зку. Рис. 3. Генератор Шаубергера в открытом виде
В 2010–2011 годах, ООО «Фарадей», г. Тула, была разработана аналогичная конструкция привода, имеющего расчетную мощность 20 кВт, рис. 4. Расчеты оформлены в виде Отчета по НИР [2]. Разработан также полный комплект конструкторской документации, поскольку планировалось изготовление данного самовращающегося привода на одном из машиностроительных предприятий, находящихся на Урале. На рис. 4 показана схема экспериментальной установки, имеющей горизонтальное расположение оси ротора. Рис. 4. Генератор Фролова по схеме Шаубергера
Отметим, что на схеме показаны только две спиральные трубки ротора, хотя в реальной конструкции их большее количество. Электрогенератор подсоединяется в левой части вала ротора.
В данном проекте, были найдены пути преобразования низкопотенциальной тепловой энергии среды, использующие упругое рабочее тело (смесь воды и воздуха). Одной из задач проекта было создание методики расчета элементов конструкции, поскольку самоподдерживающийся процесс вращения ротора, как и вихревые природные процессы, могут быть теоретически смоделированы и воспроизведены. Главная задача – получить автономный источник энергии, то есть, ротор должен перейти в режим самовращения, и обеспечить вращение электрогенератора. Кроме этого, в данной конструкции используется такое технические решения, которое позволяет создавать не только вращение, но и движущую силу, направленную вдоль оси вращения ротора.
Обратите внимание на вход рабочей смеси в центрифугу, рис. 4. За счет разряжения в области центрифуги, в нее постоянно втекает поток вещества (рабочая масса). Движение рабочей массы происходит линейно вдоль оси вращения. Поток рабочей массы имеет некоторый импульс, равный произведению ее массы на скорость движения. Корпус, в данном случае, получает такой же реактивный импульс, но в направлении, обратном движению рабочей массы. Аналогично, в генераторе Шаубергера, рис. 3, вход смеси воды и воздуха происходит сверху вниз, вдоль оси, а корпус в целом, получает импульс, направленный снизу вверх.
Далее, обратите внимание на то, что выход рабочего вещества через сопла трубок ротора происходит в плоскости вращения ротора, то есть, перпендикулярно оси вращения. Вектора импульсов частиц потока рабочего вещества, образующих реактивные потоки каждой из трубок ротора, направлены в плоскости вращения, тангенциально, что позволят раскручивать ротор, а их проекция на ось вращения равна нулю, и не создает реакции на корпус вдоль оси вращения ротора.
Закон сохранения импульса, в данной конструкции, выполняется следующим образом: импульс, который получает корпус устройства в целом, (на рис. 3. он направлен вверх, а на рис. 4 импульс направлен вправо), по модулю, равен суммарному импульсу реактивных потоков рабочего вещества, вытекающему из трубок ротора. Изменение траектории движения массы рабочего вещества происходит за счет винтовой формы трубок ротора, поэтому крутящий момент на валу электрогенератора и движущая сила, приложенная к корпусу генератора вдоль оси вращения ротор, всегда будут эквивалентны, в соответствии с законом сохранения импульса. Разумеется, часть энергии будет потеряна на трение, и перейдет в окружающую среду в форме тепла. Генераторы энергии, использующие схему Шаубергера, работоспособны только в том случае, если они создают движущую силу вдоль оси вращения, в паре с эквивалентным крутящим моментом ротора.
В другой схеме генератора Шаубергера используется аналогичный метод: мотор раскручивает ротор, затем создается режим самовращения, при котором вода всасывается снизу вдоль оси ротора в область разряжения, затем поступает в винтовые трубки, сопла которых расположены тангенциально, в плоскости вращения ротора, рис. 5.
Рис. 5 Генератор ШаубергераПри достижении необходимой скорости вращения, питание электромотора можно отключить, поскольку данная центробежная машина становится автономным генератором электроэнергии. Особенность конструкции, показанной на рис. 5, состоят в том, что трубки ротора имеют форму винтовой спирали. Благодаря специальной форме трубки, вода дополнительно вращается вокруг оси винтовой трубки. Данный метод запатентован [3], как способ уменьшения гидравлических потерь. Действительно, при винтовом движении частиц воды по трубке, они не скользят, а катятся по внутренней поверхности трубки. Трение качения намного меньше трения скольжения, что применяется в подшипниках.
В генераторе Шаубергера, рис. 5, как и в ранее рассмотренных устройствах, на корпус всей машины действует реактивная движущая сила, направленная вдоль оси вращения, а ее величина соответствует силе, которая обеспечивает крутящий момент ротора. В отличие от генератора, показанного на рис. 3, для того, чтобы генератор энергии «не взлетал», вход воды в ротор расположен таким образом, что сила, создаваемая вдоль оси вращения, прижимает аппарат к земле.
Известны и другие похожие решения: вход реактивной рабочей массы организован вдоль оси вращения ротора, а ее выход – в плоскости вращения ротора, то есть, перпендикулярно оси вращения ротора.
Итак, принцип Шаубергера позволяет получать пару сил: крутящий момент, и движущую силу, действующую на корпус устройства в целом. При такой схеме, рабочее вещество не выбрасывается во внешнюю среду, а используется в замкнутом цикле. При сравнительном анализе идеи, показанной на рис. 1 и принципа Шаубергера, можно сделать вывод о больших перспективах второго решения. Вместо поглощения энергии линейного реактивного импульса «глушителем», в машинах Шаубергера используется ее преобразование в крутящий момент. В том случае, если этот крутящий момент не требуется, его можно устранить, разместив на одной платформе несколько силовых установок, попарно встречного вращения.
Таким образом, с учетом простоты схемы Шаубергера, и истории ее развития с 1930 года, можно предположить, что использование ракетной техники в современном мире есть часть массовой дезинформации человечества о наших реальных возможностях. Далее мы перейдем к рассмотрению других простых работоспособных конструкций движителей нового типа, что даст читателям дополнительные факты и позволит сделать выводы. Фактически, нас обманывают, заставляя верить в то, что нет альтернативы ракетам.Глава 2 Крыло в замкнутом потоке
Рассмотрим простое крыло, имеющее профиль Жуковского – Чаплыгина, который впервые был предложен в 1910 году. До этого изобретения, крылья самолетов делали плоскими, а подъемная сила возникала за счет угла наклона крыла, простым реактивным отражением набегающего потока воздуха.
Подъемная сила крыла, имеющего профиль Жуковского – Чаплыгина, обусловлена разностью давления среды на крыло сверху и снизу, поскольку давление зависит от относительной скорости движения крыла и среды. На рис. 6 показано, что верхнюю поверхность крыла поток среды обтекает по большему пути, чем нижнюю.
Рис. 6. Эффект подъемной силы крыла
Поток стремится сохранять свою целостность, поэтому, его скорость относительно верхней выпуклой поверхности крыла выше, чем относительная скорость вдоль плоской нижней поверхности крыла. Разность давления среды на крыло (градиент) поднимает крыло вверх (вытесняет в сторону меньшего давления среды).
Не играет роли, движется ли крыло в среде, или поток среды (воздуха, воды и т. п.) обтекает крыло. Можно сказать, что здесь «работает геометрия»: путь относительного движения среды по верхней поверхности крыла больше, чем по нижней. Данная система не является реактивной, поэтому ее применение в движителях замкнутого цикла представляется весьма перспективным.
На рис. 6 (справа) показано, что крыло, установленное внутри аэродинамической трубы на упругих амортизаторах, демонстрирует наличие подъемной силы при продувании трубы. При этом, на весь корпус трубы действует вертикальная сила.
Предположим, что мы создали циркулирующий поток среды (газ или жидкость) в замкнутом корпусе, похожем на бублик (тороид). Поставим внутри потока несколько крыльев, радиально, как показано на рис. 7.
Рис. 7. Крыло в замкнутом потоке средыМы получим простое решение, которое может быть проверено экспериментально, и иметь перспективы внедрения в аэрокосмической технике. Некоторые технические проблемы есть, но они решаются. Например, проходя в области крыла, линейный поток среды меняется, и в нем возникают турбулентности. Для выравнивания потока, позади крыла необходимо устанавливать плоские или трубчатые элементы (ламинаризаторы). Величина подъемной силы зависит от скорости движения потока относительно крыла, хотя ее направление, в данном случае, будет неизменным. Величину силы можно регулировать. Разумеется, замедление или ускорение циркулирующего потока среды потребует расхода энергии насоса, вентилятора или другого привода движения потока среды. Далее, мы рассмотрим аналогичную перспективную схему, более экономную, с точки зрения энергетики, чем крыло, находящееся в замкнутом потоке среды.
Глава 3 Эффект Магнуса и сила Лоренца
Аналогично крылу Жуковского – Чаплыгина, сила Магнуса возникает за счет разности давления потока среды на поверхность вращающегося цилиндра. Данный эффект был открыт немецким ученым Г. Г. Магнусом (H. G. Magnus) в 1852 году. На рис. 8 показана схема сложения векторов скоростей потока среды и поверхности вращающегося цилиндра.
Рис. 8. Эффект Магнуса для вращающегося цилиндра
В верхней части цилиндра (вид с торца), направление движения потока среды и поверхности вращающегося цилиндра совпадают, а в нижней части цилиндра, его поверхность движется навстречу потоку среды. Поскольку поток в нижней части вращающегося цилиндра тормозится его поверхностью, движущейся навстречу потоку, то динамическое давление потока уменьшается, а увеличивается статическое давление среды на поверхность, в соответствии с законом Бернулли о полном давлении потока. В результате, давление среды на верхнюю часть вращающегося цилиндра становится меньше, чем на нижнюю часть цилиндра. Возникает подъемная сила, как и при эффекте крыла, имеющего профиль Жуковского – Чаплыгина.