Szczególny sposób wykorzystania
elektromagnetycznych oddziaływań

Podobne opracowanie, p.t. NAPĘD MAGNETO-HYDRO-DYNAMICZNY UFO, było
tematem odczytu na CZWARTYCH SPOTKANIACH z UFO w MUZEUM TECHNIKI
w Pałacu Kultury i Nauki w WARSZAWIE, dnia 10.12.1983 r.

Obecne opracowanie jest odpowiedzią na pytanie otrzymane w poczcie e-mail.

Do czego może się przydać oddziaływanie styczne, bo
to co widzę do niczego więcej jak tylko do wkuwania?

Podstawowym efektem wynikającym z określenia istoty stycznego oddziaływania elektromagnetycznego jest możliwość jednoznacznego opisania zjawisk fizycznych w Naturze, wywoływanych tym oddziaływaniem. Jednak, konsumpcyjny charakter ludzkiej cywilizacji domaga się dla każdego zjawiska zastosowania użytecznego i w tym kontekście pytanie "Do czego może się przydać?" jest uzasadnione. Podając ideę wykorzystania zjawiska mam równocześnie nadzieję, że obudzi ona fantazje młodych ludzi do jej rozwijania i znajdywania innych sposobów wykorzystania.
Na inicjatywę uczonych nie można liczyć.

Trzeba z młodymi naprzód iść,
Po rzeczy sięgać nowe...
A nie w uwiędłych laurów liść
Z uporem stroić głowę.
- parafraza utworu Asnyka

Bardzo silne pole magnetyczne wywoływane elektromechanicznie. 

Przykładami pól magnetycznych wywoływanych przez ruch wirowy ładunku elektrycznego (elektromechanicznie) są pola magnetyczne planet i gwiazd w tym Ziemi i Słońca. Chcąc odwzorować w technice ten mechanizm, potrzebne są efektywne sposoby separacji i gromadzenia ładunków elektrostatycznych. Nauka na razie nie dysponuje zadawalającymi rozwiązaniami.

Separacja ładunków elektrostatycznych.
W pracowniach, laboratoriach fizycznych można spotkać influencyjne maszyny (generatory) elektrostatyczne służące do prezentacji wyładowań elektrycznych. Urządzenia te, w/g autora monografii Antonio Carlos M. de Queiroz, od 1788 r. aż po dzisiaj są stale modernizowane przez kolejnych eksperymentatorów, jednak w ograniczonym zakresie zastosowań - tylko do prezentacji laboratoryjnych. Podstawą tych konstrukcji jest zjawisko influencji demonstrowane przy pomocy elektroforu.  

Elektrofor składa się z płyty ebonitowej naładowanej elektrostatycznie ujemnym ładunkiem elektrycznym, przez pocieranie, oraz metalowej elektrody z izolacyjnym uchwytem. Prezentacja zjawiska influencji przebiega następująco: Przy zbliżaniu do płyty ebonitowej elektrody metalowej, na jej dolnej powierzchni, wskutek influencji, powstaje ładunek elektryczny dodatni, a na górnej ujemny, który zostaje odprowadzony do ziemi (uziemiony) przez krótkie dotknięcie palcem. W ten sposób na elektrodzie metalowej pozostaje dodatni ładunek elektryczny który nie ulega zmianie przy odsunięciu elektrody od płyty ebonitowej i można go następnie przenieść - rozładować do butelki lejdejskiej. Istnienie ładunków elektrycznych, na każdym etapie prezentacji, potwierdzane jest przy pomocy elektroskopu. 

 Influencyjna maszyna elektrostatyczna typu Voss - Holtz - Toepler 

Schemat
 Influencyjna maszyna elektrostatyczna typu Wimshurst 
 Jednokolumnowy generator Van de Graaff-a  
Generator
Van de Graaff-a jest używany w technice wysokich napięć do badania odporności na przebicie izolatorów wysoko-napięciowych.
Używany jest także w akceleratorach liniowych.

Wszystkie te urządzenia posiadają bardzo małą wydajność separacji ładunków elektrycznych, a w przypadku generatora Van de Graaff-a jest on dodatkowo monstrualnie wielki. Konstrukcje kolumnowe osiągają 10 m wysokości.
Jest jednak sposób -.

Elektromagnetyczna separacja ładunków elektrycznych. 
  W wielu urządzeniach przemysłowych elektro-energetycznych używane są ignitrony i ekscitrony. 

 Budowa i schemat działania ignitronu. 

Ignitrony są to lampy rtęciowe - sterowane zawory prądu zmiennego. Obudowa (bańka) ignitronu, oprócz dwóch elementów izolacyjnych, wykonana jest ze stali, czasem z kwarcowego szkła. Wymagają one intensywnego chłodzenia, ponieważ przepływ prądu w ignitronie ma charakter łukowy emitujący bardzo dużą ilość ciepła. Podstawą działania ignitronu jest to, że pary rtęci powstają w formie zjonizowanej. Stopień zjonizowania pary rtęci zależy od jej temperatury i rośnie prawie liniowo począwszy od 357oC (temperatura parowania rtęci). W ignitronie stopień zjonizowania par rtęci jest bardzo duży gdyż powstają one w wyniku wyładowania łukowego (prąd do kilku tysięcy amper), inicjowanego na elektrodzie zapłonowej.
Inicjacja oraz zapłon łuku (zwarcie ignitronu) i przepływ prądu następują bardzo szybko - prawie natychmiastowo. Proces ten powtarza się w każdym półokresie prądu zmiennego. Przy pomocy ignitronów można sterować prądami o natężeniu od kilku dziesięciu do kilku tysięcy amper.

W ignitronie przepływ elektronów w kierunku anody powstaje pod wpływem dodatniego potencjału anody w stosunku do potencjału katody. Można jednak, w zjonizowanych parach rtęci, wywołać przepływ elektronów w górę, od powierzchni parującej rtęci, oraz w kierunku przeciwnym dodatnich jonów, bez pomocy różnicy potencjałów. W tym celu, część pojemnika (bańki), należy wykonać z metalu paramagnetycznego aby nie był przeszkodą dla pola magnetycznego, musi to być żelazowiec ponieważ inne metale rozpuszczają się w rtęci, oraz musi być żaroodporny - rtęć paruje w temperaturze powyżej 357oC. Ograniczenia te wskazują na nikiel, ale może być również austenityczna stal żaroodporna. 
  Górną część (anodę) pojemnika/lampy, podobnie jak w ignitronie, należy odizolować od części dolnej po to aby separowane elektrony nie mogły powrócić do katody przez przewodzące ścianki pojemnika. Teraz wystarczy tylko nagrzać rtęć powyżej temperatury parowania i całe naczynie wstawić w poruszające się pole magnetyczne - (istota elektromagnetycznej separacji ładunków elektrycznych). Bardzo ważnym szczegółem jest kierunek ruchu pola magnetycznego, - tak aby siła elektromotoryczna wewnątrz pola działała na elektrony (ładunki ujemne) w górę od powierzchni rtęci. Na rysunku, wyłącznie dla demonstracji, anodę pokazano w formie kulistej czaszy (kulisty kondensator), jak w generatorze Van de Graaff-a, aby podczas procesu separacji można było pokazać efektowne wyładowania iskrowe.
Łączenie szeregowe ignitronowych separatorów, umożliwia uzyskiwanie wysokich napięć, natomiast łączenie równoległe dużych prądów.  


Gromadzenie (magazynowanie) ładunków elektrycznych. 

  Magazynowanie ładunków elektrycznych to problem zupełnie przez NAUKĘ zignorowany. Kogoś może oburzyć takie stwierdzenie widząc ilość i różność kondensatorów używanych w technice. Jednak kondensatory, pomijając teorie dotyczące zasady magazynowania w nich energii, nie pozwalają na zmagazynowanie jednego rodzaju ładunku (np. ujemnego) bez udziału ładunku przeciwnego. Przykłady magazynowanie ładunków jednoimiennych kończą się na kulistej powierzchni. Bardzo szacowne podręczniki fizyki, omawiając prawo Gaussa, podają abstrakcyjny przykład jednorodnie naładowanej kuli. Tymczasem "każde dziecko wie", że metalowej (przewodzącej) kuli, wewnątrz nie można naładować - ładunek zawsze przejdzie na powierzchnię zewnętrzną. Niektórzy autorzy, chcąc ratować teorię, piszą o jednorodnie naładowanej kuli nie będącej przewodnikiem - .

Ponieważ ładunek elektryczny zawsze umiejscawia się na wypukłej powierzchni, istnieje tylko jeden sposób aby wypełnił całą objętość nieprzewodzącej kuli - wykonać kulę z tworzywa wypełnionego kulistymi metalowymi cząstkami rozmieszczonymi równomiernie (koloidalnie) w całej objętości kuli. Wielkość tych kulistych cząstek i gęstość powinny być tak dobrane by uzyskać maksymalną pojemność elektryczną. Jednak, aby taką kulę naładować elektrycznie, w jej środku musi się znajdować przewodząca kuleczka (elektroda) z której ładunek elektryczny powoli, w zależności od przewodności tworzywa dyspersyjnego, rozpłynie się na wszystkie globoidalne cząstki układu. W zależności od końcowego przeznaczenia, globoidalne cząstki mogą posiadać różne własności fizyczne, - tu zależy nam by były ferromagnetyczne.

Pole magnetyczne wirujących ładunków elektrostatycznych. 
  Wprowadzając, naładowaną eloktrostatycznie kulę, w ruch obrotowy uzyskamy dipolowe pole magnetyczne z biegunami położonymi na osi obrotu, podobne do pól magnetycznych planet i gwiazd.

Kształt wirującego magnesu nie musi być kulisty, może przyjmować różne formy, jednak elektrody, przez które zostają doprowadzone ładunki, muszą być tak uformowane by wykorzystywały naturalne własności ładunku elektrycznego i kierowały go do objętości wypełnionej globoidalnymi cząstkami. Ładunek elektryczny opuszcza powierzchnię elektrody w miejscu o najostrzejszej wypukłości - zasada piorunochronu.  

Kształt - grubość krążka o równomiernej wytrzymałości.  
  Przy wykonaniu magnesu w formie płaskiego krążka i przy bardzo dużych prędkościach obrotowych, kształt magnesu musi uwzględniać działanie sił odśrodkowych.

  Im bliżej osi obrotu, tym grubość wirującego krążka o równomiernej wytrzymałości jest większa. Dodatkowo, wypukły kształt krążka określa kierunek ekspansji ładunków.
Elektroda doprowadzająca ładunki do krążka również powinna być wypukła (wypukłość do wewnątrz krążka), lecz aby nie powodowało to zmniejszenia grubości krążka w jego centralnej części, elektrodę należy wykonać w formie otwartego kielicha.


Forma taka umożliwia łożyskowanie wirującego krążka. 

Uwzględnienie oddziaływania stycznego. 
  Dla pełnego wykorzystania właściwości pola magnetycznego wirujących ładunków elektrycznych, wewnątrz krążka, w miejscu gdzie w2•r•B przyjmuje największą wartość, należy umieścić toroidalną kwarcową rurę wypełnioną parami (kroplami) rtęci. W rurze tej pod wpływem oddziaływania stycznego, w zjonizowanych parach rtęci, popłynie prąd na tej samej zasadzie co w lampie jarzeniowej (świetlówce). 

Przy niskim ciśnieniu gazu, nawet w temperaturze otoczenia, w toroidalnej rurze występuje pewna znikoma ilość zjonizowanych atomów rtęci. Rozpędzając te cząstki siłą oddziaływania stycznego można uzyskać zwiększenie stopnia jonizacji dzięki zderzeniom z cząstkami niezjonizowanymi, towarzyszy temu wzrost temperatury gazu w rurze. Można również wstępnie nagrzać gaz w rurze i od razu uzyskać dużą ilość zjonizowanej pary rtęci, podobnie jak w rtęciowych lampach oświetleniowych i gazotronach.
Od stopnia zjonizowania par rtęci w toroidalnej rurze zależy wielkość prądu indukowanego stycznym oddziaływaniem i natężenie wypadkowego pola magnetycznego. Dzięki dodatniemu sprzężeniu zwrotnemu, opisanemu w spostrzeżeniach, uzyskiwane tą drogą pola magnetyczne mogą być bardzo silne, tak silne, że przedmiot umieszczony w tym polu nie będzie widoczny, dla dłuższych fal elektromagnetycznych - n.p. dla radaru.

Napęd magneto-hydro-dynamiczny. 

 Zebranie wszystkich opisanych elementów i złożenie w jedną całość daje ideę magneto-hydro-dynamicznego napędu dla pojazdów dyskoidalnych typu UFO. 

Pokazane na szkicu ignitrony, może ich być dowolna ilość, są rozmieszczone na obwodzie wirującego dysku i w zależności od potrzebnego w układzie natężenia prądu i wysokości napięcia, połączone - równolegle lub szeregowo-równolegle. Przy połączeniu szeregowym przewody łączące anody z katodami powinny być ekranowane od pola magnetycznego. Ignitrony powinny być umiejscowione w takiej odległości od osi obrotu dysku, gdzie linie sił pola magnetycznego są prostopadłe do osi obrotu dysku. Natomiast, połączenie katody ignitronu z elementami kontaktowymi z elektrodą-okładziną wirującego kondensatora, dla uniknięcia niekorzystnej indukcji (SEM), powinny przebiegać równolegle do linii sił wirującego pola magnetycznego. Ładunek ujemny z anody ignitronu odprowadzany jest do rozmieszczonych na obwodzie wirującego krążka stacjonarnych elementów (małych kondensatorów) emitujących elektrony. Elementy te powinny emitować elektrony w kierunku wirującego krążka. Każdy rodzaj dopływu elektronów do dodatnio naładowanej powierzchni wirującego krążka jest przepływem prądu elekrycznego przez powietrze otaczające krążek. Oddziaływanie tego prądu z polem magnetycznym wirującego krążka wprowadza powietrze, nad górną powierzchnią krążka, w ruch wirowy i odśrodkowy. W ten sposób nad krążkiem tworzy się przestrzeń obniżonego ciśnienia zasysająca krążek do góry. Przy ruchu krążka do strefy obniżonego ciśnienia, wywoływanego przez to obniżone ciśnienie, opory czołowe nie występują i tym samym są możliwe bardzo duże prędkości.  

Pobożne życzenia.  
  Przedstawiona idea w żadnym jej elemencie nie jest formą ostateczną i nie jest zastrzeżona. Konstrukcja, sposób uruchamiania, proces sterowania, i każdy inny fragment wymaga profesjonalnego opracowania. Wcześniej jednak idea musi trafić na podatny grunt a później potrzeba wielu lat by coś z niej wyrosło. Życzył bym sobie i przyszłym pokoleniom, by czas ten był możliwie najkrótszy. 

Postscriptum.  
  Do realizacji opisanego napędu powinien zachęcić opis wimany zamieszczony na stronie Kazika w artykule Samoloty starożytności:

"O konstruowaniu wimany w sanskryckim tekście Samarangana Sutradhara napisano tak: Korpus wimany musi być mocny i wytrzymały, niczym wielki ptak z lekkiego materiału. Wewnątrz należy umieścić silnik rtęciowy z żelaznym aparatem grzewczym pod spodem. Dzięki mocy uśpionej w rtęci, która wprawia napędowy wir powietrza w ruch, siedzący wewnątrz człowiek może przelatywać niebem wielkie odległości. Ruchy wimany są tego rodzaju, że może ona wznosić się pionowo i pionowo opadać, a pochylona może poruszać się do przodu i do tyłu. Dzięki tym maszynom ludzie mogą latać w powietrzu, a istoty niebiańskie mogą przybywać na ziemię."