Чтение онлайн

В 1931 году Ж.Ранке запатентовал свое изобретение и назвал его вихревой трубой. А в 1933 году сделал доклад о своих исследованиях на заседании Французского физического общества. Но его открытие было воспринято научной общественностью того времени с недоверием и даже враждебностью. Дело в том, что согласно всем принципам классической науки такого эффекта не могло быть по следующей причине. Для разделения потока воздуха на холодный и горячий над ним нужно совершить работу, которая рассчитывается по хорошо известной и многократно подтвержденной формуле

(3.4.1)

где F — сила, L — расстояние, ; — угол между векторами силы и расстояния. Для движения по круговой траектории вектор силы (центробежной или центростремительной — это сейчас не важно) направлен перпендикулярно вектору перемещения. Значит, угол ; между векторами равен 900, а его косинус равен нулю. И тогда получается, что работа над вращающимся предметом не совершается. Однако, обнаруженный Ж Ранке эффект доказывал иное.

Несмотря на холодный прием со стороны академической науки, Ж.Ранке продолжал свои исследования и даже организовал собственную компанию по выпуску холодильников на основе обнаруженного эффекта. Но не будучи бизнесменом, незадолго до начала 2й мировой войны разорился. После окончания войны немецкий физик Р.Хильш повторил эксперименты Ж.Ранке и даже создал методику расчета, которая давала согласующиеся с экспериментом результаты. Но принцип и механику разделения воздуха на горячий и холодный потоки от также не сумел объяснить. Теперь этот эффект называют эффектом Ранке-Хильша.

Сегодня мы можем объяснить данный эффект. Работа над вращающимся воздухом в вихревой трубе действительно совершается, и совершается она физическим вакуумом. Прежде чем подать воздух в аппарат, мы должны его разогнать, то есть совершить работу над физическим вакуумом. А при дальнейшем торможении в трубе воздух замедляется и уже вакуум совершает над ним работу. Здесь происходят два совершенно разных процесса, которые накладываются один на другой и усложняют понимание работы установки.

Во-первых, в приосевой части трубы происходит обычное адиабатическое охлаждение. Под действием центробежных сил вращающийся воздух отбрасывается к стенкам и по центру возникает зона пониженного давления. Когда сюда попадает сжатый воздух из компрессора, он быстро расширяется и охлаждается. В этой области работают хорошо известные законы термодинамики и газовой динамики и ничего загадочного тут нет.

Во-вторых, в той части внутреннего пространства, которая прилегает к корпусу, воздух продолжает оставаться сжатым из-за действия центробежных сил. А если он сжат, тогда его плотность выше обычного. Когда плотный газ движется вдоль стенки, он обязательно нагревается за счет трения.

Вращательное движение — это разновидность неравномерного движения, при котором меняется положение вектора скорости в пространстве. Любое неравномерное движение деформирует вакуум и вызывает его ответную реакцию, которая проявляется в виде сил инерции, стремящихся устранить деформацию. Для вращательного движения это проявляется в форме центробежной силы, которая является разновидностью инерционных сил. Когда воздух поступает в цилиндр по касательной, центробежная сила прижимает его к корпусу и создает силу трения, за счет которой воздух греется. Иными словами, физвакуум совершает работу над вращающимся воздухом и нагревает его. И рассчитывать надо не работу, совершаемую над вращающимся воздухом, а работу, совершаемую самим вакуумом. Это принципиально разные вещи. Так как вакуум движется в том же направлении, в каком направлена центростремительная сила (к оси симметрии камеры), угол между векторами силы и перемещения равен нулю, а косинус такого угла равен единице. И работа должна совершаться, что и подтверждает эксперимент Ж.Ранке.

Настоящий вывод о выполнении работы при вращательном движении может показаться ошибочным по причине получения парадоксальных результатов, если мы применим этот вывод к случаю гравитационных сил, действующих между космическими телами. Например, рассмотрим, что будет происходить с Луной, которая удерживается на своей орбите гравитационным притяжением Земли. Если считать, что сила земной гравитации совершает работу над Луной, тогда энергия гравитационного поля Земли будет уменьшаться, а радиус Земли будет расти примерно также, как это происходит из-за преобразования гравитационной энергии падающими дождевыми каплями. В этом случае земной радиус станет расти со скоростью 36м/час. Однако ничего похожего не происходит.

На Луну, как на любую планету, вращающуюся вокруг своего светила, действуют одновременно две силы: центробежная и гравитационная. Первая сила, как уже писалось ранее, является разновидностью инерционных сил. Силы инерции и силы гравитации создаются деформацией вакуума. В случае с Луной можно сказать, что инерционная деформация вакуума нейтрализуется гравитационной и суммарная деформация равна нулю. Следовательно, вакуум не совершает работу и не отдает энергию. Гравитационное поле Земли, хоть и деформировано приутствием Луны, также не совершает работу и не отдает энергию, т. к. оно может это сделать только при изменении деформации, а в данном случае деформация поля не меняется.

Совершенно иная ситуация имеет место в случае вихревой трубы. Вращающийся поток воздуха находится под действием центробежной силы и силы реакции со стороны материала корпуса. Из них только первая создается деформацией вакуума, в то время как вторая — деформацией корпуса. Следовательно, инерционная деформация вакуума оказывается нескомпенсированной другой его деформацией, суммарная деформация не равна нулю, вакуум производит работу и отдает энергию. Поэтому нужно всегда обращать внимание на то, какие силы и какие формы деформации действуют в рассматриваемом процессе.

Для увеличения выброса энергии из физвакуума нужно увеличить плотность среды в аппарате Ж.Ранке. Иными словами, надо перейти от газов к жидкостям. И такой переход уже совершен. Вихревые генераторы для нагрева воды, использующие эффект Ж.Ранке, выпускаются в настоящее время серийными партиями кишиневской фирмой «ЮСМАР» под руководством Ю.С.Потапова и многими его последователями. Они в целом не отличаются от аппарата Ж.Ранке. Главное отличие состоит в использовании насоса для перекачки воды вместо воздушного компрессора и отсутствии выходного отверстия для холодного потока.

Потапов повторил исследования Ж.Ранке в 80х годах прошедшего столетия, заменив воздух на воду. И получил интересный результат. Если воздух в установках Ранке и Хильша нагревался возле стенок и охлаждался по центру, то у Потапова охлаждение отсутствовало и наблюдался только нагрев. Но самое интригующее состояло в том, что количество выделяющегося тепла в несколько раз превышало затраты электроэнергии насосом на прокачку воды по контуру (в 1.5 — 4 раза в зависимости от конструкции и размеров). С целью проведения независимой экспертизы Потапов передал первые три образца в одну из российских космических организаций. В состав экспертной комиссии входил ныне покойный академик Акимов, известный в научных кругах как сторонник концепции торсионных полей. И много позже в интервью Акимов поведал следующую историю.

Будто первая проверенная установка показала эффективность 108%, вторая — 320%, третья — 420%. Хотя никто не мог объяснить такой разбежки показаний (даже сам Потапов не мог), все испытания свидетельствовали о явном превышении выдаваемой тепловой энергии над затраченной электрической. Поэтому было принято решение об организации серийного выпуска таких аппаратов. Производство наладили в Кишиневе на военном заводе, а после развала Союза и повальной приватизации завод переоформили в частную компанию. Но когда пошли серийные образцы, эффективность многих из них оказалась всего 85%. Иными словами, при переходе к серийному изготовлению была упущена какая-то очень важная особенность, которая обеспечивала столь волшебный результат превышения выходной тепловой энергии над затраченной электрической. И потому многие, купившие вихревые теплогенераторы (так стали называть новые изделия), сочли себя обманутыми: рассчитывали на бесплатное дополнительное тепло, а получили дополнительные расходы. И сегодня в Интернете можно встретить прямо противоположные мнения об этих аппаратах — от восторженных до ругательских.

Сегодня установки фирмы «ЮСМАР» выпускаются в нескольких модификациях от 5 до 65 кВт и стоимостью от 1700 до 3000 долларов. Производство налажено в Кишиневе, Киеве и Москве, за год выпускается до 1000 таких агрегатов. Эффективность установок согласно официальным заявлениям составляет около 200%, то есть при потреблении электроэнергии из розетки для питания насоса в количестве, скажем, 10кВт, нагрев воды составляет 20 кВт. В настоящее время фирма «ЮСМАР» строит опытную электростанцию мощностью 1 МВт в Южной Корее и разворачивает сбыт своих аппаратов в Германии (когда на очередной научной конференции немецких физиков их партнер делал доклад о совместной работе и многие участники просили сообщить адрес фирмы «ЮСМАР», этот немецкий партнер отвечал, будто сия фирма настолько засекречена и находится под такой "крышей" спецслужб, что любые контакты с иностранцами в корне пресекаются; настолько он не хотел допускать к юсмаровцам будущих конкурентов, которые могли бы предложить более выгодные условия сотрудничества).