194
Глава 5.
Расчет показывает, что при таком способе уменьшения радиуса не только в точности выполняется Закон сохранения момента количества движения, но и Законы сохранения количества движения и энергии, поскольку энергия добавляется внешним источником, тем, который тянет за нить.
Таким образом, оказывается возможным преобразовать энергию натяжения нити в энергию вращения тела вокруг центра. Сегодня выяснилось, что именно подобный механизм лежит в основе энергетики газовых вихрей (рис. 6.4в), и в этом для энергетики большая перспектива.
6.4. Об энергетике газовых вихрей
Для проверки факта сжимаемости газовых вихрей был изготовлен так называемый ящик Вуда (рис. 6.5).
П
1
2
f ^ \ f l)
L7J
3
Рис. 6.5. Формирование газового тороидального вихря с помощью ящика Вуда: 1 - стадия сжатия тороида; 2 - стадия расширения тороида (диффузия); 3 - стадия развала тороида.
Ящик Вуда представляет собой обычный ящик типа того, в который упаковывают посылки, но вместо крышки на него устанавливают упругую мембрану, а в дне просверливают отверстие диаметром 5-6 см. Внутрь закладывают «дымовушку», например, горящую расческу
Резкий удар по мембране приводит к выбросу кольцевого вихря из отверстия ящика. Для выяснения особенностей форми-
Эфиродинамические подходы к разрешению энергетического
кризиса 195
рования вихря целесообразно пускать вихрь вдоль стенки, на которой начерчены полосы. Вихрь движется вдоль стенки, и видно, что его движение состоит из трех этапов.
1 этап - после вылета из отверстия тороидальный вихрь уменьшает свои размеры, этот процесс основной. В процессе сжатия вихря его энергетика повышается.
2 этап - вихрь увеличивает свои размеры и замедляет скорость, а энергия, накопленная тороидальным вихрем, тратится.
3 этап - вихрь останавливается и разрушается (диффундирует). Здесь ослабленный пограничный слой уже не в состоянии противостоять центробежным силам и происходит диффузия вихря.
Таким образом, этот эксперимент, который может провести любой школьник, подтверждает, что на начальном этапе газовые вихри сжимаются окружающей атмосферой и, следовательно, накапливают энергию: давление атмосферы преобразуется в кинетическую энергию вихря. Предположение подтвердилось.
Как известно, на земном шаре время от времени появляются смерчи и тайфуны, представляющие собой воздушные вихри, разрушающие все на своем пути - леса, города и села, осушая болота и поднимая в небо коров и лягушек. Часто возникают циклоны - зоны пониженного давления, тоже представляющие собой воздушные вихри. Циклоны перемещаются по поверхности Земли, неся с собой ураганы, дожди и метели. Обращает на себя внимание тот факт, что и циклоны, и особенно, смерчи и тайфуны обладают большой силой и, следовательно, несут в себе много энергии. Возникает вопрос, откуда они ее взяли?
Установлено несколько обстоятельств, связанных с природными воздушными вихрями. Все они имеют уплотненные стенки и пониженное давление в центре, в циклонах - на 10-20%. Скорость перемещения воздушных масс в вихрях составляет заметную долю от скорости звука - до половины его значения, т.е. порядка 150 и даже 200 метров в секунду, правда, это только в смерчах и тайфунах. Но и в циклонах скорости ветра могут со¬
