имитирующего планету, происходит по петлеобразной траектории (орбите), причем траектория движения центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, располагается в плоскости, перпендикулярной к оси 14 вала 15 (фиг.10). Однако небольшие перемещения центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, вдоль оси 7 возможны.

В случае расположения оси 7 под углом к оси 14 вала 15 при одновременном вращении тела 2, имитирующего планету, как вокруг оси 14, так и вокруг оси 7, на которой тело 2 установлено в контейнере 9, движение тела 2 происходит по пространственной петлеобразной траектории (орбите), что обеспечивается в дополнение к свободному перемещению тела 2, имитирующего планету, с контейнером 9 в канале 10 свободой перемещения ±y тела 2 вдоль оси 7 в ту или иную сторону (фиг.1, 2, 5) за счет деформации пружин 29 в направлении, совпадающем с направлением оси 7, на которой тело 2, имитирующее планету, установлено в контейнере 9. С помощью регистрирующего устройства 27 записывается траектория вышеуказанного перемещения ±y по углу поворота оси 7 тела 2, имитирующего планету, вдоль шлицевого соединения с вышеуказанной осью 7 (фиг.5).

Обеспечение свободного перемещения ±y тела 2, имитирующего планету, в направлении, совпадающем с направлением оси 7, на которой оно установлено в контейнере 9, может достигаться и иными конструктивными решениями.

Затем осуществляют подачу капельной жидкости в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету, из внутренней полости 5 последнего 2, а после прекращения подачи указанной жидкости 1 в канал 6 постепенно увеличивают частоту вращения тела 2, имитирующего планету, вокруг собственной оси 7 до момента возникновения срыва жидкости из полости канала 6 в окружающее пространство.

В целях выполнения более полных исследования по определению условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, тело 2, имитирующее планету, может устанавливаться в контейнере 9 на установленной в подшипниках 28 контейнера оси 7, расположенной в плоскости вращения центра массы 8 тела 2, имитирующего планету, вокруг оси вращения 14 вала 15, жестко соединенного с одним концом 17 основания 4 консольного типа или с диском. При этом ось 7, на которой тело 2, имитирующее планету, устанавливается в контейнере 9, является касательной к окружности, описываемой центром массы 8 тела 2, имитирующего планету, при вращении вокруг вышеуказанной оси вращения 14 вала 15 (фиг.1, 2, 6).

Удержание капельной жидкости в данном случае в канале 6, выполненном на поверхности тела 2, имитирующего планету, обеспечивается, когда последнее имеет форму, близкую к телу вращения с собственной осью 7, а канал по своей длине располагается на примерно одинаковом расстоянии от вышеуказанной оси 7. При этом обязательным условием для удержания капельной жидкости в канале 6 тела 2, имитирующего планету, является вращение частиц капельной жидкости, находящейся в канале 6 тела 2, вокруг собственной оси 7 последнего при окружной скорости, меньшей ее критического значения W_кр.ж. В иных случаях, за исключением вышерассмотренного, капельная жидкость не будет удерживаться в канале 6 тела 2, имитирующего планету,
Размещение капельной жидкости 1 во внутренней полости 5 тела 2, имитирующего планету, может осуществляться во вкладной мягкой оболочке (емкости) 32, из которой капельная жидкость 1 по достижении соответствующего режима вращения тела 2, имитирующего планету, по трубке 33 подается в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету (фиг.4). Тело, имитирующее планету, в этом случае выполняется составным или иным образом, обеспечивающим размещение внутри него вкладной мягкой оболочки. Могут быть использованы и другие способы размещения капельной жидкости 1 во внутренней полости тела 2, имитирующего планету.

Наиболее целесообразными способами вытеснения капельной жидкости 1 из вкладной мягкой оболочки 32 при подаче ее в канал 6, выполненный на наружной поверхности тела 2, имитирующего планету, могут быть следующие. В одном из них вытеснение капельной жидкости 1 из вкладной мягкой оболочки 32 осуществляется путем оказания механического воздействия на вышеуказанную мягкую оболочку 32 за счет сжатия последней, например, подпружиненной пластиной 34, контактирующей с наружной поверхностью мягкой оболочки 32, при обеспечении пружине 35 свободы удлинения из сжатого состояния (фиг.4). Указанная свобода удлинения пружины 35 может достигаться путем снятия пластины 34 со стопорного устройства 53.

В другом способе вытеснение капельной жидкости 1 из вкладной мягкой оболочки 32 осуществляется путем оказания механического воздействия на вышеуказанную мягкую оболочку 32 второй вкладной мягкой оболочкой 36, размещаемой в той же внутренней полости 5 тела 2, имитирующего планету, в которой размещается первая вышеуказанная мягкая оболочка 32, заполненная капельной жидкостью (фиг.7). В этом случае вторая вкладная мягкая оболочка 36 за счет увеличения своего объема при подаче в нее сжатого газа оказывает сдавливающее воздействие на первую вкладную мягкую оболочку 32.

Для обеспечения подачи сжатого газа во вторую вкладную мягкую оболочку 36 в нужный момент времени на трубке подвода указанного газа устанавливается управляемый клапан 37 (фиг.7), открытие которого может осуществляться различными способами.

Оба рассмотренных способа вытеснения капельной жидкости из вкладной мягкой оболочки обладают конструктивной простотой и могут быть равноценно использованы. Кроме вышеуказанных способов вытеснения капельной жидкости 1 из вкладной мягкой оболочки 32 при подаче ее в канал 6 могут использоваться и другие способы.

Капельная жидкость 1 может подаваться в канал 6, выполненный на поверхности тела 2, имитирующего планету, из вкладной мягкой оболочки 32 по трубке 33 двумя способами. В первом случае трубка 33 соединяется с внутренней полостью вышеуказанного канала 6 (фиг.4), а во втором случае выходное сечение 38 трубки 33 располагается над дном 39 вышеуказанного канала 6 и обращено в сторону первого 39 (фиг.7).

Второй случай позволяет визуально или с помощью скоростной киносъемки устанавливать направление движения вытекающей из трубки 33 капельной жидкости. По изменению направления движения капельной жидкости, вытягивающей из выходного сечения 38 трубки 33 в процессе выполнения исследований, можно судить о начале срыва капельной жидкости из канала 6, выполненного на поверхности тела 2, имитирующего планету. Из вышерассмотренного следует, что второй способ подачи капельной жидкости 1 в канал 6 является предпочтительным в сравнении с первым способом.

На основании вышерассмотренного можно заключить, что капельная жидкость удерживается на поверхности свободно вращающейся планеты в состоянии невесомости вокруг оси, отстоящей на соответствующем расстоянии от ее центра массы, в случае одновременного вращения планеты и вокруг собственной оси, проходящей через ее центр массы и пересекающей орбиту вышеуказанного вращения планеты в состоянии невесомости, и когда при этом значение окружной скорости вращения частиц (молекул) жидкости вокруг собственной оси вращения планеты в каждой точке поверхности жидкости, покрывающей последнюю, оказывается меньшим ее критического значения в каждой из этих точек вышеуказанной поверхности, при котором частицы жидкости, свободно вращаясь вокруг собственной оси вращения планеты, при отсутствии внешнего воздействия на них совершали бы вышеуказанное вращение сколь угодно долго, сохраняя при этом неизменными параметры своего вращения вокруг вышеуказанной оси вращения планеты.

Источники информации.

1. Патент РФ 2101643, кл. F 23 D 7/10, 1998, с. 7.

2. Ричард Фейнман. Характер физических законов. Пер. с англ. под ред. Я. А. Смородинского. М.: Мир, 1968, с. 9-34.

Формула изобретения

1. Имитационный способ определения условий, обеспечивающих удержание капельной жидкости на поверхности планеты, заключающийся в том, что вращают с помощью привода основание с телом, имитирующим планету, внутри которого выполнена полость для размещения капельной жидкости, а на поверхности тела, имитирующего планету, выполнен канал, заполняемый по достижении соответствующего режима вращения тела, имитирующего планету, указанной капельной жидкостью, при этом тело, имитирующее планету, устанавливают на оси, являющейся собственной осью вращения тела, проходящей через его центр массы, определенный до размещения тела, имитирующего планету, на установке, внутри контейнера, размещенного внутри канала, выполненного в основании консольного типа или в форме диска, соединяющего приосевую и периферийную зоны основания, при этом канал выполняют с дном или без дна в форме щели, а в первом случае дно располагают в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала, установленного в подшипниках опоры и соединенного жестко с одним концом основания консольного типа или с диском, устанавливаемым соосно с валом, внутри канала в продольном его направлении размещают на расстоянии друг от друга две идентичные по своим характеристикам пружины, граничащие по крайней мере каждым из концов со своим ползуном, свободно перемещающимся в продольном направлении канала, или при этом каждым смежным концом из них - с соответствующей стенкой контейнера, а в первом случае между внутренними ползунами, установленными между смежными концами пружин, размещают указанный контейнер с возможностью свободного перемещения в продольном направлении канала с минимальным коэффициентом трения о поверхности контакта с последним, размещают капельную жидкость во внутренней полости тела, имитирующего планету, привод соединяют с валом с возможностью плавного регулирования частоты вращения последнего, изменяют силу сжатия указанных пружин, минимальное значение которой может равняться нулю, с помощью соединительного устройства, связывающего между собой внешние ползуны и позволяющего перемещать их в ту или иную сторону, измеряют частоту вращения вала, размещенного в вакуумной камере, и регулируют ее до установления равенства длин обеих пружин для достижения критического значения окружной скорости центра массы тела, имитирующего планету, на соответствующем радиусе его вращения, определяемом с помощью измерительного устройства, которое рассчитывают по формуле
W_кр=2π•r_ц.м•n,
где W_кр - критическое значение окружной скорости, м/с;
r_ц.м - радиус вращения центра массы тела, м;
n - частота вращения вала, с^-1,
после этого тело, имитирующее планету, приводят во вращение вокруг оси, на которой оно установлено, соединенным с указанной осью приводом, регулируют частоту его вращения вокруг собственной оси для установления начального минимального ее значения, затем осуществляют подачу капельной жидкости в канал, выполненный на поверхности тела, имитирующего планету из внутренней полости последнего, а после прекращения подачи указанной жидкости в канал постепенно увеличивают частоту вращения тела, имитирующего планету, вокруг собственной оси до момента возникновения срыва жидкости из полости канала в окружающее пространство, измеряют частоту вращения тела, имитирующего планету, вокруг собственной оси и, зная расстояние от поверхности жидкости, заполнявшей канал тела, имитирующего планету, до возникновения ее срыва, до собственной оси вращения последнего, по приведенной формуле рассчитывают критическое значение окружной скорости вращения частиц капельной жидкости, затем при наличии в канале капельной жидкости отсоединяют ось, на которой тело, имитирующее планету, установлено в контейнере, от привода, в результате чего с прекращением вращения тела, имитирующего планету, вокруг собственной оси оставшаяся в канале капельная жидкость срывается в окружающее пространство, а при отсутствии в указанном канале капельной жидкости на момент отсоединения оси, на которой установлено тело, имитирующее планету, в контейнере отсоединяют указанную ось от привода и разобщают вал, жестко соединенный с одним концом основания консольного типа или с диском, от соответствующего привода и размещают капельную жидкость во внутренней полости тела, имитирующего планету, затем все операции повторяют сначала в рассмотренной последовательности, а с прекращением подачи указанной капельной жидкости в канал при вращении тела, имитирующего планету, при начальном минимальном значении его частоты вращения вокруг собственной оси отсоединяют ось, на которой тело, имитирующее планету, установлено в контейнере, от привода, в результате чего с прекращением указанного вращения тела, имитирующего планету, капельная жидкость срывается из канала, выполненного на поверхности тела, имитирующего планету, в окружающее пространство, чем подтверждается необходимость вращения тела, имитирующего планету, вокруг собственной оси при соответствующей частоте вращения для удержания капельной жидкости в канале, выполненном на поверхности тела, имитирующего планету.

2. Имитационный способ по п.1, заключающийся в том, что тело, имитирующее планету, на оси устанавливают жестко.

3. Имитационный способ по п.1, заключающийся в том, что тело, имитирующее планету, устанавливают в контейнере на установленной в подшипниках контейнера оси, по меньшей мере параллельной оси вала, с возможностью свободного перемещения вдоль указанной оси, например, за счет шлицевого соединения, а также обеспечивают свободу перемещения телу путем деформирования соосно установленных пружин, граничащих каждая одной стороной с телом, а другой стороной с торцом соответствующего подшипника, внутри которых проходят участки оси, расположенные по обе стороны тела, имитирующего планету, записывают регистрирующим устройством траекторию перемещения тела, имитирующего планету, вдоль оси, а до приведения оси с указанным телом во вращение фиксируют последнее на оси устройством, исключающим перемещение тела, имитирующего планету, вдоль оси.

4. Имитационный способ по п.1, заключающийся в том, что тело, имитирующее планету, устанавливают в контейнере на установленной в подшипниках контейнера оси, расположенной в плоскости вращения центра массы тела, имитирующего планету, вокруг оси вращения вала, жестко соединенного с одним концом основания консольного типа или с диском, и являющейся касательной к окружности, описываемой центром массы тела, имитирующего планету, при вращении вокруг указанной оси вращения вала.

5. Имитационный способ по любому из пп.1-4, заключающийся в том, что капельная жидкость размещается во внутренней полости тела, имитирующего планету, во вкладной мягкой оболочке, из которой капельная жидкость по достижении соответствующего режима вращения тела, имитирующего планету, по трубке подается в канал, выполненный на поверхности тела, имитирующего планету.

6. Имитационный способ по любому из пп.1-5, заключающийся в том, что вытеснение капельной жидкости из вкладной мягкой оболочки при подаче ее в канал, выполненный на наружной поверхности тела, имитирующего планету, осуществляется путем оказания механического воздействия на указанную мягкую оболочку за счет сжатия последней, например, подпружиненной пластиной, контактирующей с наружной поверхностью мягкой оболочки, при обеспечении пружине свободы удлинения из сжатого состояния.

7. Имитационный способ по любому из пп.1-5, заключающийся в том, что вытеснение капельной жидкости из вкладной мягкой оболочки при подаче ее в канал, выполненный на наружной поверхности тела, имитирующего планету, осуществляется путем оказания механического воздействия на указанную мягкую оболочку второй вкладной мягкой оболочкой, размещаемой в той же внутренней полости тела, имитирующего планету, в которой размещается первая указанная мягкая оболочка, заполненная капельной жидкостью, за счет увеличения своего объема и оказания при этом сдавливающего воздействия на первую вкладную мягкую оболочку при подаче во вторую вкладную мягкую оболочку сжатого газа через управляемый клапан.

8. Имитационный способ по любому из пп.1-7, заключающийся в том, что капельная жидкость подается в канал, выполненный на поверхности тела, имитирующего планету, из вкладной мягкой оболочки по трубке, соединенной с внутренней полостью указанного канала.

9. Имитационный способ по любому из пп.1-7, заключающийся в том, что капельная жидкость подается в канал, выполненный на поверхности тела, имитирующего планету, из вкладной мягкой оболочки по трубке, выходное сечение которой располагается над дном указанного канала и обращено в сторону первого.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10