Турбина Тесла. Принцип действия. Турбина тесла принцип работыБезлопастная дисковая турбина, или роторный двигатель Николы Тесла. :: NoNaMe Я узнал об этом изобретении в 2006 году, и, честно говоря, оно не произвело на меня какого либо впечатления. Но спустя пару лет, за которые я многое узнал о различных видах двигателей и о принципах их работы, вспомнил о турбине Тесла. Решил, что стоит более подробно разобраться, что же это такое, и как оно работает. Я изучил все патенты, касающиеся этого изобретения, а так же все, что можно было найти на этот счет. Как обычно, в интернете мало чего путного, куча небылиц, и странных, непонятно на чем основанных предположений. Так же в сети можно найти большое количество самодельных моделей, но сделаны они не корректно, так как нет полного понимания принципов работы и процессов, происходящих внутри устройства. Есть и исключения, но их очень мало. Итак, основной принцип, заложенный в работу турбины – вязкость движущейся среды. Н. Тесла в своих патентах описал основные принципы и закономерности данного эффекта. Что же представляет собой безлопастная турбина Тесла? Ротор турбины – это вал с закрепленными на нем плоскими дисками. Между дисками выдерживается определенное расстояние посредством разделяющих шайб, а так же небольших выступов, сделаных на каждом втором диске по обе стороны. Каждый диск имеет окна в центральной части для выхода рабочего тела. ----------------------<cut>----------------------   Основной диск ротора.  Собраный ротор.  Крайние диски делаются более толстыми, так как проходящяя между дисками струя газа пытается раздвинуть диски, а так же для прижимания остальных дисков друг к другу. Так же крайние диски имеют радиальные выступы над окнами, которые служат в качестве части уплотнения.  Боковой диск с радиальными выступами. Ротор помещается в корпус, который имеет входящее сопло и боковые крышки с отверстиями в центре. К крышкам крепятся еще две детали, не знаю как их правильнее назвать, я их назвал «уши», в которых закрепляются подшипники и обеспечивается отвод отработанной среды.  На внутренней поверхности крышек вырезаны радиальные канавки. Их можно разделить на две группы по их назначению. Первая группа канавок располагается ближе к центру, в эти канавки входят радиальные выступы боковых дисков, что обеспечивает хорошее уплотнение. Канавки и выступы, составляющие уплотнение, должны быть тщательно подогнаны друг к другу. Зазоры должны быть минимально возможными, но и не допускающими трение, что требует высокой точности изготовления. Вторая группа канавок прорезается почти по всей оставшейся поверхности и к ним не предъявляется таких жестких требований по точности изготовления. Боковые диски движутся относительно неподвижных крышек корпуса. Чтобы не создавать дополнительное сопротивление, расстояние между дисками и корпусом нужно увеличить. Именно этой цели и служат радиальные канавки второй группы. Так как поток всегда ищет путь наименьшего сопротивления, а в нашем случае – это канавки между крышками и дисками, основная часть потока проходила бы именно этим путем, и лишь незначительная часть проходила бы между остальными дисками ротора. За счет уплотнения, в канавках возникает повышенное давление, что и не дает среде пройти только этим путем, и среда проходит там, где возможно, т.е. между остальными дисками. Можно было бы сделать и одну широкую канавку, однако это бы увеличило утечку. По этому, лучшего результата можно добиться, используя несколько канавок.  Сопло турбины располагается тангенциально, т.е. по касательной к внутренней поверхности корпуса и может быть выполнено в виде прямоугольной щели, или круглого сужающегося отверстия.  Прямоугольное сопло. Зазор по периферии между корпусом и ротором делается минимальным, учитывая небольшое увеличение диаметра ротора, при работе на высоких оборотах.  Теперь, имея примерное представление об устройстве турбины, рассмотрим теоретическую базу и рабочий процесс. Если направить поток жидкости, или газа по плоской поверхности, то этот поток начнет увлекать за собой эту поверхность. Такое поведение обусловлено тем, что самый первый слой молекул, прилегающих к плоскости – неподвижен. Следующий слой движется очень медленно, следующий чуть быстрее и так далее. Ниже приведу небольшую выдержку из аэродинамики. Важной характеристикой движущейся среды является ее вязкость. Вязкость проявляется через свойство прилипания текучей среды к поверхности, тогда как не вязкая среда свободно скользит вдоль обтекаемой поверхности. Чтобы проиллюстрировать влияние вязкости, порождающей силу, замедляющую течение (силу сопротивления), рассмотрим две большие параллельные друг другу пластины A и B (рис. 1), одна из которых движется относительно другой. Вязкая среда прилипает к каждой из пластин. Случайные движения молекул создают эффект «перемешивания», стремящегося выровнять средние скорости течения, скорость которого на пластине B равна V, а на пластине A – нулю. Результирующее распределение скоростей также приведено на рис. 1, где длина стрелок пропорциональна величине скорости в данной точке течения по высоте между пластинами. Таким образом, на движущуюся пластину B действует сила, тормозящая ее движение. Чтобы обеспечить движение пластины B при наличии торможения, к ней должна быть приложена противодействующая сила. Такая же сила стремится привести в движение пластину A.  Рис. 1. СИЛА ВЯЗКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, или влияние вязкости течения на пластины A и B. Пластина B движется по отношению к пластине A со скоростью V, изображенной стрелкой. Распределение скоростей жидкости между пластинами также показано соответствующими стрелками. Величина силы, необходимой для поддержания движения пластины B со скоростью 1 м/с (или удержания на месте неподвижной пластины A), при условии, что расстояние между пластинами равно 1 м, а площадь каждой из них – 1 м2, называется коэффициентом вязкости m. Для воздуха при температуре 0° С и давлении 1 атм m = 1,73*10–5 H*c/м2. Эксперименты показывают, что коэффициент вязкости воздуха изменяется в зависимости от температуры пропорционально T0,76. А теперь представим, что пластины А и В неподвижны относительно друг друга, а поток газа движется между ними. Естественно, поток начнет увлекать за собой обе пластины. Распределение градиента скоростей в потоке будет следующим: у поверхности обеих пластин скорость потока будет минимальна, а посередине — максимальна.  Понятно, что чем меньше расстояние между пластинами и больше их площадь, тем больше сила вязкого трения, тем меньше «проскальзывания» газа между плоскостями, и тем сильнее поток увлекает за собой плоскости. Теперь рассмотрим процесс, происходящий внутри турбины. Рабочее тело (газ или жидкость) подается под давлением через сопло. Получив ускорение в сопле, поток движется спиралеобразно между дисками, увлекая за собой ротор, и выходит через окна в центральной части дисков. Если турбина работает в холостом режиме, то скорость вращения ротора будет чуть меньше скорости потока, из-за трения в подшипниках. В таком режиме, длинна спиралеобразного пути — максимальна, так как относительная скорость потока и дисков почти нулевая. При подключении нагрузки скорость вращения ротора падает, а вместе с ней и скорость потока, из-за чего и длинна спиралеобразного пути сокращается. Таким образом, мы имеем саморегулирующую машину. Одно из преимуществ данной конструкции – ламинарность потока. Нет никаких завихрений и турбулентных образований, которые всегда снижают эффективность. Крутящий момент турбины прямо пропорционален квадрату скорости среды относительно ротора и площади дисков, и обратно пропорционален расстоянию между ними. То есть, для получения максимального крутящего момента расстояние между дисками должно быть минимальное, а количество дисков, или их диаметр – как можно больше. Аппарат способен совершать максимальную работу когда скорость ротора равна половине скорости потока, но для достижения максимальной экономии относительная скорость, или скольжение — должны быть как можно меньше.  Понятно, что количество сопел можно увеличить, для повышения мощности и крутящего момента. Так же, посредством конструкции сопел, или их расположения, легко достигается реверс. Более детальную информацию на этот счет можно получит из оригинальных источников, которые приведены в начале статьи. А теперь хотелось бы поделиться собственным опытом по изготовлению турбины. Данное мероприятие мне пришлось начинать с нуля, в буквальном смысле. У меня не было опыта работы на металлообрабатывающих станках, да и с 3D моделированием связан не был, не говоря уже о черчении. Осознав сей печальный факт, пришлось пройти «экспресс курс» по черчению и 3D моделированию, на что ушло полтора месяца интенсивного самообучения. Я был приятно удивлен, насколько легко и интересно заниматься 3D проектированием. Про черчение лучше промолчу, хотя необходимые навыки и знания все же получил. Спроектировав все детали и начертив чертежи, я отправился в ближайший цех металлообработки. После длительной беседы с технологом, конструкцию пришлось немного видоизменить, что бы процесс изготовления был более технологичным. Внеся все изменения в чертежи, процесс пошел. На приведенных выше рисунках представлена моя конструкция турбины. Конструкции могут быть разными, однако именно такой вариант проще всего сделать вручную, без использования литья и штамповки. Я задался целью построить полноразмерную модель турбины. В качестве материалов выбрал обычную сталь, так как этот материал дешев и легко поддается мехобработке. В процессе изготовления турбины я столкнулся с некоторыми трудностями. Самая не приятная проблема – это, казалось бы, изготовление основных дисков. Проблема в том, что диски изготавливались, из листового метала, и после обработки оказались не ровными. Поводки были чуть заметны, но при расстоянии между дисками 0,3мм, это сказывалось самым серьезным образом – расстояние между дисками получилось не равномерным, и во многих места вообще отсутствовало. Частично решить задачу помогло использование крестообразных разделительных шайб (изначально я использовал круглые разделительные шайбы). Но мне так и не удалось добиться идеальной равномерности промежутков между дисками. Это касается лишь основных дисков, так как боковые диски точатся из достаточно толстого метала, и в силу метода обработки, кривизны практически не имеют. Вообще, решение этой проблемы существует. Правда, оно немного усложняет конструкцию ротора, и увеличивает стоимость работы. Собственно, по этим причинам я и не стал ничего переделывать. Тем более, я не ставил целью изготовить полностью работоспособное изделие, а для проведения опытов вполне достаточно того, что есть. Совет тем, кто захочет повторить мой «подвиг» — используйте, максимально ровные листы метала для изготовления дисков. Однако, проведя несколько опытов с использованием сжатого газа, я убедился, что расстояние между дисками является важнейшим фактором в работе устройства, и проявленная мною халатность, по отношению к этому вопросу — неуместна. Решение задачи оказалось простым, причем это решение было описано в британском патенте Н. Тесла №186082. Более подробно о дальнейшем развитии этой темы можно узнать на сайте www.TeslaTech.com.ua txapela.ru Дисковая турбина Тесла : Механика и ТехникаПреимущества газотурбинных двигателей1. Очень высокое отношение мощности к весу, по сравнению с поршневым двигателем; 2. Перемещение только в одном направлении, с намного меньшей вибрацией, в отличие от поршневого двигателя. 3. Меньшее количество движущихся частей, чем у поршневого двигателя. 4. Меньшее давление в двигателе. 5. Высокая скорость вращения. 6. Низкое потребление смазочного масла (и возможность использовать более дешёвые его сорта). 7. Низкие требования к качеству топлива. ГТД потребляют любое горючее, которое можно распылить: газ, нефтепродукты, органические вещества и пылеобразный уголь.Недостатки газотурбинных двигателей1. Стоимость изготовления намного выше, чем у аналогичных по размерам поршневых двигателей, поскольку материалы применяемые в турбине должны иметь высокую жаростойкость и жаропрочность, а также высокую удельную прочность. Машинные операции также более сложные; 2. Как правило, имеют меньший КПД, чем поршневые двигатели, особенно при частичной нагрузке. 3. Задержка отклика на изменения настроек мощности. Достоинство (1) куда важнее в авиации, чем в автомобилестроении. (5) для автомобиля скорее недостаток, усложняя коробку передач, в отличие от самолёта. (3) и (4) облегчают жизнь конструктора, но не использующего данный двигатель, а его разрабатывающего. Снижение вибрации (2) полезно, но в автомобиле мощность не столь высока, чтобы вибрация была главной проблемой (как на немецких "карманниках", которых на полном мощности дизелей немилосердно трясло). Расход масла (6) менее существенен в плане расходов, чем расход топлива. Многотопливность (7) весьма важна для военных применений (это одна из причин создания танков с ГТД, наряду с уменьшением размеров танка), но в "гражданке" лучше сэкономить на двигателе, чем обеспечить возможность ехать на том, что тылы подвезли или взяли трофеем. Недостаток (1) важен для всех автомобилей, кроме разве-что небольшого числа спортивно-престижных. Недостаток (2) вообще сделает турбину неприменимой везде, кроме опять же спорта. Недостаток (3) может быть несущественен для гибрида, но гибриды рекламируются, как "экономичные", что резко конфликтует с недостатком (2). dxdy.ru Турбина Тесла. Принцип действия - ОборудованиеИзобретение паровых турбин и генераторов послужило облегчению жизнедеятельности человека – эти агрегаты выполняют огромное количество разнообразных действий, благодаря которым осуществляется подача необходимых материалов из одного места в другое. Этими материалами могут быть вода, газы и даже ток. Важнейшее открытиеКак это обычно бывает, начальные открытия учёных подталкивают следующие поколения к доработке осуществлённых ранее изобретений и коррекции разнообразных законов. Например, благодаря физическим законам, доказанным Фарадеем, относительно возможности явлений движущей силы на основе солнечной энергии, через годы появилась турбина Тесла. Конечно же, её принципы воздействия на различные материалы существенно изменены и энергия небесного светила не используется никак, но и нет необходимости в ином топливе для работы данной турбины. Принцип действияБезлопастный генератор, изобретённый великим учёным, производит самое дешёвое электричество, благодаря своему строению: его строение позволяет увеличить производительность изделия до 95% КПД при использовании любых материалов. Этому способствует строение генератора, в котором устанавливаются плоские диски, имеющие специальные отверстия в середине, через которые проходит отработанный материал, приводящий конструкцию в действие. Данные диски расположены на оси на определённом расстоянии, причём крайние из них имеют выемки и выступы, благодаря которым исключается потеря рабочего материала – то есть, сила потока газов или жидкости полностью направлена на прокручивание дисков и создание энергии. Для исключения утечек расстояние между внутренними и внешними дисками делается больше, чем между другими деталями, ведь туда вставляются уплотнительные кольца. Из дисков и их оси образуется ротор, установленный в металлический корпус, в котором имеются подшипники, уменьшающие силу трения в конструкции. Положительные качества безлопастных турбинВыгодность применения данных турбин определяется, прежде всего, их надёжностью: отсутствие лопастей позволяет не очищать используемые материалы от мелких частиц и пыли. Более того, работа турбины, основанная на уровне вязкости твёрдых тел, повышает уровень КПД, благодаря этим частицам. Пролетая между дисками, мелкая пыль цепляется за них и раскручивает установку ещё больше.
Главный секрет – расчетыВпрочем, производительность турбины, изобретённой вначале прошлого столетия, заключается в правильности расчетов всего механизма. Её практичности способствует также и форма корпуса, имеющая вид панциря улитки. Таким образом, производятся завихрения газов и повышение инерционных показателей скорости движения самого вала. Особенная разница давлений ощущается на входе и выходе генератора, при этом огромным фактором является температура используемых газов. Однако, следует учесть, что при этом диски, используемые в конструкции механизма, должны быть строго определённой толщины, которая по краям должна быть меньше, чем в середине. Несоблюдение технологического процесса при изготовлении безлопастного генератора приведёт к созданию турбулентности внутри механизма и искривлению дисков. Также увеличится давление на подшипники и ось ротора. Поэтому главным секретом создания данной турбины является правильность расчетов. specural.com турбина тесла принцип работы Лайн видеоролики 3 г. назад Basic design and working principle of Tesla turbine.  1 г. назад Турбина Тесла — безлопастная центростремительная турбина, запатентованная Николой Тесла в 1913 году. Её...  4 г. назад В этой статье подробно описан процесс сборки небольшой турбины Тесла из отслуживших жестких дисков (HDD)....  9 мес. назад Радиально-осевые турбины, или Турбины Френсиса, являются наиболее распространенными гидравлическими турб...  2 г. назад Раздел сайта, посвященный этой модели микро турбины Тесла ...  8 г. назад Подробнее смотрите тут - http://www.teslatech.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=5&Itemid=5 Давление в ресивере 7ат, перед ...  1 г. назад Мой сайт - www.TeslaTech.com.ua Почта - [email protected] Обзор-лекция посвящена роторному двигателю Николы Тесла (турбины),...  7 г. назад Интернет-магазин КБ «Нитрон» http://shop-dudishev.ru/ Новые разработки по автотюнингу и энергетике. Главный сайт КБ...  9 г. назад Подробнее смотрите тут - http://www.teslatech.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=12&Itemid=18.  5 г. назад http://www.epicphysics.com/model-engine-kits/tesla-turbine-kit/ The Tesla Turbine & How it works.  1 г. назад Первое испытание самодельной паровой турбины.  8 г. назад Подробнее смотрите тут - http://www.teslatech.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=5&Itemid=5.  2 г. назад Представляем участников конкурса научных проектов Intel Eco 2016 среди украинских школьников. "Модифицированная... 2 г. назад Don't Forget To - LIKE | SUBSCRIBE | SHARE This is part 2 of the micro Tesla turbine mk2 building series. It took way longer than I was expecting, due to the fact ...  8 г. назад Ротор сделан из 7 CD дисков, корпус из коробки от 10 дисков. воздух нагнетал пылесосом.  2 г. назад Турбина тесла из дисков от ндд.  4 г. назад http://www.epicphysics.com/model-engine-kits/tesla-turbine-kit/  7 г. назад Balancing was made for rotor work at 80000RPM. Балансировка производилась на предприятии "Днепро Турбо Сервис" в г. Днепропетро...  6 г. назад Модель турбины Тесла работает как воздушный компрессор. В качестве привода - электродвигатель подсоединен... videoline63.ru teslatechКаждую весну над Великими равнинами Северной Америки активизируются атмосферные процессы, приводящие к появлению смерчей, которые в Новом Свете получили название торнадо. Теплые воздушные массы с Мексиканского залива встречаются над прериями с прохладным арктическим воздухом. На стыке холодных и теплых фронтов образуется мощная облачность, в которой развиваются суперячейки — уникальные облачные комплексы, порождающие торнадо. Скорость ветра в этих вихрях достигает ураганных значений. Несмотря на небольшие размеры — от десятков до сотен метров в диаметре — и непродолжительное время жизни, торнадо крайне опасны и нередко приводят к человеческим жертвам. Чаще всего они образуются в так называемой Аллее торнадо, которая простирается от Южной Дакоты до северного Техаса. В новостных лентах появляются подобные статьи:"Сильный торнадо, который пронесся в понедельник вечером по пригородам Оклахома-сити, войдет в историю как один из самых смертоносных. По предварительным данным, в результате стихии погибли 90 человек и 230 были ранены. Основной удар пришелся на небольшой городок Мур, в котором были разрушены сотни зданий. Однако, несмотря на свою разрушительную силу, этот смерч едва ли войдет в первую двадцатку самых смертоносных. " За 20 век десять самых мощных торнадо унесло примерно 2100 жизней, а причиненный ущерб составил порядка 4 миллиардов долларов (в эквиваленте на сегодняшний день 2015г.). Реальное количество жертв значительно выше, как и сумма причиненного ущерба. СМИ преподносят торнадо как природную стихию, перед которой человечество бессильно, но так ли это на самом деле? 82 года назад Никола Тесла опубликовал статью под заголовком "Как разрушить смерчи." («Everyday Science and Mechanics», декабрь, 1933 г.). Статья доступна на многих ресурсах интернета, по сути ничего нового я не преподношу, но мне очень хочется познакомить с этой темой как можно большую аудиторию, именно поэтому размещаю статью на этом ресурсе. Ниже предлагаю ознакомиться с данной статьей: "КАК РАЗРУШИТЬ СМЕРЧИ." Никола Тесла. «Everyday Science and Mechanics», декабрь, 1933 г.) Множеству невероятных природных явлений — стоячим воздушным волнам, циклонам и особенно смерчам — некоторые специалисты пытаются найти объяснение, исходя из предположения о скоростях порядка тех, которые имеют место при взрывах. Чтобы внести ясность, допустим, что один фунт динамита, заполняющий весь объем снаряда, воспламенился. Максимальная расчетная скорость (см. примечание А с вычислениями в конце статьи), достигаемая в предполагаемом выходном отверстии, составляет 11.400 футов в секунду, что, очевидно, намного превышает скорость на входе. Однако при таком взрыве газы выбрасываются через полусферическое отверстие большой площади с соответственно меньшей скоростью, которая затем снижается в процессе сообщения ускорения атмосферному воздуху. Таким образом, на небольшом расстоянии от центра взрыва стоячая волна идет впереди со скоростью звука, то есть 1.089 футов в секунду. Я имел много возможностей проверить эту величину, исследуя взрывы и разряды молний. Идеальный случай такого рода представился в колорадо-Спрингс в июле 1899 года, когда я проводил испытания своей радиовещательной станции (единственной беспроводной станции, существовавшей в то время). Тяжелая туча нависла над горной грядой Пайкс-Пик, вдруг на расстоянии всего десяти километров в вершину горы ударила молния. Я тут же засек время вспышки и, сделав быстрый подсчет, сообщил своим ассистентам, что стоячая волна дойдет через 481/2 секунды. Именно через такой промежуток времени страшной силы удар потряс здание; не будь оно прочно укреплено, его снесло бы с фундамента. Все окна и дверь на стороне, попавшей под удар, были разбиты, сильно пострадали внутренние помещения. Сравнивая энергию электрического разряда и его длительность, а также энергию взрыва, я приблизительно подсчитал, что удар был, по-видимому, эквивалентен взрыву двенадцати тонн динамита. Хотя механические воздействия разрядов молнии уменьшаются пропорционально квадрату расстояния, их, тем не менее, можно отчетливо прослеживать в радиусе шестисот миль. Следует помнить, что эти действия происходят за очень короткое время и что постоянный ветер, имей он такую скорость, несомненно, произвел бы страшные разрушения. Он мгновенно выветрил бы и измельчил самые твердые вещества, силой трения и удара расплавил бы металлы и сжег бы всё, что может гореть. Предметы, какими бы большими и тяжелыми они ни были, оказались бы подхваченными и унесенными, словно перышки, и даже горная гряда не смогла бы противостоять ветру какое-либо значительное время, так как давление на поверхность, перпендикулярную направлению потока сжатого воздуха, составило бы около трех тысяч фунтов на квадратный фут. Обитатели нашей планеты, несомненно, имеют все основания поздравить себя с тем, что такие ураганы невозможны, но и те смерчи, что происходят в настоящее время, достаточно вредоносны.
Давнишняя идея расстреливания смерчей на воде была в принципе верной, но не соответствующей по силе [применяемых средств]. Да, согласно приводимым здесь расчетам, силу смерча можно преодолеть с помощью современных взрывчатых веществ, которые можно было бы эффективно и без риска применять указанными способами.
Дело в том, что относительно невысокая скорость ветра вполне способна произвести означенные действия, хотя они, на первый взгляд, и могут вызывать изумление и приводить в замешательство. В качестве примера рассмотрим механический эффект, который может произойти, если стебель высохшей травинки или соломинку с силой метнуть перпендикулярно в деревянную планку со скоростью лишь 150 футов в секунду (см. примечание В). Сила 2.929,5 фунта на квадратный дюйм намного превышает порог прочности планки, при этом компрессионное сопротивление дубовой доски, перпендикулярное структуре дерева, составляет менее половины этой величины. Отсюда очевидно, что эффект такого рода можно с уверенностью ожидать при гораздо меньшей скорости, особенно если стебель заострен.
Вверху показано, как формируется смерч; он вращается так же, как сточные воды и верхняя часть [водной воронки]. Огромная скорость вращения дает смерчу возможность совершать многие из описанных аномальных действий, например, когда мягкая свеча, не повреждаясь, простреливает твердую доску. В этой связи представляет интерес классический эксперимент, который обычно демонстрировали студентам в некоторых европейских учебных заведениях. Он заключался в том, что из ружья выстреливали сальной или стеариновой свечой в доску толщиной 0,4 дюйма. К изумлению зрителей мягкий снаряд не только проходил сквозь древесину, но и не производил впечатления неподходящего предмета для выстрела. Секрет успеха объяснялся скоростью прохождения, не оставляющей свече времени для изгиба. Вывод очевиден: воздействие урагана всегда чревато опасностью для жизни, так как куски летящих предметов, не исключая и фрагментов соломы, могут глубоко проникать в тело. Если моя память служит мне исправно, я читал о серьезных травмах такого рода. Но самые высокие скорости воздушных потоков, наблюдаемых в ураганах, сами по себе недостаточны, чтобы объяснить некоторые потрясающие трюки в исполнении ветра, например, поднимание в воздух груженых вагонов и локомотивов и отбрасывание их на большое расстояние. Когда я много лет тому назад впервые прочитал такие сообщения, они позабавили меня, так как я принял их за очередную американскую газетную утку, какие часто преподносятся простодушным иностранцам. Когда же, к своему несказанному изумлению, обнаружил, что они достоверны, я снова и снова пытался объяснить их с точки зрения теории и подтвердить расчетами, но лишь недавно решил эту давнишнюю загадку. Вихревые движения атмосферы известны и наводят ужас с незапамятных времен, но кроме отчетов об их разрушительных действиях, большей частью сомнительных, нет почти никакой точной информации. В 1862 году Г.-В. Дове опубликовал работу под названием «Закон урагана», рассматривая в ней, главным образом, циклоны, которые часто охватывают значительные территории земного шара и перемещаются на тысячи миль, пока не растратят свою энергию. Их изучение не составляет большого труда, и связанные с ними основные факты теперь общеизвестны. Не таковы несравнимо более опасные локализованные ураганы, истинные смерчи, внезапные, блуждающие, скоротечные, чрезвычайно опасные и трудные для исследований. В последние годы Бюро погоды и Смитсоновское общество Соединённых Штатов дают заслуживающую доверия информацию в связи с этой проблемой, тем не менее, наши познания о смерчах всё еще фрагментарны. Не придавая особого значения газетным описаниям событий, которые бывают не вполне достоверными, и опираясь на проверенные факты, я пришел к определенным выводам относительно этих явлений, которые можно суммировать следующим образом: 1. Максимальная скорость воздуха, образующего воронку, вероятно, никогда не превысит, скажем, 235 футов в секунду, или около 160 миль в час, что, полагаю, вполне достаточно, чтобы объяснить все наблюдаемые явления. В своем «Руководстве по метеорологии», исчерпывающем труде, недавно опубликованном, сэр Уильям Напьер Шоу утверждает, что возможны скорости 300 миль в час, или 440 футов в секунду, и даже более, но в действительности это маловероятно. Следует помнить, что воздушный поток, имеющий скорость 150 футов в секунду, без труда уносит кирпичи и другие такие же тяжелые предметы. 2. Вопреки распространенному представлению, приписывающему смерчу огромную энергию, он имеет немало характерных особенностей взрыва. Его мощность велика вследствие концентрации и быстроты действия, но энергия удивительно невелика. Итак, чтобы получить приблизительное соответствие, рассмотрим вихрь с наружным диаметром 1.200 футов в верхней части, примерно с такой же высотой и диаметром 300 футов в основании (см. примечание С). Для получения такой же энергии потребовалось бы 1,24 тонны бензина, или 5,74 тонны динамита. Следует, однако, заметить, что эта оценка значительно завышена, так как воронка не заполнена целиком воздухом одинаковой плотности, и не вся она вращается с максимальной скоростью. 3. Вихревое движение смерча — своего рода огромный насос, втягивающий воздух через отверстие в верхней части и выпускающий его в противоположном конце с постоянной скоростью, одновременно вызывая разрежение во внутренней части. В этом отношении его действие может быть уподоблено работе многоступенчатого вакуумного насоса, ибо когда воздух устремляется из верхней части к основанию, всё больше и больше его увлекается к периферии окружности, увеличивая постепенно вакуум, который может таким образом достигать верхних значений вблизи земли. Этим объясняется последовательное сжатие вихря. Какова степень фактически достигаемого разрежения внутри этого чудовищного изобретения природы, можно примерно представить, если принять во внимание, что в каждом горизонтальном сечении воронки центробежная сила воздуха уравновешивается противоположно направленным дифференциальным давлением снаружи и изнутри вихря. при равенстве прочих показателей центробежная сила обратно пропорциональна радиусу круговращательного движения (среднее расстояние массы от центра), следовательно, сжатие воронки — это хотя бы какое-то приблизительное мерило разрежения. К примеру, если диаметр вблизи земли составляет одну четвертую диаметра у вершины, то можно с уверенностью сделать вывод, что разрежение в нижней части должно примерно в четыре раза превышать оное в верхней зоне, где не происходит существенного сжатия. Поскольку измеренная разность давлений в насосах несколько больше, чем вычисленная по формуле (примечание D), то вполне допустимо предположить, что в рассматриваемом случае разрежение может составлять не менее четырех дюймов. 4. Как правило, большая часть механических воздействий смерча в значительной степени усиливается участием воды, пыли, песка и других предметов, несомых воздушным потоком. Хотя процентное содержание этих веществ в общем объеме может быть очень небольшим, они в сотни тысяч раз тяжелее воздуха и могут в огромной степени увеличить количество движения и усилить мощь удара. 5. Поступательное движение воронки, как обычно считают, происходит скорее наперерез, а не в направлении ветра. Это объясняется ее быстрым вращением, которое является причиной так называемого эффекта бернулли, или Магнуса, только гораздо более интенсивного. Сила, толкающая ее наперерез ветру, может многократно превышать другую, побуждающую ее перемещаться по ветру. Вихрь движется от зоны более высокого статического давления, где вращение происходит против ветра, и вихрь наклоняется в сторону, куда дует ветер. Об этом нельзя забывать во время такого урагана. Если наблюдатель видит наклоненную воронку, непосредственная опасность ему не угрожает, но если воронка находится в вертикальном положении, он должен немедленно спасаться бегством в поисках укрытия. Теперь не составит труда доказать, как большое и очень тяжелое тело, например, груженый железнодорожный вагон или локомотив, могут быть подняты смерчем и перенесены на значительное расстояние. Американские локомотивы, самые большие в мире, могут иметь длину 66 и ширину 111/2 фута, составляя, таким образом, 760 квадратных футов в горизонтальной проекции. В момент удара о транспортное средство образуется статическое давление138 фунтов на квадратный фут в добавление к атмосферному. Но, как было сказано выше, вследствие разрежения разность давлений в четыре дюйма ртутного столба (то есть два фунта на квадратный дюйм, или 228 фунтов на квадратный фут) сохраняется, доводя в итоге разницу в давлении между пространством под и над локомотивом до величины 288 + 138 = 426 фунтов на квадратный фут. Суммарный восходящий толчок, произведенный на подставленную под удар поверхность площадью 760 квадратных футов, равен, таким образом, 323.760 фунтам, что намного превышает вес полностью подготовленного к работе локомотива (он может весить около 280.000 фунтов). Обычно вес бывает значительно меньшим, и определенно можно увидеть, как такое транспортное средство мгновенно поднимается по спирали, двигаясь ускоренно, и отбрасывается по касательной на большое расстояние. Обыкновенный человек, возможно, удивится, что незначительного разрежения достаточно для такого колоссального проявления силы, но цифры безошибочно подтверждают это. Позволю себе добавить, что я допускал минимальные значения, которые, по всей вероятности, будут значительно превышены. Постоянный страх перед опасностью, исходящий от смерчей, и огромные потери, людские и материальные, которые они вызывают в некоторых местностях, настоятельно требуют изыскать какие-либо средства эффективной борьбы с ними, если не предотвращения их. Всякий раз, когда человек пытается вмешаться в порядок вещей, определенный непреложными законами, он обнаруживает, что его усилия крайне незначительны по сравнению с огромными перемещениями энергии в природе. Одним из величайших потенциально возможных достижений рода человеческого могло бы быть регулирование выпадения дождевых осадков. Солнце поднимает воды океана, а ветры переносят их в отдаленные области, где они пребывают в состоянии тонкой взвеси до тех пор, пока относительно слабый импульс не заставит их упасть на землю. Земной механизм действует почти так же, как устройство, высвобождающее огромную энергию посредством спускового крючка или детонирующего капсуля. Если бы человек мог выполнять эту сравнительно мелкую работу, он мог бы направлять живительный поток воды куда пожелает, создавать озера и реки и преобразовывать природу безводных регионов земного шара. Для решения этой задачи предлагается немало способов, но лишь один является продуктивным. Это молния, но определенного свойства. Более 35 лет тому назад я предпринял попытки воспроизведения явлений такого рода, и в 1899 году, действительно, добился успеха, применив генератор мощностью 2.000 лошадиных сил для получения разрядов 18.000.000 вольт при силе тока 1.200 ампер; разряды оказались такими мощными, что их было слышно на расстоянии 13 миль. Я также научился вызывать точно такие молнии, какие случаются в природе, и при этом решил все технические проблемы. Но обнаружил, что слабые проявления вызываются сравнительно небольшой энергией. Мы вполне в силах разрушать их или, по крайней мере, делать их безобидными, для этого не потребуется большого труда, так как метеорология становится точной наукой, а прогнозы погоды достоверными. С этой целью правительство могло бы организовать государственную службу, применяющую типовые бомбардировщики или более быстрые самолеты, поскольку потребность в этом реально существует. Смерч, вследствие своей небольшой энергии, чрезвычайной мобильности и неустойчивого равновесия между внешним и внутренним давлением, является очень уязвимым объектом и, без сомнения, может быть разрушен с помощью сравнительно небольших зарядов подходящего взрывчатого вещества. Быстро вращающуюся массу можно также без труда отклонить в любое желаемое направление, взорвав заряд даже на значительном расстоянии от нее. Решению задачи может также способствовать сравнительно небольшая поступательная скорость смерча, особенно с учетом современных средств быстрого оповещения. Я считаю, тем не менее, что эффективным способом борьбы со смерчами является применение тематических устройств. С тех пор как я продемонстрировал первый аппарат такого рода, Джон Хейз Хаммонд-младший, достигший большого умения в этом искусстве, провел широкомасштабные демонстрационные опыты, доказывая осуществимость дистанционного управления сложным механизмом. Не составит труда заготовить специально предназначенные для этого устройства, начиненные взрывными зарядами, сжиженным воздухом или другим газом, которые можно было бы приводить в действие автоматически или другим способом и которые могли бы создать внезапное давление или всасывание, разрушающие вихрь. Сами ракеты можно делать из материала, способного спонтанно воспламеняться. Уже есть немало специалистов для несения такой службы, можно найти и изготовителей, способных осуществить любые проекты. Возможно, следует сформировать правительственное ведомство во главе с таким человеком, как Джон Хейз Хаммонд-младший, и осуществлять систематическое изучение проблемы. Осуществление этого проекта откроет новые возможности для развития производства и роста занятости населения, кроме получения других выгод. Нет сомнения, что если инициировать такое предприятие и подключить к работе большие интеллектуальные силы, будут найдены эффективные методы и средства предотвращения огромных людских и материальных потерь. Примечание А: При тепловом эквиваленте смеси 4.100 британских тепловых единиц будет достигнуто постоянное давление двенадцать тысяч атмосфер, при этом расчетная температура продуктов сгорания может равняться примерно 8.000° F. тогда максимально возможная скорость может быть достигнута при условии, что газы будут выбрасываться в атмосферу через идеально развернутое сопло. В таком случае начальная термодинамическая температура будет равна Т = 8.460°F; следовательно, термодинамическая температура газов при их полном расширении составит T2 = 0,285 x 12.000 /8.460 = 583ºF Соответственно, принимая удельную теплоемкость за постоянную величину Cv=0,33, получим энергию W = 7.877 х 0,33 = 2.600 британских тепловых единиц и максимальную расчетную скорость футов в секунду. Примечание В: Пусть длина стебля равна одному футу, диаметр — 1/8 дюйма, а его удельный вес составляет0,4 удельного веса воды. Тогда в сечении он будет иметь 1/80 квадратного дюйма, или 1 / (144 x 80) = 1 / 11.520 квадратного фута, и, следовательно, объем, равный 1 / 11.520 кубического фута. Поскольку один кубический фут воды весит 62,45 фунта, вес эквивалентного объема соломы составит 0,4 X 62,45 = 25 фунтов, тогда вес одной соломины будет равен 25 / 11.520 фунта, а его масса M = 25 / (32 x 11.520). В результате кинетическая энергия будет равна ½ MV2 = 25 x 22.500 / (64 x 11.520) футо-фунтов и будет справедливым условие 25 х 22.500 / (64 х 11.520) = r x 1/24, из чего следует r = 24 x 22.500 x 25 / (64 x 11.520) = 18,31 фунта. Это среднее значение силы или производимого давления, максимальное же значение равно 2 х 18,31 = 36,62 фунта. Так как это давление действует на площадь 1/80 квадратного дюйма, сила, действующая на квадратный дюйм, составит F = 36,62 x 80 =2.929,5 фунта. Примечание С: Объем равен 0,2618 Н (D2+ d2 + dD) = 0,2 618 х 1.200 (1.2002+ 3002+ 1 200 х 300) = 0,2 618 х 1.200 (1.2002+ 1 200 х 300) = 593.760.000 кубических футов, вес около 593.760.000 х 8/100 = 47.500.000 и масса М = 47.500.000/32= 1.484.400 фунтов. Если всё это будет вращаться с максимальной скоростью V = 235 футов в секунду, кинетическая энергия будет равна ½ MV2 = 742.200 x 55.225 = 40.988.000.000 футо-фуньов, эквивалентных 40.988.000.000 / 778 = 52.700.000 британских тепловых единиц. Примечание D: если воздушная масса вращается внутри оболочки с входным и выходным отверстиями по принципу дисков или других устройств, то пусть периферийная скорость будет V футов в секунду, разность давлений составит около V2, тогда фунтов на квадратный фут образуется в пространстве между всасывающим отверстием и отверстием истечения. если V = 235 футов в секунду, то V2 / 800 = 55255 / 800 = 69 фунтов на квадратный фут, или 69 / 144 = 0,48 фунта на квадратный дюйм, что соответствует разрежению чуть меньше одного дюйма. P.S.Лично у меня возникает вопрос — неужели спустя 80 лет никто не удосужился проверить подобный способ борьбы с торнадо? Я прекрасно понимаю людей "у руля", которым выгодно отстраивать заново города, восстанавливать инфраструктуру, т.е. использовать бюджетные деньги, с которых часть можно комфортно разместить в собственном кармане, но разве это можно позволить ценой человеческих жизней своих соотечественников в мирное время??? Надеюсь, эта статья будет интересна и полезна. Фонд Возрождения Технологий Николы Тесла: Веб-сайт — TeslaTech.com.ua YouTube-канал — youtube.com/user/vitglow teslatech.livejournal.com |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
К тому же, лёгкость исполнения рассматриваемого изделия открывает возможность его изготовления практически в гаражных условий. Если же требуется продукция больше мощности, составляющей до 100 кВт, то на её изготовление требуется минимум оборудования, что даёт возможность выпуска изделий целыми партиями мелким фирмам и заводам.
