Использование ресурсов полей

В процессе развития технических систем происходит последовательный многошаговый переход к повышению эффективности имеющихся в системе полей и введению в систему более эффективных полей, в частности:

Переход к более эффективным полям

Повышение эффективности действия поля

Сочетания полей

Повышение эффективности действия комбинации полей

Развитие методов получения поля

 

1. Механические поля, в том числе:

• перемещение объектов;

• гравитационные, инерционные, центробежные, реактивные силы, сила Кориолиса и т.п.;

• удары, вибрации, изменения давления, акустические действия (звук, инфра- и ультразвук) и т.п.;

• аэрогидродинамические силы - архимедовы силы, давление струй, гидродинамический удар, образование вихрей и воронок и т.п.

• сопротивление деформациям, механические напряжения в теле, силы упругости и т.п.;

• трение, поверхностное натяжение, адгезия, осмос, диффузия и т.п.

2. Тепловые поля, в том числе:

• нагрев;

• охлаждение;

• тепловые градиенты в пространстве

• изменения температуры во времени, линейные, циклические или по специальным графикам;

3. Химические поля (действия), в том числе:

• синтез и разложение веществ;

• катализаторы и ингибиторы;

• особо активные вещества - озон, фтор, кислоты и т.п.;

• инертные среды (в том числе вакуум);

• биологические вещества;

• вещества с сильным или особым запахом или вкусом;

4. Электрическое поле, в том числе:

• электростатика, действие электрических зарядов (притяжение, отталкивание, электризация, электрические разряды и т.п.)

• электрический ток, эффекты, связанные с прохождением тока через вещество (нагрев, создание механических усилий, магнитного поля, электроперенос, электрохимические реакции, электрическая, дуга ионизация вещества и т.п.);

5. Магнитное поле, в том числе:

• постоянные магниты и электромагниты, парамагнетизм и диамагнетизм

• намагничивание ферромагнитных материалов, их магнитное насыщение, эффекты, связанные с действием магнитного поля на вещества

• взаимодействием с электрическими токами и движущимися зарядами (притяжение и отталкивание, создание вихревых токов и т.п.)

6. Электромагнитное поле, в том числе:

• свет, инфракрасное излучение, ультрафиолет

• рентгеновские и гамма-лучи, радиоволны,

• вихревые токи в проводниках и т.п.

Для повышения эффективности действия конкретного поля возможно применение полей разной ориентации, по-разному структурированных и распределенных в пространстве (сконцентрированных или, наоборот, рассеянных) и т.п. А также полей меняющихся во времени, переменных и импульсных. Очень эффективно также использование физических эффектов, связанных с полями – резонансов, стоячих волн, ударных волн, солитонов и т.п.

Изменение структуры поля

1. Использование постоянного однонаправленного поля

2. Использование постоянного двух и/или трехмерных полей

3. Использрование градиентных и/или асимметричных полей

4. Использование сочетания однородных полей противоположной направленности

5. Использование разной ориентации полей

6. Использование переменного синусоидального  поля

7. Использование несинусоидальных полей

8. Использование  полей, создающих в системе резонансы, автоколебания, солитоны и т.п.

9. Использование импульсного поля

Повышение структурированности поля

1. Использование не структурированного поля

2. Использование поля структурированного в пространстве и/или времени

3. Согласование временной и/или пространственной структуры поля с собственными характеристиками системы или используемых в ней веществ

1. Концентрация поля с помощью соответствующих веществ или устройств

2. Накопление энергии с помощью аккумулирующих веществ или устройств и ее последующее выделение

3. Выделение дополнительной энергии с помощью специальных веществ или устройств, обладающих запасенной энергией (горючих, взрывчатых, упругих и т.п.)

4. Деконцентрация, рассеяние поля с помощью соответствующих веществ или устройств

5. Накопление энергии с помощью аккумулирующих веществ или устройств и ее последующее выделение

6. Поглощение или рассеяние дополнительной энергии с помощью специальных веществ (плавящиеся или кипящие вещества, химические составы с эндотермическими реакциями и т.п.) или устройств, способных рассеивать энергию - демпферов, радиаторов и т.п.

 

Сочетания полей

Воздействие двух или более полей и взаимодействие между двумя или более полями создает обычно сверхсуммарные эффекты, не сводящиеся к отдельному действию участвующих полей. Это дает возможность использовать комбинации полей как эффективные ресурсы для выполнения разных функций. Ниже приведены только работоспособные и эффективные в той или иной области сочетания полей

• Мех|Мех - активизация процессов при наложении двух разных механических полей, например, постоянного давления и вибрации или растягивающих и скручивающих усилий

• Мех|Т - нагрев и охлаждение за счет механических действий, например ударов, сжатия и расширения газов, трения, деформации и т.п.

• Мех|Х - механохимия химические реакции, происходящие при механических воздействиях (например при перемешивании, трении, ударах и т.п.)

• Мех|Э - создание электрических полей и связанных с ними эффектов

• с помощью механических полей ( например, электризация трением, электризация при дроблении веществ, пьезоэлектрический эффект, перемещение зарядов и проводников с током и т.п. )

• Мех|М - действие механического поля на магнитные вещества (размагничивание и намагничивание при ударах и трении)

• Мех|ЭлМ – механолюминесценция, генерация коротковолнового электромагнитного поля при разрушении кристаллов,

2. Сочетания «Тепло +…»

• Т|Т - активизация процессов при наложении двух разных тепловых полей, например, общего и локального нагрева или сочетания нагрева с охлаждением

• Т|Мех - термомеханические эффекты (изменение свойств веществ при нагреве и охлаждении)

• Т|Х - изменение химических свойств веществ и управление химическими процессами за счет изменения температуры

• Т|Э - создание электрических полей и управление ими за счет изменений температуры (генерация электрического тока термопарами, изменение электропроводности веществ и т.п.)

• Т|М - управление магнитным полем за счет изменения температуры (исчезновение магнитного поля при нагреве выше точки Кюри, усиление поля при нагреве – эффект Гопкинса и т.п.)

• Т|ЭлМ – генерация излучения при нагреве

3. Сочетания «Химия +…»

• Х|Х - сочетание двух разных химических процессов

• Х|Мех - создание механических полей за счет химических взаимодействий (например, при горении и взрывах)

• Х|Т – нагрев и охлаждение при экзотермических и эндотермических реакциях

• Х|Э - создание электрических токов за счет химических взаимодействий (электрохимические элементы, аккумуляторы)

4. Сочетания «Электричество +…»

• Э|Э - сочетание двух разных электрических полей, например, постоянного и переменного тока, токов, текущих в разных направлениях, высокого и низкого напряжения, положительных и отрицательных зарядов и т.п. может создавать самые разные конфигурации поля, силы и различно локализированные действия

• Э|Мех - механическое действие электрических зарядов, токов (отталкивание и притягивание заряженных тел и проводников с током, отталкивающее и притягивающее действие на магниты, вращение заряженных частиц в электрическом поле и т.п.)

• Э|Т – электротермия – нагрев под действием электрических токов в веществе, охлаждение термопар при прохождении электрического тока (обратный эффект Пельте)

• Э|Х - электрохимия - химическое действие электрического тока (гальваническое растворение и осаждение металлов и других химических веществ, электроосмос, электрофорез,

• Э|М - эффекты, возникающие при взаимодействии электрических и магнитных полей (электромагнитная индукция, создание механических сил и т.п.)

• Э|ЭлМ – эффект Керра – управление прозрачностью вещества для света с помощью электрического поля

5. Сочетания «Магнит +…»

• М|М отталкивание и отталкивание магнитов или электромагнитов друг от друга, насыщение вещества наложением суммарных полей

• М|Мех - механические явления, возникающие под действие магнитного поля - , притяжение ферромагнитных веществ, притягивающее и отталкивающее действие на электрические заряды и проводники с током

• М|Т – магнитотермия – нагрев веществ переменным магнитным полем, охлаждение ферромагнитных тел при размагничивании

• М|Х - действие магнитного поля на некоторые химические реакции

• М|Э - эффекты, возникающие при взаимодействии магнитных и электрических полей (электромагнитная индукция, создание механических сил и т.п.)

• М|ЭлМ – эффект Фарадея – управление прозрачностью вещества для света с помощью магнитного поля

• Элм|Элм - когерентность (coherence), интерференция света или электромагнитных полей, взаимодействие прямых и отраженных или преломленных волн

• Элм|М - пондеромоторная сила (ponderomotive force), давление света

• Элм|Т - нагрев вихревыми токами

• Элм|Х - активация разных химических реакций переменным электромагнитным полем, светом, ультрафиолетом, рентгеновским и гамма излучением и т.п.

• Элм|Э - генерация вихревых токов

Повышение эффективности действия комбинации полей осуществляется комбинацией нескольких однородных или разнородных полей с разным распределением в пространстве и графиками действий, согласованием пространственной и временной структуры наложенных полей. Нередко используется и взаимопревращение разных полей в системе

1. Наложение второго поля той же природы

• Произвольной направленности

• Ортогонального к первому

2. Согласование частот действия наложенных полей

3. Согласование пространственной структуры наложенных полей

4. Наложение второго поля иной природы

• Согласование частот действия наложенных полей

• Согласование пространственной структуры наложенных полей

5. Наложение нескольких полей

• Согласование частот действия наложенных полей

• Согласование пространственной структуры наложенных полей

6. Обеспечение взаимопревращений полей в системе

Развитие методов получения поля

1. Использование готовых природных полей

2. Преобразование готовых природных полей без изменения их характера (изменение направленности и интенсивности)

3. Преобразование природы полей (от механических к тепловым, химическим и т.п.) с использованием тех или иных физических эффектов

4. Генерация поля методами, подражающими природным

5. Генерация поля не природными методами