Флаттер, подхват и экранный эффект есть частные случаи единого волнового механизма.

Ранее /1/ волновой механизм в потоках жидкости и газа был описан. Кратко он заключался в возникновении, разгоне и распространении звуковой волны под действием разности давлений, вызванными неодинаковыми скоростями по сечению потока. Используется энергия молекул, которая, в свою очередь, подпитывается из окружающего пространства. При плоском течении волна идет от большего давления на стенке к меньшему на периферии. Фронт волны, двигаясь со звуковой скоростью быстро пересекает толщу среды, погашаясь за счет ее сопротивления. В зоне ухода волны образуется разрежение, под действием которого подсасываются соседние объемы среды и возникает спутный поток вдоль траектории ухода фронта волны. Этот спутный поток, встречая сопротивление среды, закручивается в обратном направлении в виде шляпки гриба, а сама вихреволновая структура приобретает полную грибообразную форму (с ножкой и шляпкой). Совокупность грибообразных структур – это и есть пограничный слой. По мере движения увеличивается мощность и амплитуда пульсаций – растет толщина пограничного слоя.

Изучением структуры пограничного слоя занимались Рейнольдс, Карман, Тейлор, Лайтхил, Толмин, Шлихтинг и другие. Были установлены грибообразные формы, перекатывающиеся валики и другие структуры, но единой физической картины установлено не было, так как не был еще известен механизм разгона звуковой волны и ее распространения. Обзор указанных работ произведен в /2/.

Указанные волновые процессы развиваются с обоих сторон самолетного крыла с увеличением по ходу потока воздуха амплитуды действия сил реакции от уходящих от стенки крыла звуковых волн. Каждой локальной зоне ухода волны соответствует охватывающая ее кольцом зона обратного движения спутного потока к стенке крыла. В связи с большой длиной пути потока по верху крыла нарастание амплитуды пульсаций происходит не синхронно с потоком под крылом. Рассогласование одновременности ударов волн над и под крылом заставляет конец крыла (закрылки) испытывать знакопеременные нагрузки, которые и представляют существо флаттера как явления. С увеличением скорости самолета нагрузки возрастают, а при попадании частоты пульсаций в резонанс с собственной частотой колебаний закрылков могут привести к разрушению крыла. Описанный выше механизм флаттера не известен до сих пор специалистам., которые пользуются эмпирическими расчетными зависимостями, разработанными Келдышем.

Незнание физики явления и ограниченный диапазон действия эмпирических зависимостей приводят к другому катастрофическому явлению – подхвату самолета. При некоторых условиях, особенно в верхних разреженных слоях атмосферы, действие сил сверху на конец крыла становится настолько больше, чем снизу, что происходит опрокидывание самолета, называемое подхватом. Как видно, падхват является частным случаем флаттера и его можно было бы предусмотреть, если был бы известен рассматриваемый волновой механизм.

В случае с катастрофой ТУ 154 (2007) всю вину свалили на погибших пилотов, хотя, как видно, они были бессильны перед неизвестным людям проявлением стихии, которое не было предусмотрено заранее в мероприятиях по обеспечению безопасности полетов.

При движении экраноплана (или другого объекта) вблизи поверхности (земли, воды) создается эпюра скорости, аналогичная течению в канале. Звуковые волны, идущие от поверхностей, например, крыла и воды навстречу друг другу сталкиваются между собой с удвоенной относительной скоростью, образуя обратные ударные волны. Действие ударных волн отталкивает экраноплан от волны, что и называется экранным эффектом. Кроме того, пара встречных сил от звуковой и ударной волн вызывает вращательное движение масс воздуха под экранопланом – те самые перекатывающиеся валики, которые были замечены предками ранее. При этом экраноплан как бы катится на упругих колесах по поверхности воды, значительно более плавно, чем самолет. Именно по этому поводу говорил генеральный конструктор ПО «Сухой» Симонов, что никогда не испытывал более приятного ощущения, чем в полете на экраноплане.

Волновой механизм течений в потоках, струях проявляется всегда и сопровождает вызываемые им явления, в том числе избыточную мощность и напор воды в конических сходящихся насадках; землетрясение и разрушение домов по берегам канала при интенсивном сбросе воды с плотины, флаттер, подхват и экранный эффект.

Литература

1. Андреев Е.И. Основы естественной энергетики, СПб, из-во Невская жемчужина, 2004 г., -592 с.

2. Ляхов В.К., Мигалин К.В. Эффект тепловой или диффузионной шероховатости. Саратов, 1989; - 176 с.

Опыты Л.С.Котоусова

Традиционный известный физик на основании сотен проведенных им опытов с коническими насадками разной формы впервые открыто в Журнале технической физики (ЖТФ, 2005) заявил о наличии избыточной энергии в выходящей из патрубка струе воды, превосходящей исходную в 2...4 раза. Именно, в 2...4 раза, а не %%. Более того, подчеркнуто, что все сведения и справочные данные о сужающихся насадках не соответствуют действитель­ности, так как рекомендуемая методика расчета не дает избыточной энергии, что противоречит результатам экспериментальных исследований.

Таким образом, Л.С. Котоусов открыл ту самую накачку энергии извне в сходящихся насадках, о которой упоминалось выше, и о которой традици­онные ученые боялись открыто сказать, так как известные им законы физики этого не позволяют и поэтому нужно физику уточнять, менять, что делать сложно.

Л.С. Котоусов пошел по пути дополнения традиционного в физике уравнения Бернулли слагаемыми, учитывающими срабатывание атмосферно­го давления, что позволило получить соответствие расчетных и опытных данных.

Тщательно проведенные им экспериментальные исследования неопро­вержимо доказывают наличие избыточной мощности в свободных водяных струях, истекающих из конических сходящих насадков.

Было бы неполным ограничить описание физического механизма на­качки энергии в струю извне только разгоном и действием прямых звуковых волн, как указано выше.

Монотонно текущих физических процессов вообще не бывает, так как они всегда идут под действием движущих сил, в частности, разности давле­ний, а эта разность не остается постоянной вследствие ее уменьшения первой же порцией протекшей воды. Возникает пульсирующее движение, волновое, колебательное. Эти малые возмущения получают быстрый разгон до звуко­вой скорости за счет природных сил колеблющихся молекул. Звуковые вол­ны, имея на своем фронте повышенное давление, движутся со значительной

скоростью, например, 1500 м/с, от источника возмущения в сторону меньше­го давления. Эти прямые звуковые волны идут со всех сторон в радиальном направлении от периферии к оси струи. Сходясь с большой относительной скоростью (3 км/с), да еще с большими давлениями на своих фронтах, они соударяются, образуя взрыв, в данном случае - гидроудар. Это поперечный радиальный гидроудар в отличие от продольного гидроудара, впервые иссле­дованного Н.Е. Жуковским. В результате взрыва образуются новые, обрат­ные, волны, уже не звуковые, а ударные, разлетающиеся в обратном направ­лении со скоростью, которая выше скорости звука в данной среде. Взрывной уход масс вещества из эпицентра взрыва создает в нем вакуум, который, в свою очередь, вызывает новую центростремительную волну. Возникают ко­лебания воды в струе, которые, например, хорошо видны на фотографиях струй, выполненных скоростной съемкой. При этом видно, что поверхность свободной струи взъерошена, имеются мелкие капельки над ее поверхно­стью, но калибр - диаметр струи остается постоянным, соответствующим диаметру выходного отверстия насадка. То есть струя не сжимается атмо­сферным давлением, а только разгоняется под действием ударных волн за счет атмосферного давления. В наибольшей мере это проявляется в кониче­ских сходящихся насадках, видимо, за счет более существенных возмущений, получаемых водой, при уменьшении сечения канала в зависимости от формы насадка, по сравнению с прямыми или расходящимися насадками.

Процессы энергообмена и накачки энергией имеют единый физический механизм во многих идентичных технических устройствах: конических схо­дящихся и других насадках, эжекторных соплах и системах, во вращающихся потоках, прямоточных реактивных двигателях и обыкновенных паяльных лампах. Малые возмущения от обжатия потока по мере его движения явля­ются источником звуковых волн, имеющих на своих фронтах повышенные параметры (плотность, давление...). Волны своими фронтами как микроку­валдами оказывают ударное действие на струю, разгоняют ее, давая допол­нительную избыточную энергию и мощность. Энергия пополняется извне -

от внешней среды путем электродинамического частотного взаимодействия молекул, в том числе, с участием электрино - посредника при сближении мо­лекул на расстояние меньше критического, как в газах, жидкостях, так и в кристаллических решетках твердых тел.

Посмотрите внимательно весь, именно весь, «Альбом течений жидко­сти и газа» М. Ван-Дайка (М., Мир, 1986). Прекрасно выполненные скорост­ной съемкой фотографии дадут вам возможность наглядно представить тра­ектории движения звуковых и ударных волн, структуру течений и многие процессы как природные явления. Анализ этих природных фактов на основе современных представлений дает физический механизм гидродинамических процессов, в том числе, происходящих с выделением избыточной энергии без использования органического и ядерного топлива (см. илл. 10).

В этом плане недавнее насмешливое высказывание самого свежего но­белевского лауреата Гинзбурга о «вечных» двигателях, которых «нет и не может быть», выглядит как убогий примитивизм его мышления и знаний, ко­торыми он не только обладает, но и много лет учит молодежь, не тому, чему надо. Как видно, наука изучает явления и строит теории, которые не могут отражать всю глубину и истинную суть природных явлений. В то же время из истории известно, что люди в предыдущей цивилизации (12... 15 тысяч лет назад, в допотопный период) обладали ведическим знанием. Они ведали: внутренним зрением видели суть явлений, процессов и технических уст­ройств, например, сферотеатров Греции (Афины, Дельфы, Эпидавр), которые строили так, как видели. То есть, науки как таковой не было, ибо в этом не было необходимости. Сейчас такая способность у людей утрачена, за исклю­чением отдельных единиц. Что касается древних высоких технологий, то они тоже утрачены, но начинают воссоздаваться, в том числе, оздоровительные -с помощью сферозвука и сферотеатра, энергетические - на основе бестоп­ливных процессов и установок. Их надо всемерно поддерживать и развивать, пока не поздно, а не глумиться, показывая свою, мягко выражаясь, неосве­домленность и безответственность перед обществом.

Насадок Н.А. Шестеренко

Является линейным аналогом описанного выше вихревого двигателя. Известен более 16 лет; имеются патенты, например, 2206409. Состоит из по­следовательно и соосно расположенных и герметично соединенных сопел: первого - сужающегося дозвукового, второго - расширяющегося сверхзвуко­вого, третьего - сужающегося и четвертого - расширяющегося сверхзвуково­го (есть варианты).

Второе критическое сечение больше первого. Насадок, после пуска от компрессора, работает автономно, прокачивая воздух. Использовался на вер­фи г. Николаев для очистки днища кораблей, в качестве вентилятора конди­ционеров. Расширение использования насадка сдерживается не столько его недостатками (большая шумность, неисследовательность характеристик и другие), сколько отсутствием внятного объяснения принципа действия и главного вопроса: откуда энергия? Традиционные, даже очень знающие, спе­циалисты не видят источника избыточной энергии и поэтому не верят в рабо­тоспособность насадка.

Принцип разгона звуковой волны, описанный ранее, позволяет дать это объяснение (в первом приближении). Сколько ни повышай давление перед первым критическим сечением, скорость газа в нем будет всегда звуковой и не более. Для того, чтобы подсасывался воздух из атмосферы, нужно умень­шить давление за критическим сечением с помощью расширяющегося сверх­звукового сопла. Однако, если на этом остановиться, то торможение выхо­дящего из сопла потока атмосферным давлением не позволит обеспечить ав­тономную работу насадка. Необходимо второе критическое сечение, которое так же, как и первое, запиралось бы второй звуковой скоростью и обеспечивало стабильный вакуум в расширяющемся сопле. Для этого после него ста­вят (второе) сужающееся сопло, оканчивающееся (вторым) критическим се­чением, за которым следует (второе, последнее) расширяющееся сопло.

Во втором сужающемся сопле малые (звуковые) возмущения давления в виде акустических волн со звуковой скоростью следуют от большего дав­ления на стенке) к меньшему - на оси потока. Волны давления, вызванные последовательной деформацией глобул молекул воздуха из-за изменения формы (сужающегося) сопла, сносятся текущим потоком ко второму крити­ческому сечению, где и останавливаются (как и в обычном первом). Здесь, в критическом сечении давление повышается не только за счет кинетической энергии потока при уменьшении его скорости, но и - за счет указанных зву­ковых волн, так как давление в них соответствует большему (на стенке). Это и есть избыточная энергия, получаемая, в конечном счете, от атмосферного давления внешней среды. Передача происходит путем электродинамического взаимодействия молекул (последовательно) наружного воздуха, затем моле­кул кристаллической решетки материала стенки, и, наконец, - молекул теку­щего в сопле потока газа. Как видно, срабатывается разность давлений: от атмосферного (вне насадка) и до самого меньшего - на оси потока. В этом усматривается четкая аналогия насадка Шестеренко с вихревым двигателем Потапова: срабатывание атмосферного давления.

Регулярно повторяющиеся частотные импульсы звуковых волн подтал­кивают поток газа к (второму) критическому сечению, нагнетают газ, созда­вая тем самым избыточное давление в критическом сечении, где скорости звука и потока равны друг другу. Движения звуковых волн от периферии к оси потока больше концентрируется в зонах с меньшими скоростями потока, то есть на периферии, так как часть более скоростного потока ближе к оси сносится, не успевая получить импульс. Импульсы волн по слою газа с близ­кими к нулю скоростями вдоль стенки достигают критического сечения с звуковой скоростью и давлением на фронте волны, соответствующим давле­нию на стенке, то есть - большему давлению. Причем давление на фронте волны в газе в несколько раз больше среднего давления на стенке. От каждой точки на стенке волны распространяются в виде сферических изоповерхно-стей, накладываясь друг на друга и двигаясь, как видно, в обе стороны по от­ношению к направлению потока. Встречная скорость потока увеличивает время достижения волной критического сечения, но все равно волна давле­ния приходит туда и заполняет все сечение. При этом встречный сверхзвуко­вой поток может так сносить звуковую волну, что она по нему не успеет пой­ти, но пойдет все равно по пристеночному пограничному слою с малой или близкой к дозвуковой и нулевой скорости и быстро (со своей скоростью зву­ка) доберется по этому слою или даже по кристаллической решетке стенки сопла до критического сечения.

Таким образом, звуковые волны движутся к критическому сечению с двух сторон: по и против потока. При увеличении или уменьшении давления газа до или после критического сечения давления приходящих к нему звуко­вых волн соответственно изменяются также с двух сторон взаимно компен­сируя друг друга и поддерживая в сечении точно звуковую скорость несмот­ря на какие-либо изменения параметров потока вне критического сечения. Взаимокомпенсация давления и обеспечивает явление запирания критиче­ского сечения, не позволяющее увеличивать в нем скорость выше звуковой как бы не менялись параметры газа вне этого сечения.

Отдельно еще раз отметим, что в коническом сходящемся сужающемся насадке происходит накачка энергии из внешней среды (атмосферы) в виде звуковых волн, движущихся к критическому сечению под действием разно­сти давлений в направлении к меньшему давлению на оси потока. Это явле­ние накачки энергией движущейся среды в коническом насадке понадобится нам при рассмотрении вопроса в следующем параграфе.

Е.И. Андреев 1.11.2007.