Техника - молодёжи 1990-07, страница 24

рядом с ней была прислонена к стене скамейка. И та и другая остались на месте. Мало того, недалеко от лестницы стоял старенький «фордик», а под деревом на столе — горевшая керосиновая лампа. У машины смерч вырвал два задних колеса, но кузов не тронул. Лампа же горела.

Б 1904 году смерч обрушился на Москву, неся большие разрушения Но если верить газетным репортерам, он сумел перенести живым и невредимым мальчика на 10 км. Между прочим, очевидцев поразила поистине библейская картина: смерч, пересекая Москву-реку, высасывал воду до самого дна, та не успевала смыкаться, и какое-то время в ней сохранялась траншея.

Перечисление зафиксированных загадочных проявлений смерча заняло бы много места. Поэтому перейдем к вопросу — что мы знаем

0 нем?

Механизм образования материнского облака в принципе известен. Почему из него начинает опускаться хобот, можно объяснить разной плотностью облака и окружающего воздуха. А как понять, что вращение передается по всему хоботу, будто это не воздушный столб, а резиновый шланг? Заметим, если сам смерч, как цельное образование, двигается сравнительно медленно — 40—60 км/ч, то образующие его воздушные массы вращаются несравнимо быстрее. Прямые инструментальные измерения, проведенные в последнее время, фиксируют скорость 500 км/ч. При этом возникает давление более

1 т/м ². Однако отверстия без трещин, пробитые галькой в стекле, стволы деревьев, проткнутые щепками, и прочие подобные факты заставляют предполагать, что зачастую скорость внутри смерча значительно выше. Оставался необъяснимым и феномен разрыва скорости на границе быстро вращающегося столба и окружающей его атмосферы. Не было ответа и на вопрос: какими силами поддерживается встречное течение воздуха внутри хобота — по его оси вверх, а на периферии — вниз?

Все эти эффекты не укладываются в те уравнения гидроаэродинамики, которыми описывают движение жидкости и газа. Специалисты знают — они составлены в предположении, что в сплошной среде отсутствуют внутренние моменты. То есть к данному ее объему практически невозможно

Поперечный разрез столба смерча выглядит как подшипник. Роль шариков играют упругие вихревые нити, вращающиеся одновременно и вокруг своих осей, и вокруг общей центральной. Природа пошла по пути наименьшего сопротивления, заменив трение скольжения трением качения.

Дискретный вихрь катится по окружающему воздуху так же, как обычное колесо по земле.

приложить пару сил. как это происходит, скажем, когда мы вертим пальцами деревянный кубик. Перемещение твердого тела описывается шестью уравнениями — тремя поступательного движения и тремя вращательного (относительно трех координат). А в механике сплошных сред последними пренебрегают. И вот, оказывается, применительно к смерчу такое упрощение недопустимо.

Здесь уместна аналогия с игрушкой — юлой. Стоящую легко наклонить набок, то есть, прибегая к специальной терминологии, можно сказать, что момент ее инерции пренебрежимо мал. Иное дело, когда она крутится. Теперь уже для наклона ее оси потребуется ощутимое усилие момент инерции значительно возрос. Его надо учи

^к ? ^w о

в; о з

* fe I •

а «о ^ ft. *

С -U 00

тывать при описании пространственного перемещения юлы. следовательно, пренебрегать последними тремя уравнениями нельзя.

Примерно то же самое происходит и с объемом быстро вращакъ щегося воздуха. Он приобретает свойство упругости в смысле реакции на приложенные к нему моменты сил. Если такие, условно говоря, раскрученные юлы сцепить в гирлянду, то получится прообраз вихревой нити. И ведет она себя подобно вращающемуся резиновому жгуту.

Я привел это сравнение, чтобы не утомлять читателя точными математическими выкладками с уче