Исходные данные для рассмотрения космических явлений
93
меняется, и если части кольца создадут общий поток, то образуются петли, которые сразу же расправляются.
Минимуму энергии такой системы соответствует минимум отношения
l/S = min. (3.2)
Здесь l - средняя длина, а S - площадь поперечного сечения общего для двух петель потока газа.
Рассмотренный механизм образования и деления вихревых колец не является единственным. Деление вихревых колец после их образования легко видеть на простом опыте, если в банку со спокойной водой с высоты 2-3 см капнуть каплю чернил (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Образование и деление тороидальных вихревых колец в жидкости при падении капли
Первоначально образованное в результате попадания капли чернил в воду тороидальное кольцо начинает распадаться на более мелкие тороидальные кольца, которые в свою очередь делятся на еще более мелкие и т. д.
94
Глава 3.
Таким образом, хаотическое смещение потоков жидкости также способно породить делящиеся тороидальные кольца. В результате образуются тороидальные газовые вихри, имеющие форму бублика (рис. 3.3), которые уплотняются, делятся, снова уплотняются, снова делятся до тех пор, пока плотность стенок вихрей не достигнет некоторого критического значения, тогда деление прекращается.
Экспериментальным подтверждением самопроизвольного сжимания вихрей является образование вихрей у входов в воздухозаборники самолетов: при входном отверстии воздухозаборников около 1 м2. образовавшийся на его входе вихрь имеет диаметр около 4-6 см (рис.3.5).
Рис. 3.5. Сжатие газового вихря на входе в воздухозаборник реактивного двигателя самолета (на стоянке)
Винтовой вихревой тороид газа представляет собой образование типа свернутой трубы, в полости которой давление и плотность газа ниже, чем в свободной среде, но в стенках газ существенно уплотнен. Стенки трубы вблизи центральной оси обеспечивают в этом месте наиболее высокую плотность газа (исключая
