Введение
За десять лет работы над этой темой я провел серию успешных экспериментов с различными физическими моделями. Единственный из всех бумажных журналов «Авиация общего назначения» опубликовал серию моих статей с описанием этих опытов. Выражаю признательность редакции журнала за проявленную поддержку. Остальные журналы в публикациях отказывали. Простые в технической реализации опыты описывались подробно, и каждый желающий мог их повторить с целью проверки достоверности. Рассуждения о сущности физических явлений привели к выводам, которые вступали в противоречие с некоторыми постулатами аэродинамики. Однажды мне оказали честь и заслушали персональный доклад на тему «Четвертого способа» на кафедре аэродинамики одного из ведущих авиационных университетов. Старейший преподаватель кафедры, изучавший мой доклад, сформулировал решение кафедры и честно признался: «Я ничего не понял». Решение было не в мою пользу. В этот день я сделал два вывода, один – пессимистичный и один – оптимистичный.
Начну с пессимистичного. Рассматривая авторскую теорию осуществления вертикального взлета на новом принципе, некоторые из выступивших сделали вывод: возникшая в эксперименте подъемная сила является результатом проявления турбулентности. Они усмотрели турбулентность там, где по моему мнению ее не могло быть в принципе. Из этого следовал вывод: специалисты высочайшего класса не очень отчетливо представляют где, когда и при каких условиях ламинарное течение потока переходит в турбулентное. Виртуозное владение сложнейшими математическими формулами не дает понимания физической сущности процесса.
Здесь же в деканате я впервые увидел фотографию меч-рыбы, которая там находилась, как символ необъясненных скоростных возможностей. Вогнутая форма ее меча и головы соответствовала только что изложенной теории. В голову пришел второй вывод: эта рыба плавает в соответствии с «Четвертым способом» и следующий эксперимент должен быть проведен под водой. Во второй статье следует изложить свою физическую модель перехода ламинарного движения потока сначала в турбулентное, а потом - в кавитационное.
Секрет полета майского жука и сверхскоростного передвижения меч-рыбы можно раскрыть только на основе полного понимания этих явлений. Поэтому значительная часть выставленной на Ваш суд работы посвящена анализу процессов, которые могут возникать в воздушном или водном пространствах. Воздух является более простой средой, чем вода. Поэтому первой Вашему вниманию предлагается статья «Четвертый способ», изложенная в сокращенном варианте всего на семи страницах.
Не спешите упрекать автора в слабой проработке темы и в неподготовленности. Полноформатная статья занимает 27 страниц (и это только разъяснение принципов). Эксперимент прост внешне. Теория намного сложнее и скучнее. Но, думаю, при желании студент 3-4 курса с политехническим образованием сможет разобраться в теме. В этой статье отдается предпочтение нормальной человеческой и физической логике. Здесь нет ужасающих одним своим видом сложнейших математических формул, с помощью которых пытаются что-то рассчитать, но с помощью которых нельзя понять: почему например летает майский жук?
Если кто-то не побоится заснуть от скуки и попросит предоставить полномасштабную версию – с удовольствием выложу.
ЧЕТВЕРТЫЙ СПОСОБ
Прошу отнестись снисходительно к макету аппарата, предложенному в конце статьи. В создании совершенного аппарата по предложенному способу необходимо пройти путь несколько меньший, чем прошла авиация в своем развитии от первой «этажерки» до современных самолетов. Даже неудачные первые самолеты являются более значительным явлением в технике: они были созданы и послужили человечеству уроком. Я же предлагаю для Вашего обсуждения только принципы новой теории и описание первых опытов без претензии на утонченную осведомленность в области самолетостроения. Тем более, что вопрос в основном касается теоретических основ физики о возможном уменьшении плотности воздуха средствами аэро-гидродинамики. Теория изложена в упрощенном варианте с основной целью – заинтересовать читателя в дальнейшем обсуждении темы.
Существуют три способа создания подъемной силы: аэростатический, аэродинамический и реактивный. Соответственно эти способы реализуются в воздушном шаре, современном самолете и ракете. Предлагаемая статья обосновывает существование четвертого способа.
Речь пойдет о создании статической подъемной силы (далее в тексте с.п.с.), не зависящей от горизонтальной скорости летательного аппарата. Эта сила способна обеспечить вертикальный взлет самолета и удерживать его в воздухе в неподвижном состоянии (зависание). Современные самолеты вертикального взлета используются достаточно широко, но они экономично не эффективны и сложны в управлении. Поэтому используются исключительно в условиях экстремальной военной авиации.
Современная техника обладает весьма существенным резервом, который в состоянии вывести авиацию на новый уровень развития. Чтобы определиться с энергетическим резервом проанализируем принцип полета самолета. Двигатель самолета, создавая силу тяги, продвигает его в горизонтальном направлении; крылья с аэродинамическим профилем создают подъемную силу, которая обеспечивает передвижение самолета в вертикальном направлении. При этом двигатель создает в атмосфере два воздушных потока: всасываемый и отбрасываемый. Эти потоки отличаются друг от друга по принципиальным физическим характеристикам. Например: всасываемый поток является ускоренным, а отбрасываемый поток – замедленным. Известны два способа использования энергии отбрасываемого потока в авиации:
- для сокращения длинны разбега самолета на основании эффекта Коанда (АН-72);
- в некоторых самолетах вертикального взлета за счет того, что исходящий от двигателя поток искривляют и отбрасывают вниз посредством нижней поверхности крыла.
Энергия всасываемого воздуха остается в авиации не востребованной. Более того, известен вредный характер действия этого потока, когда двигатель при взлете всасывает мусор, птиц, а иногда и людей. В процессе поиска аналогов мне удалось обнаружить лишь один случай неосознанного и поэтому низкоэффективного использования энергии всасываемого потока в авиации. Это «арочное крыло Кастера», описанное в книге П. Бауэрса «Летательные аппараты нетрадиционных схем» (М. Мир. 1991, стр. 137 – 139). Конструктор совершил две принципиальные с физической точки зрения ошибки, о которых будет сказано ниже. Рассмотрим способ того, как вредное действие всасываемого потока может быть использовано с пользой для дела: для создания с.п.с., обеспечивающей вертикальный взлет. Предложенный способ был апробирован в ходе экспериментов с физическими моделями и обеспечил увеличение КПД использования двигателя на 22,4 %.
