Смерч как источник энергии

Смерч как источник энергии

Ежегодно гигантские торнадо топят в морях и океанах десятки кораблей, уничтожают на суше тысячи жилых построек, разрушают линии электропередачи. Гибнут люди. Потери исчисляются десятками миллиардов долларов.

До последнего времени механизм образования и существования торнадо оставался неизвестным. А ведь этот механизм представляет научный и практический интерес. Российский ученый-физик и изобретатель, академик Российской академии естественных наук Станислав Цивинский впервые в мире раскрыл этот механизм и на его основе создал аэродинамическую модель зарождения и существования торнадо. Он также разработал устройства (на них получены патенты) для использования этой модели в энергетике и авиации.

Сильно вращающиеся вихри, обладающие ураганными скоростями, возникают, если температура воды в океане или воздуха на суше превышает 28–30 градусов Цельсия (например, в Филиппинском и Карибском морях и прибрежных к ним районах). С помощью смерчей и их предшественников — тайфунов природа стремится перекачать возникающий избыток тепла с поверхности океана в атмосферу (мощность потоков тепловой энергии может достигать 4–5 кВт с квадратного метра поверхности). Случается, что аномалии температуры добавляют 5 градусов и более, что вызывает дополнительный поток энергии в 50 Вт. Здесь скрыта гигантская энергия, равная по мощности взрыву нескольких атомных бомб. Осталось только научиться эту энергию использовать. Природа научилась — она преобразует тепловую энергию воздуха окружающей среды в аэродинамическое самоподдерживающее вращение смерчей и их работу по разрушению — подъему в воздух и переносу на большие расстояния водных масс, домов и животных.

Академик Станислав Цивинский предложил использовать эту энергию во благо людей. Прежде всего необходимо было понять механизм образования и работы вихря, а затем уже найти способ управления им. По представлениям ученого, при нагреве поверхности (особенно в той или иной мере выпуклой) земли или воды образуется вертикальный поток теплого воздуха. На поверхности падает давление и сюда устремляются движущиеся как бы по радиусу к центру потоки воздуха из окружающей среды. При малейшем ветре у каждой создающей эти потоки частицы воздуха появляется горизонтальная составляющая действующей на нее силы ветра. Складываясь с движением частицы по радиусу, она вызывает ее вращение, скорость которого возрастает по мере приближения к центру вертикального потока воздуха. Увеличение скорости вращения вызывает ускорение, которое создается действующей при вращении кориолисовой силой. Эта сила и закручивает движущийся вверх поток теплого воздуха, образуя самоподдерживающийся вихрь — торнадо, подобный гигантским циклонам, от поведения которых зависит погода на Земле. На основе этой физической модели вихрей создана математическая модель — уравнение для расчета основных их аэродинамических характеристик. Расчеты показывают, что торнадо могут сформироваться за несколько секунд, а их характеристики близки к наблюдаемым в природе.

Ученый предложил создать искусственный вихрь и управлять его энергией. Прикладные исследования начались в нескольких направлениях. Для использования энергии самоподдерживающегося вихря Цивинский предложил создавать вращающийся и устремленный вверх по конической трубе поток воздуха с помощью горелки, и на его пути поставить вентилятор или турбину с электрогенератором. Она будет крутиться и вырабатывать электроэнергию, используя дешевую возобновляемую энергию организованного движения воздуха окружающей среды. Такая энергетическая установка запатентована. Подобные автономные электростанции можно создать на базе десятков тысяч опасных для природы, бесполезно горящих факелов отходящих газов на нефтяных и газовых месторождениях России и мира.

Кроме того, вовлекаемый в процесс на этих установках воздух из окружающей среды обладает влажностью и, поднимаясь вверх, будет охлаждаться, а влага конденсироваться, что может вызвать дождь, хотя и незначительный. Такие установки помогут также при тушении пожаров. Знание механизма торнадо стало также основой изобретения Цивинским совершенно нового, похожего на «летающую тарелку» аппарата вертикального взлета и посадки без каких бы то ни было двигателей, пропеллеров и несущих лопастей, обладающего значительно более простой конструкцией и управлением, чем, например, вертолеты.

В центре легкой и прочной сферической поверхности (ее можно сделать, например, из особо легкого и сверхпрочного материала — нанотрубок) нового летательного аппарата установлена газовая горелка, от которой по трубе вверх движется поток (столб) теплого воздуха. К нему извне по поверхности аппарата стекаются потоки воздуха, и, как в случае образования торнадо, возникает кориолисова сила, вращающая эти воздушные потоки. Давление на поверхности сферы в результате падает ниже атмосферного. В нижней части устройства, где нет вращения воздуха, атмосферное давление сохраняется. Разница этих давлений и создает действующую снизу вверх, как и у крыла летящего самолета, большую подъемную силу. Специальные устройства позволяют аппарату лететь и горизонтально. Впечатляют экологическая безопасность, простота конструкции и управления работой этих устройств, расходующих малое количество топлива — природного газа, благодаря в основном использованию, как и торнадо, энергии организованного в этих устройствах движения воздуха окружающей среды.

Получать все новости по электронной почте