Новый (четвертый) способ создания подъемной силы
Евгений:
Модель погружалась в воду, и включался электродвигатель. Во время экспериментов измерялось время прохождения одного и того же расстояния. Опыты показали: модель с вогнутым экраном превышала скорость модели с выпуклым обтекателем минимум на 11,4 %. Дополнительно необходимо отметить следующее. Двигатель имеет очень маленькую мощность. Средняя скорость передвижения подводного аппарата составила 0,123 м/сек с выпуклым, и 0,137 м/сек - с вогнутым экраном. Уменьшение плотности жидкости наблюдается даже при незначительной скорости передвижения потока. Конечно, измерять плотность воды в потоке невозможно, но об этом свидетельствует косвенный результат – увеличение скорости подводного аппарата в проведенном эксперименте.
В техническом плане изготовление подобного изделия не вызывает трудностей - обыкновенная механика. Возникает вопрос: «До каких пределов может быть уменьшена плотность воды?» Аналогов в технике автору обнаружить не удалось. Но он имеется в природе. Рассмотрим способ уменьшения плотности воды в другом более мощном физическом процессе.
Фот.5. Та же модель с выпуклым обтекателем.
Евгений:
Почему дельфин и современная техника завидуют меч-рыбе?
Абсолютным секретом для современной науки остается рекордсмен водного царства – меч-рыба.
Рассмотрим принцип скоростного передвижения рыбы и некоторые, принципиально важные особенности конструкторского замысла Творца.
Передвигаясь в пространстве относительно оси движения X, рыба совершает два движения. Первое – волнообразное колебательное движение всем телом и хвостом в горизонтальной плоскости, знакомое каждому человеку, наблюдавшему за плывущей рыбой. И второе – синхронно с первым движением рыба качает головой в вертикальной плоскости вверх и вниз. Причем, кончик меча остается неподвижным относительно оси X. В качестве аналога можно рассматривать танк с гироскопической системой слежения за целью. Но у рыбы должен действовать внутренний динамометр, определяющий наименьший изгибающий момент силы, действующей на меч. Точное наведение кончика меча на «мнимую цель» обеспечивают малые плавники у хвоста. В результате меч и голова описывают в пространстве конусную поверхность. Скоростное передвижение рыбы поясняется рисунками 5а и 5б Амплитуда «мотания головой» на рис.5б обозначена буквой А) изменяется в зависимости от скорости. Для живого организма такое движение не является проблематичным. Человек тоже может идти по улице и крутить при этом головой, и у дятла голова не болит от перегрузок.
Фот.6 Это не только красиво, но и практично: жаберная часть головы имеет вогнутую форму, а движущееся тело изогнуто не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскостях.
Евгений:
Рассмотрим происходящий процесс. С постоянной скоростью 140 км/час (39 м/сек) меч рыбы врезается в неподвижную воду под углом атаки α. На минуту представьте себе, что она в таком положении и плывет. Под нижней поверхностью меча при такой скорости образуется (запомним название) первая высокоразреженная зона, которую в традиционной практике назвали бы суперкавитационной. Но кавитация не возникнет. В результате вращательного движения вокруг оси Х меч опишет в пространстве кольцевую конусную поверхность. За вращающимся мечом возникает вторая зона, высота которой определяется диаметром и длиной меча. Во избежание возникновения кавитации скорость вращательного движения головы не может превышать величины 14 м/сек. Но такая скорость и не нужна. Величина скорости меча на разных участках зависит от радиуса конической поверхности. В средней части меча результирующая скорость двух движений (V = 39 и Vср = 7 м/сек), исчисленная по теореме Пифагора, может достигать величины 40 м/сек. По сравнению со скоростью движения рыбы вдоль оси Х (39 м/сек) увеличение средней скорости движения весьма незначительно. Важен другой эффект: вслед за мечом вращается зона. Меч закручивает воду в спиральный вихрь. До этого места я привел стандартные размышления. Дальше начинается то, что можно назвать изюминкой способа.
Итак, в средней части меча, движущегося в водном пространстве со скоростью 40 м/сек. образовались две зоны, которые сольются в одну результирующую зону (на рис. 5б результирующая зона закрашена голубым цветом). Рассмотрим физический процесс, который не допускает возникновение кавитации на мече. Динамика процесса такова. Вращающийся по конусной поверхности меч, разделяет воду на два потока. Вода на наружной поверхности кольцевого конуса разбрасывается мечом в веером направлении от оси Х. Вода из внутренней поверхности кольцевого конуса (см векторы Vвс) рассасывается от оси Х. Под всасывающим действием результирующей зоны вода ускоренно движется к зоне со скоростью перетекания воды в вакуум до 14 м/сек. Одновременно зона вместе с мечом движется навстречу всасываемому потоку со скоростью (примерно 7 м/сек). Результирующая скорость двух движений выражается формулой . Vрез =Vвс+Vср. С такой скоростью всасываемая частичка пронизывает высокоразреженную зону насквозь. Сталкиваясь с водой на наружной поверхности кольцевого конуса рассасываемая вода усиливает веерное разбрасывание от наружной части кольцевого конуса. При этом результирующая зона уменьшается в размере, но исчезнуть полностью не может. Последнее объясняется тем, что скорость движения рыбы вдоль оси Х в 2,8 раза превышает линейную скорость меча во вращательном движении. Меч в своем горизонтальном движении воспроизводит новые объемы высоко разреженного пространства быстрее, чем может его заполнить вода с наружной поверхности кольцевого конуса. Столкнувшись с водой над наружной поверхностью кольцевого конуса, рассасываемый поток передает кинетическую энергию разбрасываемому потоку и силой трения увлекается в движение вдоль результирующей зоны к голове. В этом движении рассасываемая вода не разбрасывается в радиальном направлении, поскольку удерживается на мече за счет «силы сцепления», рассчитываемой на основании закона Бернулли. Переходной участок меча и головы создает дополнительную «силу сцепления» за счет протекания потока над вогнутой поверхностью. Так обеспечивается ускоренное передвижение воды в направлении трех пространственных координат. А теперь необходимо осветить самый важный фактор, дав ответ на вопрос: каков радиальный размер зоны?
Сравним скорость передвижения рыбы V со скоростью перетекания воды в вакуум Vmax
V / Vmax = 39 / 14
Это означает, что скорость движения рыбы в 2,8 раза превышает скорость возможного передвижения воды под всасывающим действием зоны. В радиальном измерении из этого следует: если рыба сделает 2,8 оборота головой, то засасываемая мечом вода с нормальной плотностью за это время совершит всего один оборот, т.е. радиальный размер зоны составит 1,8 оборота. На рис. 5б голубым цветом необходимо затушевать все поперечное сечение кольцевого конуса, причем не один, а почти 2раза. Это означает, что рыба продвигается через высокоразреженное водное пространство. Вода в силу своей инертности просто не успевает занимать пустоту, которую образуют меч и вогнутая поверхность головы. В своем движении рыба «окутывает» себя веретенообразным вихрем высокоразреженной воды.
«Конструктивные особенности» рыбы полностью совпадают с теоретическими принципами теории уменьшения плотности жидкости перед движущимся объектом.
Основное внешние отличительные признаки рыбы – наличие меча, форма ее головы, возможность крутить головой и др. отображены на нижеприведенных фотографиях. Плавным продолжением меча является вогнутая лобовая поверхность головы.
Рис. 5а Рис.5б
Евгений:
Фот. 7. Меч совсем не острый: выпуклый закругленный кончик по мере приближения к голове постепенно превращается в прямолинейную, а у головы - в вогнутую коническую поверхность.
Евгений:
Фот. 8 Пора сбрасывать «прилипший» разреженный поток - органы управления должны находиться в более плотной среде. Поэтому перед верхним килем вогнутая поверхность приобретает выпуклую форму. Нижние боковые плавники обеспечивают грубую корректировку положения рыбы в движении. Для них важна повышенная мощность поперечного движения. Гребенчатая выпуклая поверхность перед ними расслаивает и закручивает часть цельного вихря в шесть малых вихревых потоков. От них и отталкиваются плавники (так от турбулентного вихря отталкивается рыбка на фот. 3). Жабры еще вогнуты: в этом направлении спешить незачем - разреженная оболочка над извивающимся телом уменьшит силу трения.
Навигация