Техника - молодёжи 1998-03, страница 11

ления. В свое время перед ними, похоже, спасовали, испугались трудностей и пошли иными путями. А сейчас мы пожинаем плоды этого испуга: потери от свертывания классических, якобы несовременных направлений, я думаю, вполне сравнимы с доходами от прогресса...

Так вот, об одном «более сложном явлении» и пойдет речь.

Мы знаем, что звук создает давление. И даже знаем, что из этого может получиться. Возьмем трубу. Заклеим наглухо ее торцы мембранами и одну из них заставим звучать. В этом случае (сошлюсь хотя бы на английского физика Дж.Тейлора) звуковая волна, двигаясь в трубе и по пути взаимодействуя с ее стенками, будет непрерывно удлиняться, то есть снижать частоту, а ее давление, соответственно, — падать. В итоге давление на активной, звучащей мембране окажется выше, чем на пассивной, и герметичная труба получит одностороннюю тягу. Эффект известный, однако такой слабый, что его не принимали всерьез. И уж тем более не пытались осмыслить явление шире.

А если попытаться? Оставим в силе общую идею — получить тягу за счет звуковой волны. Но подумаем: обязательно ли генерировать волну именно мембраной, и непременно ВДОЛЬ трубы? Может, стоит поискать другие варианты — пусть сложнее, но зато и эффективнее? Оказалось, стоит.

В моем устройстве «звуковую тягу» создает ВРАЩАЮЩАЯСЯ воздушная волна. Но сам принцип проще пояснить на жидкости. Возьмем, к примеру, казачку Ксюшу: вот подходит она к Дону, черпает четверть ведра воды, закручивает его по некоей замкнутой траектории и так ополаскивает всю посудину: вода при вращении волной поднимается до края и обегает стенки. Замечу, что диаметр траектории ей надо выбрать намного меньше диаметра ведра, а период его вращения согласовать с обращением водяной волны. Но Ксюша вычислений не делает, у нее все интуитивно выходит; попробуй дома с чашкой — и у тебя сразу получится. Объясняется эффект опять же очень просто: раз вода закручивается, то на нее, как на все, что движется криволинейно, действует центробежная сила инерции, которая, в конечном счете, и «выпирает» волну вверх по стенке.

Так вот, подумай над двумя вопросами: что будет, если ведро накрыть крышкой, а раскрутить — посильнее? И изменится ли в принципе суть дела, если воду заменить воздухом? Понял, куда клоню? Вместо того, чтобы возбуждать мембраной продольную звуковую волну, поставим нашу трубу кверху дном вертикально и раскрутим по методу Ксюши. Скорость раскрутки, конечно, потребуется на несколько порядков выше: воздух — не вода. И тогда в замкнутом объеме возбудится вращающаяся воздушная волна, которая (как ив крытом ведре) начнет давить на дно!

При этом, кстати, мы получим не пульсирующее, а непрерывное звуковое давление, только перемещающееся по окружности. Кроме того, оно еще будет усиливаться за счет центробежной силы.

Понятно, что способов создания такого кругового движения в принципе множество. Я выбрал такой, который позволяет удобнее манипулировать трубой, а точнее — полуторалит-ровой пластиковой бутылкой из-под «Бурати-но» — только с плоским дном (с трудом его вклеил) и туго завинченной пробкой. Чисто технически удобнее, чтобы нижний конец бутылки (где пробка) оставался на месте, а верхний (то есть дно) вращался по некоторой круговой траектории. Иначе говоря — чтобы ось бутылки описывала конус. Достигается это струями воздуха.

Две главные части струйного генератора — полый кольцевой статор с 64 отверстиями на внутренней поверхности и свободно вставленный в него ротор с 63 сквозными радиальными отверстиями. Во внутреннюю полость статора через патрубок подается сжатый воздух. Он, конечно, стремится выйти сразу через все его отверстия. Но из-за некратности

красивая инженерная мысль порождает зримую красоту. Вы видите «сердце» уже другого, твердотельного генератора вращающейся волны — не струйного, а струнного, на основе, как выразился изобретатель, «резонансного взаимодействия струнного медиатора с роликовым ме-диаторным ротором»... Возможно, смысл этих слов прояснится в одном из следующих писем, а пока пусть оста-

и быстро смещается: при продвижении ротора на одно отверстие (то есть на 1/63 часть окружности) место истечения делает целый оборот, то есть вращается в 63 раза быстрее самого ротора. Так что скорость его движения по кругу может легко превысить звуко-

В результате образуется круговая воздушная волна, придающая орбитальное движение телу, помещенному внутрь ротора. В нашем случае — бутылке. В моей конструкции верхний ее конец, точнее — центр ее дна, описывает окружность диаметром до 16 мм. (Кстати, саму эту волну надо будет назвать внешней — для отличия от внутренней, которая возбудится внутри бутылки под влиянием ее враще-

Прикинем, с какой скоростью должен вращаться верхний конец бутылки (дно) и с какой — ротор, чтобы скорость внутренней волны равнялась звуковой. Не так уж трудно сообразить, что раз эта волна вращается около дна бутылки, то длина ее есть длина окружности самой бутылки за вычетом длины окружности вращения. Это примерно 250 мм. Остается разделить скорость звука на эту

устройства Александр Гаврилович рассчитывает добиться гораздо большей тяги.

чисел 64 и 63 место истечения — всегда единственное: в каждый данный момент лишь одно отверстие ротора совпадает с отверстием статора, и только через них в этот момент на бутылку дует воздушная струя.

При вращении ротора (от внешнего электромотора), место истечения струи постоянно

Экспериментальную бутылку взвешивали принародно на гуковском базаре. Казачка Ксюша уверяет, что весы у нее — как в аптеке, и бутылка с подшипником—грузилом- весит точно 375 г.

величину и получить искомую «крутильную» частоту — около 1300 об/с (или герц). Делим 1300 на число отверстий ротора (63) — получаем 20,5 оборота ротора в секунду или 1230 об/мин. Технически — без проблем. Ротор вращается через ременный привод любым электромотором, источник сжатого воздуха — доильный вауум-насос, превращенный в воздуходувку.

Должен признаться, что наведение вращающейся волны и ее поддержание — процесс очень капризный и деликатный, и если бы не пройденное мной горнило музыкального мастерства, то сделать устройство вряд ли уда-

Итак, врубаем воздуходувку, и внутри вращающегося ротора бутылка «оживает» — ее плоскодонная часть, описывая круговую траекторию, заметно вибрирует. Я, можно сказать, нутром чувствую, как начинают работать центробежные силы, — словно в ведре у Ксюши, но там — вода, а здесь задействован воздух, находящийся в замкнутом объеме.

Сколько воздуха вовлекается во вращение, сказать трудно, хотя масса его, конечно, невелика. Но сила-то, как известно, есть масса, умноженная на ускорение, а оно тут — гигантское. Его легко оценить по известной формуле для вращающегося тела: а = V/R.