K
Kimon
[smiley=thumbsup.gif]
способ увеличения скорости л.а.
Мужики, не торопитесь с выводами по поводу титьки. Я уже выдал на форум реферат статьи, об эксперименте под водой. Когда немного поутихнет буря, выложу всю статью. Подводная маломощная модель по этой схеме увеличила скорость передвижения на 11%. Нос и голова меч- рыбы тоже напоминают такую титьку и позволяют ей двигаться со скоростью до 140 км/час. Если у кого-то есть другое объяснение по поводу рыбы - предложите. Охотно почитаю. Только вот, почему- то, все источники твердят, что способ передвижения меч-рыбы современной науке не известен. Так что титька это не смешно. Потерпите и прочитаете еще про более смешные вещи. А пока задумайтесь над фактом повышения КПД использования движителя в описанном эксперименте до 22 % только за счет изменения кривизны экрана. Прошу не забывать, что ВВС США отказались от использования арочного крыла Кастера с выпуклым аэродинамическим профилем, над которым пропускался ускоренный всасываемый поток. Может смиримся с такой формой если достигается вполне определенный результат.
FlyCat
43 регион
- Откуда
- Не член РАОПА
http://gamefishing.ru/high-speed-fish.html хотя это из описания к игрушке, но данные по скоростям и внешнему виду рыб представлены верные.
http://rekordy-ginnesa.ru/zhivotnye/samaya-bystraya-ryba-v-mire.html краткое описание первой тройки
http://interesno-nazhimy.ru/news/parusnik_samaja_bystraja_ryba_v_mire/2009-12-18-33 чуть подробнее о паруснике.
Посмотрим внимательно на форму самых быстрых рыб. Несмотря на то, что форма их тела отличается, первое, что сразу бросается в глаза - практически одинаковая форма хвостового плавника, у всех лидеров.
Возможно это одна из главных особенностей для достижения высоких скоростей, потому-что она присутствует у всех видов скоростных рыб.
http://rekordy-ginnesa.ru/zhivotnye/samaya-bystraya-ryba-v-mire.html краткое описание первой тройки
http://interesno-nazhimy.ru/news/parusnik_samaja_bystraja_ryba_v_mire/2009-12-18-33 чуть подробнее о паруснике.
Посмотрим внимательно на форму самых быстрых рыб. Несмотря на то, что форма их тела отличается, первое, что сразу бросается в глаза - практически одинаковая форма хвостового плавника, у всех лидеров.
Возможно это одна из главных особенностей для достижения высоких скоростей, потому-что она присутствует у всех видов скоростных рыб.
То, что топикстартер пытается описать с помощью ДАВЛЕНИЯ, использовалось в ракетных двигателях в 60-70-х годах (в американской- много упоминаний, в советской- т-с-с-с враг подслушивает!) Называлось это-кольцевое сопло с центральным телом или кольцевое сопло внешнего расширения, вариантов геометрии множество, вплоть до полусферы с РД на макушке ( Летающая Тарелка). Погуглите и сравните. Имело некоторые преимущества перед обычным, но один крупный недостаток- надо было делать ракеты быстро и уже отработанные варианты, а не заниматься разработкой нового- необкатанного.
http://www.youtube.com/watch?v=4WNcjkZ6d0w&feature=player_embedded
=vozdushnyj transport...
K
Kimon
В смысле перспективная модель аэробуса ? 🙂 Как монорельсовый поезд на магнитном подвесе - логичное развитие соленоида ?
Вложения
Чечако
Full Member
Full Member
В том-то и дело, что полусфера - выпуклая форма, которая в принципе недопустима. Но существует еще несколько условий, которые необходимо выдержать для того, чтобы получить ожидаемый эффект (know how). У меня на полуэкране с горизонтальной осью (полезная площадь пропорциональна величине диаметра) возник эффект величиной 23% от силы тяги двигателя. Если сделать "кольцевое сопло с центральным телом или кольцевое сопло внешнего расширения" то при вертикальном расположении оси эффект по крайней мере удвоится и будет пропорционален ширине кольца в квадрате. Но при этом необходимо применение иной теории. И одних только рассуждений о величине статического давления не достаточно.
Приведенная цитата - не вопрос, а утверждение. И непростое, а требующее очень хорошего знания физического процесса, происходящего по обе стороны крыла. Даже Жуковский в свое время не описывал этот механизм, сказав что этот процесс очень сложный и ограничился созданием упрощенной, условной (не существующей в природе) общеизвестной схемой крыла, обдуваемого горизонтальным потоком и придумал принцип обратимости. Упрощение привело к тому, что без продувки в аэродинамических трубах и без поправочных коэффициентов эти формулы не работают! Эти формулы не в состоянии объяснить полет шмеля, майского жука и скоростное передвижение меч-рыбы. Они передвигаются в пространстве вопреки формулам аэро- гидродинамики.
Предлагаю провести конкурс и ответить всего на один вопрос: "Почему не сможет взлететь крыло с аэродинамическим профилем, у которого угол атаки равен нулю ?" Именно над этим вопросом задумались отцы авиации на заре прошлого века, изложив коротко: сила, возникающая над верхней поверхностью крыла недостаточна для взлета, поэтому крыло устанавливают под углом атаки...
Кто сможет ответить на этот вопрос, тот знает почему не достаточно оперировать только величиной давления, тот немного подумав сможет рассказать как летает жук. Кто не ответит, тот (Увы!) не знает почему летает современный самолет и никакие формулы тут не помогут. Математика без физики в данном случае - ноль. Математическую формулу придумаете потом - после того, как ответите на вопрос почему? У меня такое описание займет около 6 - 8 страниц текста с рисунками.
Видите ли уважаемый Е.В.Б. мы с Вами говорим на разных языках. На нашем языке, вышеприведенное утверждение абсолютно неверно!
Формулы описывающие "полет шмеля, майского жука и скоростное передвижение меч-рыбы" вполне возможны, даже с точки зрения обычной аэродинамики (возможно с привлечением теории колебаний, тепломассообмена и др.), но для практического воплощения в металл- слишком сложны и громоздки- поэтому аэродинамики их упрощают, сокращают, вводят допущения и нелинейные коэффициенты ( из продувки в трубах).Кроме того, "новая теория аэродинамики"-не способна изменить конструкцию самолета, т.к. обычная аэродинамика будет составной частью "новой".
И еще: новая теория появляется, когда есть множество данных не вписывающиеся в старую, и не надо Вашу идею выдавать за теорию- если бы вы математически описали движение меч-рыбы в бассейне Крыловки, нашли несоответствия с обычной теорией гидродинамики, высказали свои предположения, по поводу изменения матаппарата, создали по матаппарату модель-аналог, добились повторения, улучшения гидродинамики - вот это была бы теория! А то, что Вы делаете- идея, которых на 6 млрд. человек - триллионы!
V
vld5
Е.В.Б.
Вы просто сделайте летающую модель и выложите видео . Это же нетрудно , если ваша идея верна. И все.
А то здесь народ собрался практический и много слов ( тем более не подкрепленных теорией) на людей слабо действуют.
Вы просто сделайте летающую модель и выложите видео . Это же нетрудно , если ваша идея верна. И все.
А то здесь народ собрался практический и много слов ( тем более не подкрепленных теорией) на людей слабо действуют.
Четвертый способ - для меч-рыбы
Аннотация
Простейший эксперимент обеспечил увеличение скорости передвижения подводного аппарата на 11%. Статья теоретически обосновывает результат эксперимента на основе авторской теории в ключе нетрадиционного рассмотрения физического свойства воды (способность уменьшать плотность) при ускоренном передвижении потока в 3D пространстве. На этой же основе объясняется способ передвижения меч рыбы со скоростью стрижа (140 км/час).Реферат
Каждому человеку со школы известно, что вода практически не сжимается. Автор задался вопросом: а может ли вода расширяться? С курса физики известно: да, - может. При нагревании вода незначительно, но все-таки увеличивается в объеме. При нагревании до ста градусов вода начинает кипеть и превращаться в пар. Процесс превращения воды в пар энергоемкий и осуществляется в чайниках, кастрюлях, трубах, котлах и т.д. А может ли вода расширяться в открытом пространстве, не ограниченном стенками и трубами? Наука утверждает: плотность воды неизменна. Принимая во внимание достижения современной науки, ей можно было бы поверить, если бы не один природный феномен - меч-рыба. Приведу две цитаты: «Зарегистрировано, что во время атаки меч-рыба развивает скорость до 140 км в час, то есть почти в три раза большую, чем у дельфинов и акул. Вот эта-то совершенно невероятная скорость и ставит в тупик ихтиологов, физиков и механиков, в коем они до сих пор и пребывают. По всем законам механики и физики меч-рыба не может развивать в воде такую скорость. Расчёты показывают, что для движения в воде со скоростью порядка 140 км в час тело идеально обтекаемой формы и поверхности и длиной пять метров должно обладать мощностью 1500-2000 лошадиных сил... Естественно, что ни одно живое существо подобной мощностью обладать не может. Но вот меч рыба и её присные, не зная об этих законах механики, плавают в воде скорее самого быстрого наземного хищника - гепарда, способного бегать со скоростью 110 км в час, да и тот такую скорость может развивать лишь на короткой дистанции, преследуя свою добычу. На большее его не хватает. А ведь гепарду приходится преодолевать лишь сопротивление воздуха, а не воды, как меч-рыбе. Вызывает удивление учёных и то, что меч-рыба добивается рекордных скоростей, довольствуясь относительно малыми мощностями порядка 20-90 лошадиных сил на 100 кг живого веса. Такая энерговооружённость сравнима с энерговооружённостью лёгкого самолёта. Причём меч-рыба развивает такую мощность длительное время. Вот этот-то парадокс энергетики меч-рыбы давно уже волнует умы учёных, которые до сих пор не понимают, что же позволяет меч-рыбе ставить рекорды скорости, которым могут позавидовать не только гепарды, но и птицы и даже лёгкие самолёты» [2].
«...человек со своими мышцами далеко не лучший двигатель: его мощность, измеренная в лошадиных силах, составляет всего 0,03–0,04. Очень редко «мощность» взрослого мужчины доходит до 0,2–0,25 л.с.» [3]. Вы можете себе представить рыбу весом 500 кг, которую не могут удержать шесть или восемь тысяч самых сильных в мире мужчин? Вывод напрашивается один: где-то наука в своих аксиомах очень сильно ошибается. Автор пришел к выводу: ошибку следует усматривать в утверждении, что плотность воды невозможно уменьшить. Каким образом можно провести соответствующий эксперимент? Физика утверждает, что плотность вещества можно изменить, только увеличивая расстояния между молекулами в направлении трех осей Декартовой системы координат. При нагревании воды наблюдается незначительное уменьшение плотности в результате усиления хаотического (Броуновского) движения молекул. Невозможно достичь высокой эффективности процесса, усиливая хаос. Молекулам надо придать направленное движение, организовать их в поток. Вспомним формулу из учебников физики , связывающую величину пройденного пути S с величиной ускорения . Из этой формулы следует, в укоренном потоке расстояние между молекулами должно увеличиваться. При этом, поток одновременно должен ускоренно передвигаться одновременно в направлении трех координатных осей (коническая форма потока). Только такое распространение потока на теоретическом уровне способно обеспечить уменьшение плотности жидкости. Поскольку, уменьшение плотности воды не является самоцелью, то организовать его необходимо перед носовой частью транспортного средства, что приведет к значительному уменьшению лобового сопротивления. При этом необходимо нейтрализовать действие динамического напора потока на носовую часть транспортного средства.
Авиационный двигатель и гребной винт корабля, создавая силу тяги, образуют в окружающем пространстве ускоренный всасываемый поток. Этот поток всасывает в двигатель мусор, рыб, птиц, людей..., но в полезных для человека целях не используется. То, что он ускоренный ни у кого сомнений не вызывает. Важно организовать поток таким образом, чтобы он был ускоренным в направлении трех пространственных координат и одновременно расширяющимся.
Приведу в качестве примера аппарат, который внешне похож на рассматриваемую в настоящей статье модель. С помощью такого же устройства «смывался» с неудачной рыбалки Лёлик из кинофильма «Бриллиантовая рука». В советские времена такой аппарат разрабатывался, скорее всего, в военных целях и его конструированием занимались в НИИ серьезные специалисты. Носовая часть этого аппарата скопирована с головы дельфина, и он мог бы послужить аналогом. Но грубейшая теоретическая ошибка свидетельствует лишь о копировании. Выпуклая часть обтекателя, отделяющая вогнутую часть от лопастей винта, полностью нейтрализовала возможный эффект. Кручение ручки привода винта вручную вызывает насмешки, а зря: эффект мог быть значительным. Менее мощное устройство в описанном ниже эксперименте обеспечило увеличение скорости на 11% (см.фот.1).
Возможно ли уменьшение плотности воды (воздуха) средствами аэро-гидродинамики?
Авторская теория рассматривает взаимодействие четырех видов материи: твердого тела (транспортного средства), воды, пара (или воздуха) и вакуума.
Мы привыкли считать, что вакуум это – где-то далеко в космосе, забывая уроки физики. Когда мы говорим о материи, то подразумеваем электроны протоны, молекулы, элементарные частицы и элементарные частички, забывая про пустоту между ними. Если бы между элементарными частицами и частичками не было пустоты, то здесь была бы не Земля, а «черная дыра». Мы забыли о всепроникающей сущности вакуума. В этом свете можно сказать: для каждого вида материи существует «своя» элементарная частица вакуума. Ее минимальный размер равен расстоянию между молекулами вещества при нормальном давлении и температуре. Эта частичка обладает возможностью неограниченного расширения в пространстве при создании соответствующих условий. В процессе фазового перехода жидкое вещество превращается в пар. А пар или воздух уже могут расширяться без каких-либо ограничений. Известны два типа фазового превращения воды в пар - скачкообразное и плавное. Скачкообразное – когда воду нагревают до температуры 100°С (плотность воды при этом почти не меняется) а потом начинается долговременный этап выпаривания воды. Существует другой менее известный способ. Нагревая воду до температуры 374° и сжимая до давления в 218 атм. плотность воды снижают до величины 0,321 г/см3. Это явление доказывает возможность плавного уменьшения плотности воды до плотности пара. Только сделать это надо средствами гидродинамики, а не термодинамики. Чтобы не возвращаться к этой теме сразу скажу, что меч-рыба уменьшает плотность воды перед своей носовой частью до величины 0,13 г/см3. Не нагревая воду до 374° С и не сжимая ее до огромного давления, рыба уменьшает плотность воды перед собой в 2,5 раза по сравнению с современной термодинамикой. С газообразным веществом дело обстоит проще. В нем отсутствуют межмолекулярные связи. Молекулы газа не разлетаются в пространстве только под действием гравитационного притяжения Земли.
Под действием естественных сил жидкость не может двигаться с ускорением, превышающим величину гравитационного ускорения (g = 9,8 м/сек2). В практической деятельности человек достаточно часто заставляет передвигаться воду с превышением указанного ускорения. Это происходит при смыкании потока за движущимся твердым телом. При этом возникает явление, которое в технике называют кавитацией.
Фот.1 С помощью такого же устройства «смывался» с неудачной рыбалки Лёлик из кинофильма «Бриллиантовая рука».
Вложения
Сухая теория в мокрой среде
Турбулентность, явление, наблюдаемое во многих течениях жидкостей и газов и заключающееся в том, что в этих течениях образуются многочисленные вихри различных размеров [4].
Кавитация — (от лат. cavitas — пустота) — образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных газом, паром или их смесью[5].
Прочитав цитаты и разъяснения к ним не находишь ответы на вопросы: «Какие физические процессы предшествуют появлению турбулентности и каверны? Что первично – пустота или газы в этой пустоте. И каким может быть состояние жидкости в промежутке от обычной неподвижной воды и пустотой в несущемся потоке?» Ответ на эти вопросы дает понимание того, как и когда ламинарное движение потока переходит в турбулентное и завершается кавитационным. Ответив на них можно добиться существенного снижения лобового сопротивления, как в воздухе, так и в воде.
Схему на рис.1 следует рассматривать как физико-математическую модель, с помощью которой представляется возможным объяснить физическую суть и математически описать процесс возникновения ламинарного, турбулентного и кавитационного течения жидкости за движущимся объектом. Предложенная здесь гипотеза не претендует на исключительную точность, но ставит целью привлечь внимание физиков, математиков и теоретиков аэро-гидродинамики к обозначенному решению проблемы.
В гидродинамике основополагающей условностью является понятие об «элементарной струйке», представляющей собой совокупность элементарных частичек. Элементарная частичка неограниченно мала и включает в себя неопределенно большое количество молекул жидкости. Предлагаю ограничиться минимальным количеством молекул 7 в элементарной частичке, достаточных, чтобы сохранить объемное представление о процессе (одна – в центре и по одной на каждой из полуосей Декартовой системы координат). На рис. 1б представлена схема из трех смежных частичек, заполняющих пространство за движущимся объектом, а рассматриваемая нами частичка обозначена римской цифрой I. Пять из семи молекул обозначены жирными точками и соединены крестиком, чтобы обозначить взаимное расположение молекул и элементарных частичек в пространстве (две молекулы находятся вне плоскости чертежа). Схема раскрашена в разные цвета, чтобы обозначить разные состояния материи. Серым цветом затушевано твердое тело торпеды. Белый цвет бумаги вокруг торпеды – практически несжимаемая вода. Голубым цветом выделена зона ламинарного течения жидкости. Красным цветом выделена зона турбулентного течения жидкости. Здесь размер - расстояние между молекулами; размер 2 - определяет диаметр элементарной частички.
Введем термин «скорость перетекания жидкости в вакуум» это – максимально возможная скорость движения жидкости под воздействием естественных условий в воде и воздухе (далее в тексте обозначаемую, как Vmax). Величина этой скорости определяется на основании закона Бернулли.
Р[sub]ст[/sub] + 0,5[ch961] V[sup]2[/sup]max = Const = P[sub]st[/sub]
Р[sub]ст [/sub]– статическое давление для первой частицы, перетекающей в вакуум, равное нулю. Вылетающей в вакуум первой частице не на что давить, поэтому вся внутренняя энергия молекулы переходит в кинетическую;
[ch961] – плотность жидкости – ошибочно принято считать неизменной;
Р[sub]st[/sub] – величина статического давления в окружающем неподвижном пространстве в нашем случае:
Р[sub]st[/sub] = Р[sub]атм [/sub]+ Р[sub]вод[/sub] , где Р[sub]атм[/sub] и Р[sub]вод[/sub] – атмосферное давление и давление высоты водного столба соответственно.
Из приведенной формулы вытекает:
V[sub]max[/sub] = [2(Р[sub]атм[/sub] + Р[sub]вод[/sub]) / [ch961]][sup]0,5[/sup]....(1)
Ссылка на закон Бернулли некорректна. Закон принят для движения в трубах, т.е. в направлении только одной пространственной координаты. Более правильным было бы рассмотрение на принципах передвижения потока в трехмерном пространстве. Поэтому будем полагать, что закон действует в направлении только одной пространственной координаты. Уточнения будут внесены по ходу изложения, на что указывает звездочка в обозначении величины скорости. Также отметим, что величина статического давления определяется по формуле Рst = [ch961]•g•H, где H – высота столба жидкости. То есть, эффективно уменьшать величину статического давления, либо уменьшать плотность жидкости можно только путем изменения ускорения потока, а не простым увеличением скорости его равномерного передвижения, как это принято считать в действующей гидродинамике.
На основании указанной формулы можно высчитать скорость перетекания воздуха в вакуум при нормальных условиях - 402 м/сек. Скорость перетекания воды в вакуум при заглублении 10 метров равна 19,8 м/сек, а на поверхности воды - 14 м/сек. С превышением указанных величин возникает явление кавитации.
Рассмотрим движение торпеды, передвигающейся в неподвижной жидкой среде с наибольшей возможной для современной техники скоростью . За некоторое время t она из точки пространства 1 передвинулась в точку 1' на расстояние S. Носовая часть торпеды раздвигает жидкость в вертикальном направлении. Задняя ее часть освобождает от своего присутствия пространство, объем которого определяется размерами D и S. Ранее неподвижная элементарная частичка жидкости соскальзывает с цилиндрической поверхности торпеды и под действием естественных физических условий начинает заполнять освободившееся пространство, передвигаясь вниз к центру торпеды в точке К. Одновременно (вслед за торпедой) частичка передвигается в горизонтальном направлении на расстояние S. В своем движении из точки 1 в точку 2 частичка опишет в пространстве траекторию, обозначенную буквой А. За ней под воздействием статического давления Р[sub]st[/sub] в зону устремляются следующие частички, образуя всасываемый поток.
Пусть в точке 2 скорость рассматриваемой частички достигла максимально возможного под действием естественных сил значения , при котором сохраняется ламинарный характер движения жидкости вдоль задней поверхности торпеды.
Ламинарное движение
Определим характер передвижения частички в произвольной точке траектории в виде векторного уравнения (при этом необходимо помнить, что рассматриваемая частичка движется неотрывно от задней поверхности торпеды):
V[sub]i [/sub]= V + V[sup]в [/sup][sub]i[/sub], где
V[sub]i[/sub]– результирующий вектор скорости передвижения частицы в произвольной точке.
V - горизонтальный составляющий вектор скорости передвижения частицы, по величине и направлению совпадает с вектором скорости движения торпеды ;
V[sup]в[/sup][sub]i [/sub]– вертикальный составляющий вектор скорости передвижения частички равномерно возрастает от нуля в точке 1 до величины V[sup]в[/sup][sub]i[/sub] в произвольной точке; определяется по формуле:
V[sup]в[/sup][sub]i [/sub]= a[sub]y[/sub] t ,
где a[sub]y[/sub] – величина ускорения, с которым частичка передвигается вдоль вертикальной оси координат Y
Определим положение частички в системе координат X-Y в виде системы уравнений (2) и (3).
Х = V•t…(2)
Y = 0,5•a[sub]y[/sub]•t[sup]2[/sup]…(3)
Величину ускорения а[sub]y[/sub] определим из следующего предположения. Пусть на задней поверхности торпеды в точке К образовалась вакуумная зона (каверна), диаметр которой выражается формулой . Тогда ускорение с которым движется частичка в вертикальном направлении определяется из системы уравнений для точки К:
V[sup]y[/sup][sub]к[/sub] = (V[sup]2[/sup]max – V[sup]2[/sup])[sup]0,5[/sup]….(4)
V[sup]y[/sup][sub]к[/sub] = a[sub]y[/sub]•t…(5)
0,5•D = 0,5•a[sub]y[/sub]•t[sup]2[/sup]………(6)
Из (6) определим время t и подставим его в (5). Сравнив (4) с (5) получим
a[sub]y[/sub] = (V[sup]2[/sup][sub]max[/sub] – V[sup]2[/sup]) / D……(7)
Подставив (7) в(3) и сравнив полученное выражение с (2) получим
Y = b•x[sup]2[/sup], где......(8)
b = (V[sup]2[/sup][sub]max[/sub] – V[sup]2[/sup]) / 2 D V[sup]2[/sup]....(9)
Определим координаты точки 2, в которой заканчивается ламинарное движение жидкости. Здесь величина горизонтального составляющего вектора по величине совпадает с величиной вертикального составляющего вектора
V = V[sup]в[/sup][sub]2[/sub]
Для точки 2 угол [ch946] равен 45°.
Обоснуем указанное равенство. Условием сохранения ламинарного течения жидкости вдоль задней поверхности торпеды является сохранение однородности окружающего пространства. Должно соблюдаться равенство физических характеристик пространства в направлении трех осей Декартовой системы координат. Максимально возможная скорость передвижения жидкости в вертикальном направлении должна быть равна по величине наибольшей скорости передвижения в горизонтальном направлении. В противном случае возникнет неоднородность пространства, и ламинарное течение превратится в турбулентное.
Вышеприведенное утверждение базируется на определении одного из главных свойств воды: давление сообщенное жидкости в одном направлении распространяется во все стороны одновременно с одинаковой скоростью. Из этого утверждения на основании уравнения Бернулли (связывающего величину статического давления со скоростью потока) следует, что величина скорости потока должна быть одинаковой в направлении каждой из трех Декартовых координат. В противном случае возникает нарушение однородности окружающего пространства
В указанном треугольнике величина вертикального составляющего вектора скорости V[sup]в[/sup][sub]2[/sub] определяется из системы двух уравнений:
V[sup]в[/sup][sub]2[/sub] = V....(10)
V[sup]в[/sup][sub]2[/sub] = a[sub]y[/sub]•t....(11)
Сравнив (10) с (11) запишем
V = a[sub]y[/sub]•t…(12)
Подставляя (7) в (12) определим время t
t = V•D / (V[sup]2[/sup][sub]max [/sub]– V[sup]2[/sup])....(13)
Подставляя (7) и (13) в (3)определим координаты точки 2, в которой заканчивается ламинарное течение жидкости
Y = V[sup]2[/sup]•D / 2(V[sup]2[/sup][sub]max[/sub] – V[sup]2[/sup])
Вложения
Рис. 1а Рис. 1б
Физико-математическая модель способа
Удвоенное расстояние между точками 1' и 2 определяет максимальный диаметр торпеды, продвигающейся в пространстве со скоростью V, при котором на задней ее поверхности движение смыкающейся жидкости остается ламинарным. Ламинарное движение жидкости при данном профиле задней поверхности торпеды заканчивается в момент достижения «скорости обтекания» величины V[sub]лам[/sub] = V•2[sup]0,5[/sup]. Ниже точки 2 начинается турбулентное движение всасываемого потока. По предложенной методике можно рассчитать момент начала турбулентного движения при любой другой форме обтекаемой поверхности.
Рассмотрим второй вариант, когда под действием естественных факторов поток не успел сомкнуться в точке К. В этом случае вода сомкнется в точке Б на расстоянии S[sub]1[/sub] от задней поверхности торпеды. Зона, ограниченная размерами d и S[sub]1[/sub] характеризуется неестественным (искусственно созданным) состоянием жидкости, и ограничена кривой В. Зарисованная красным цветом зона, характеризуется ускоренным передвижением всасываемой жидкости в направлении трех пространственных координат. Рассмотрим этот процесс в увеличенном масштабе на рис.1б. Движение частички I характеризуется, как ламинарное. Она отстает на величину [ch916] от частички I I , которая раньше начала заполнять освобождающееся пространство. Начиная с рассматриваемого момента, перед частичкой II образовалось пустое пространство, обозначенное красным цветом (для элементарной частики «пустым» пространством является физический вакуум). Она начинает заполнять его под действием напора следующих за ними частиц по самой короткой траектории в направлении вектора , закручиваясь вокруг частички I по окружности радиусом [ch916]•5[sup]0,5[/sup] под углом [ch946][sub]i[/sub]. Индекс t в обозначении вектора отражает факт изменения направления движения частички II именно в рассматриваемый момент. Частичка III относительно частички I закручивается под углом [ch946][sub]i [/sub]по окружності радіусом [ch916]•20[sup]0,5[/sup] и.т.д. в тригонометрической прогрессии. Возникает цепная реакция турбулентного завихрения. Освободившееся пространство может быть заполнено только за счет увеличения размеров [ch916] и 2[ch916] частичек II и III. В «голубом» ламинарном потоке движение частичек в горизонтальном направлении является равномерным и расстояние между элементарными частичками не меняется. Одновременно с закручиванием траектории равномерное движение в горизонтальном направлении становится ускоренным. Происходит уменьшение плотности жидкости в турбулентном вихре. Турбулентность является доказательством возможности уменьшения плотности жидкости средствами аэро-гидродинамики.
Для эффективного использования этого процесса в технике необходимо устранить процесс закручивания жидкости в вихри. Сделать это можно, если отсасывать жидкость в направлении вектора V[sub]отс[/sub], направленного под углом [ch946][sub]i[/sub] к обтекаемой поверхности. Именно этот эффект предполагается в летательном аппарате вертикального взлета, описанном в статье «Четвертый способ» для предотвращения возникновения турбулентности над вогнутой поверхностью в режиме горизонтального полета. А снижение плотности воздуха используется, как одно из условий обеспечения вертикального взлета. Но в данной статье важен другой эффект: уменьшение плотности ведет к увеличению скорости перетекания жидкости в вакуум (см. формулу 1), что в свою очередь ведет к увеличению скорости безкавитационного продвижения аппарата в жидкой среде.
Элементарная каверна представляет собой элементарную частичку абсолютного вакуума. Она существует везде и всегда. Ее размер равен расстоянию между молекулами воды. Поскольку вода практически несжимаема, постольку уменьшаться она не может, но может расти в зависимости от многих факторов. В данной статье мы связываем размер элементарной частицы вакуума с ускорением и с количеством координат, в направлении которых этот поток распространяется. Пустота никому и ничему вредить не может. Люди ее даже не замечают, а техника, гордящаяся достижениями в нано - технологиях, из неизвестных соображений замечать не хочет до тех пор, когда размеры пустотного образования становятся видимыми для глаза.
Турбулентный вихрь является первым признаком нарушения однородности окружающего пространства и является своеобразным концентратором напряжения, снижающим предел прочности водного потока на разрыв. При достижении в точке К скорости V[sub]max[/sub] произойдет отрыв элементарной частички от тела торпеды. В этой точке на задней поверхности торпеды элементарная каверна начнет увеличиваться в размере. Причиной возникновения каверны является недопустимое превышение такого свойства воды, как инертность – способность перетекать в вакуум со скоростью V[sub]max[/sub]. С ростом скорости ее размер увеличивается до видимого размера.
Первичная каверна – пустота, близкая к физическому понятию абсолютный вакуум. Каверна всасывает в себя окружающую субстанцию с максимально возможной скоростью V[sub]max[/sub]. С левой стороны она присасывается к телу торпеды. Со всех других сторон она всасывает в себя растворенный в воде воздух и (!!!) пар, поскольку вода просто не может догнать торпеду с образовавшейся на ее задней поверхности каверной. Начинается процесс, который можно назвать «вакуумным выпариванием воды». Отличительной чертой газов является отсутствие межмолекулярного притяжения. Элементарная частичка пара представляет собой единое целое только под действием давления окружающей среды. При перетекании в вакуум все составляющие частичку молекулы стремятся разлететься в пространстве. При попадании газообразного вещества в вакуум здесь устанавливается абсолютный хаос. Каждая молекула стремится двигаться прямолинейно, но всасывается в каверну под своим углом закручивания ([ch946][sub]i[/sub]). Молекула стремится догнать торпеду, но не может: в своем движении вперед торпеда образует все новые объемы вакуума. Сила трения и соударения вихрей в пограничной зоне каверны постоянно вырывает и разбрасывает в пространстве осколки хаотично движущегося высокоразреженного вещества. Испаряясь в вакуум, турбулентные завихрения своей гибелью обеспечивают постоянное воспроизводство вторичных высокоразреженных пустот в окружающем пространстве, которые образуют за торпедой кавитационный шлейф.
Подведем итог: вода превращается в пар под всасывающим действием вакуума. Кавитационные пузырьки являются тому доказательством. И сделаем вывод: существует гидродинамический способ осуществления фазового превращения воды в пар (в отличие от известного термодинамического способа). Этот способ по мере возрастания скорости водного потока способен обеспечить постепенное уменьшение плотности воды в потоке вплоть до плотности пара. Непрерывное увеличение скорости потока - необходимое, но не достаточное условие уменьшения плотности воды. Оно должно осуществляться одновременно в направлении трех пространственных координат. Выводы, сделанные в формуле (1), необходимо уточнить. В векторной форме запишем:
V[sub]max[/sub] = V[sup]X[/sup][sub]max[/sub] + V[sup]Y[/sup][sub]max[/sub] + V[sup]Z[/sup][sub]max[/sub] ............(14),
Где V[sup]X[/sup][sub]max[/sub], V[sup]Y[/sup][sub]max[/sub], V[sup]Z[/sup][sub]max[/sub] - составляющие вектора в декартовой системе координат, величина каждого из которых вычисляется по формуле (1).
Для того, что бы снизить лобовое сопротивление транспортного средства перед его лобовой частью необходимо создать ускоренно расширяющийся в направлении трех осей Декартовой системы координат поток.
При кавитации, в соответствии с вышеприведенной аналогией из области термодинамики, начинается процесс скачкообразного гидродинамического фазового превращения воды в пар. Этот процесс можно назвать короче – вакуумное выпаривание воды. Так поступает ныне действующая гидродинамика. Здесь воду заставляют принудительно перетекать в вакуум с недопустимой для нее скоростью. При этом нарушается такое свойство «нормальной» воды, как инертность – способность перетекать в вакуум с определенной скоростью. Под «нормальной» водой подразумевается вода с нормальной плотностью.
Описанный здесь способ осуществляет постепенное уменьшение плотности воды во всасываемом потоке. При этом всасываемый поток воды перед носовой частью транспортного средства ускоренно расширяется в направлении трех пространственных координат. С уменьшением плотности происходит увеличение скорости перетекания разреженной воды в вакуум, что позволяет увеличить скорость безкавитационного движения транспортного средства. С физической точки зрения этот процесс можно назвать гидродинамическим способом постепенного фазового превращения воды в пар.
В косяке все рыбы движутся в одном направлении друг за другом.
Физико-математическая модель способа
Удвоенное расстояние между точками 1' и 2 определяет максимальный диаметр торпеды, продвигающейся в пространстве со скоростью V, при котором на задней ее поверхности движение смыкающейся жидкости остается ламинарным. Ламинарное движение жидкости при данном профиле задней поверхности торпеды заканчивается в момент достижения «скорости обтекания» величины V[sub]лам[/sub] = V•2[sup]0,5[/sup]. Ниже точки 2 начинается турбулентное движение всасываемого потока. По предложенной методике можно рассчитать момент начала турбулентного движения при любой другой форме обтекаемой поверхности.
Турбулентность
Рассмотрим второй вариант, когда под действием естественных факторов поток не успел сомкнуться в точке К. В этом случае вода сомкнется в точке Б на расстоянии S[sub]1[/sub] от задней поверхности торпеды. Зона, ограниченная размерами d и S[sub]1[/sub] характеризуется неестественным (искусственно созданным) состоянием жидкости, и ограничена кривой В. Зарисованная красным цветом зона, характеризуется ускоренным передвижением всасываемой жидкости в направлении трех пространственных координат. Рассмотрим этот процесс в увеличенном масштабе на рис.1б. Движение частички I характеризуется, как ламинарное. Она отстает на величину [ch916] от частички I I , которая раньше начала заполнять освобождающееся пространство. Начиная с рассматриваемого момента, перед частичкой II образовалось пустое пространство, обозначенное красным цветом (для элементарной частики «пустым» пространством является физический вакуум). Она начинает заполнять его под действием напора следующих за ними частиц по самой короткой траектории в направлении вектора , закручиваясь вокруг частички I по окружности радиусом [ch916]•5[sup]0,5[/sup] под углом [ch946][sub]i[/sub]. Индекс t в обозначении вектора отражает факт изменения направления движения частички II именно в рассматриваемый момент. Частичка III относительно частички I закручивается под углом [ch946][sub]i [/sub]по окружності радіусом [ch916]•20[sup]0,5[/sup] и.т.д. в тригонометрической прогрессии. Возникает цепная реакция турбулентного завихрения. Освободившееся пространство может быть заполнено только за счет увеличения размеров [ch916] и 2[ch916] частичек II и III. В «голубом» ламинарном потоке движение частичек в горизонтальном направлении является равномерным и расстояние между элементарными частичками не меняется. Одновременно с закручиванием траектории равномерное движение в горизонтальном направлении становится ускоренным. Происходит уменьшение плотности жидкости в турбулентном вихре. Турбулентность является доказательством возможности уменьшения плотности жидкости средствами аэро-гидродинамики.
Для эффективного использования этого процесса в технике необходимо устранить процесс закручивания жидкости в вихри. Сделать это можно, если отсасывать жидкость в направлении вектора V[sub]отс[/sub], направленного под углом [ch946][sub]i[/sub] к обтекаемой поверхности. Именно этот эффект предполагается в летательном аппарате вертикального взлета, описанном в статье «Четвертый способ» для предотвращения возникновения турбулентности над вогнутой поверхностью в режиме горизонтального полета. А снижение плотности воздуха используется, как одно из условий обеспечения вертикального взлета. Но в данной статье важен другой эффект: уменьшение плотности ведет к увеличению скорости перетекания жидкости в вакуум (см. формулу 1), что в свою очередь ведет к увеличению скорости безкавитационного продвижения аппарата в жидкой среде.
Кавитация
Элементарная каверна представляет собой элементарную частичку абсолютного вакуума. Она существует везде и всегда. Ее размер равен расстоянию между молекулами воды. Поскольку вода практически несжимаема, постольку уменьшаться она не может, но может расти в зависимости от многих факторов. В данной статье мы связываем размер элементарной частицы вакуума с ускорением и с количеством координат, в направлении которых этот поток распространяется. Пустота никому и ничему вредить не может. Люди ее даже не замечают, а техника, гордящаяся достижениями в нано - технологиях, из неизвестных соображений замечать не хочет до тех пор, когда размеры пустотного образования становятся видимыми для глаза.
Турбулентный вихрь является первым признаком нарушения однородности окружающего пространства и является своеобразным концентратором напряжения, снижающим предел прочности водного потока на разрыв. При достижении в точке К скорости V[sub]max[/sub] произойдет отрыв элементарной частички от тела торпеды. В этой точке на задней поверхности торпеды элементарная каверна начнет увеличиваться в размере. Причиной возникновения каверны является недопустимое превышение такого свойства воды, как инертность – способность перетекать в вакуум со скоростью V[sub]max[/sub]. С ростом скорости ее размер увеличивается до видимого размера.
Первичная каверна – пустота, близкая к физическому понятию абсолютный вакуум. Каверна всасывает в себя окружающую субстанцию с максимально возможной скоростью V[sub]max[/sub]. С левой стороны она присасывается к телу торпеды. Со всех других сторон она всасывает в себя растворенный в воде воздух и (!!!) пар, поскольку вода просто не может догнать торпеду с образовавшейся на ее задней поверхности каверной. Начинается процесс, который можно назвать «вакуумным выпариванием воды». Отличительной чертой газов является отсутствие межмолекулярного притяжения. Элементарная частичка пара представляет собой единое целое только под действием давления окружающей среды. При перетекании в вакуум все составляющие частичку молекулы стремятся разлететься в пространстве. При попадании газообразного вещества в вакуум здесь устанавливается абсолютный хаос. Каждая молекула стремится двигаться прямолинейно, но всасывается в каверну под своим углом закручивания ([ch946][sub]i[/sub]). Молекула стремится догнать торпеду, но не может: в своем движении вперед торпеда образует все новые объемы вакуума. Сила трения и соударения вихрей в пограничной зоне каверны постоянно вырывает и разбрасывает в пространстве осколки хаотично движущегося высокоразреженного вещества. Испаряясь в вакуум, турбулентные завихрения своей гибелью обеспечивают постоянное воспроизводство вторичных высокоразреженных пустот в окружающем пространстве, которые образуют за торпедой кавитационный шлейф.
Подведем итог: вода превращается в пар под всасывающим действием вакуума. Кавитационные пузырьки являются тому доказательством. И сделаем вывод: существует гидродинамический способ осуществления фазового превращения воды в пар (в отличие от известного термодинамического способа). Этот способ по мере возрастания скорости водного потока способен обеспечить постепенное уменьшение плотности воды в потоке вплоть до плотности пара. Непрерывное увеличение скорости потока - необходимое, но не достаточное условие уменьшения плотности воды. Оно должно осуществляться одновременно в направлении трех пространственных координат. Выводы, сделанные в формуле (1), необходимо уточнить. В векторной форме запишем:
V[sub]max[/sub] = V[sup]X[/sup][sub]max[/sub] + V[sup]Y[/sup][sub]max[/sub] + V[sup]Z[/sup][sub]max[/sub] ............(14),
Где V[sup]X[/sup][sub]max[/sub], V[sup]Y[/sup][sub]max[/sub], V[sup]Z[/sup][sub]max[/sub] - составляющие вектора в декартовой системе координат, величина каждого из которых вычисляется по формуле (1).
Для того, что бы снизить лобовое сопротивление транспортного средства перед его лобовой частью необходимо создать ускоренно расширяющийся в направлении трех осей Декартовой системы координат поток.
При кавитации, в соответствии с вышеприведенной аналогией из области термодинамики, начинается процесс скачкообразного гидродинамического фазового превращения воды в пар. Этот процесс можно назвать короче – вакуумное выпаривание воды. Так поступает ныне действующая гидродинамика. Здесь воду заставляют принудительно перетекать в вакуум с недопустимой для нее скоростью. При этом нарушается такое свойство «нормальной» воды, как инертность – способность перетекать в вакуум с определенной скоростью. Под «нормальной» водой подразумевается вода с нормальной плотностью.
Описанный здесь способ осуществляет постепенное уменьшение плотности воды во всасываемом потоке. При этом всасываемый поток воды перед носовой частью транспортного средства ускоренно расширяется в направлении трех пространственных координат. С уменьшением плотности происходит увеличение скорости перетекания разреженной воды в вакуум, что позволяет увеличить скорость безкавитационного движения транспортного средства. С физической точки зрения этот процесс можно назвать гидродинамическим способом постепенного фазового превращения воды в пар.
В косяке все рыбы движутся в одном направлении друг за другом.
Мелкие рыбы, виляя хвостом, закручивают воду в вихрь, движущийся в направлении только двух координат. При этом достигается некоторое снижение плотности воды в вихре. Нос рыбы на фот. 3 направлен в центр первого турбулентного завихрения, который оставила за собой впереди плывущая рыба. Фотографии наглядно демонстрируют, что рыбы используют разреженное состояние воды в турбулентном вихре.
Фот. 3. Это наглядный пример реализации божественного замысла: «Тебя ударили по левой щеке – подставь правую, зато перед тобой открывается разреженное пространство». К тому же, динамический напор вихря вернет голову на прямолинейную траекторию передвижения. А так и к цели быстрее доберешься.
Фот. 3. Это наглядный пример реализации божественного замысла: «Тебя ударили по левой щеке – подставь правую, зато перед тобой открывается разреженное пространство». К тому же, динамический напор вихря вернет голову на прямолинейную траекторию передвижения. А так и к цели быстрее доберешься.
Вложения
Другая, более крупная рыба, создаст завихрение в трехмерной системе координат. Она сделает это самостоятельно без посторонней помощи и добьется при этом рекордного результата. Но об этом позже.
Цель этого физического опыта заключается в увеличении скорости передвижения подводного аппарата путем рассасывания воды от его носовой части. Рассмотрим его принципиальную схему, представленную на рис. 2а и 2б в двух проекциях.
В носовой части корпуса 1 неподвижно установлен съемный обтекатель 2. Для проведения сравнительных экспериментов были изготовлены два обтекателя:
- экспериментальный обтекатель в виде конусной поверхности с вогнутой образующей и
- выпуклый обтекатель, имитирующий традиционную форму обтекаемого подводного аппарата.
Гребной винт, состоит из диска 3, четырех лопастей 4 и кольцевого канала вокруг лопастей 5.
Назначение кольцевого канала 5 заключается в необходимости предотвращения всасывания воды в радиальном направлении V[sub]рад[/sub]. Вся мощность двигателя направлена на создание всасываемого потока в двух основных направлениях. Всасывание воды винтом в направлении вектора Vгор обеспечивает создание двигателем силы тяги, которая обеспечивает передвижение модели в горизонтальном направлении. Все остальные вектора передвижения элементарных частиц призваны объяснить сущность ускоренного расширения потока перед лобовой частью модели. Под всасывающим эффектом лопастей частички a и b растягиваются в противоположные стороны, чем обеспечивается расширение потока в направлении трех пространственных координат. Рисунок также наглядно иллюстрирует непрерывное увеличение скорости в вертикальном направлении, по мере приближения рассматриваемых частиц к винту, т.е. движение является ускоренным в направлении трех пространственных координат. Причем, плотность уменьшается в результате направленного расширения элементарных частиц, а не хаотичного (как при нагревании), что ведет к значительному уменьшению энергоемкости процесса.
Уменьшение плотности является необходимым, но не достаточным условием снижения лобового сопротивления. Необходимо нейтрализовать действие динамического напора всасываемой жидкости на лобовую часть. Это достигается за счет выполнения обтекателя в виде конической поверхности с вогнутой образующей.
Рис. 2а Рис.2б
Принципиальная схема способа уменьшения лобового сопротивления подводного аппарата
Один из способов уменьшения плотности окружающей среды перед транспортным средством.
Цель этого физического опыта заключается в увеличении скорости передвижения подводного аппарата путем рассасывания воды от его носовой части. Рассмотрим его принципиальную схему, представленную на рис. 2а и 2б в двух проекциях.
В носовой части корпуса 1 неподвижно установлен съемный обтекатель 2. Для проведения сравнительных экспериментов были изготовлены два обтекателя:
- экспериментальный обтекатель в виде конусной поверхности с вогнутой образующей и
- выпуклый обтекатель, имитирующий традиционную форму обтекаемого подводного аппарата.
Гребной винт, состоит из диска 3, четырех лопастей 4 и кольцевого канала вокруг лопастей 5.
Назначение кольцевого канала 5 заключается в необходимости предотвращения всасывания воды в радиальном направлении V[sub]рад[/sub]. Вся мощность двигателя направлена на создание всасываемого потока в двух основных направлениях. Всасывание воды винтом в направлении вектора Vгор обеспечивает создание двигателем силы тяги, которая обеспечивает передвижение модели в горизонтальном направлении. Все остальные вектора передвижения элементарных частиц призваны объяснить сущность ускоренного расширения потока перед лобовой частью модели. Под всасывающим эффектом лопастей частички a и b растягиваются в противоположные стороны, чем обеспечивается расширение потока в направлении трех пространственных координат. Рисунок также наглядно иллюстрирует непрерывное увеличение скорости в вертикальном направлении, по мере приближения рассматриваемых частиц к винту, т.е. движение является ускоренным в направлении трех пространственных координат. Причем, плотность уменьшается в результате направленного расширения элементарных частиц, а не хаотичного (как при нагревании), что ведет к значительному уменьшению энергоемкости процесса.
Уменьшение плотности является необходимым, но не достаточным условием снижения лобового сопротивления. Необходимо нейтрализовать действие динамического напора всасываемой жидкости на лобовую часть. Это достигается за счет выполнения обтекателя в виде конической поверхности с вогнутой образующей.
Рис. 2а Рис.2б
Принципиальная схема способа уменьшения лобового сопротивления подводного аппарата
Вложения
При протекании воды по вогнутому обтекателю в произвольной точке (см. рис. 3а ) элементарная частичка с стремится занять место предыдущей частички а. Вектор ее скорости V[sub]i [/sub]раскладывается на тангенциальную и нормальную составляющие. Тангенциальный составляющий вектор скорости V[sub][ch964][/sub] определяет величину статического давления на основании закона Бернулли. А нормальный составляющий вектор скорости V[sub]отс[/sub] направлен от обтекателя в сторону, совпадающую с направлением передвижения модели в направлении вектора V, что решает поставленную задачу о нейтрализации действия динамического напора потока. Одновременно обеспечивается дополнительное уменьшение плотности жидкости за счет увеличения размера элементарной частички 2[ch916] на величину [ch948]. Указанные факторы обуславливают создание дополнительной силы тяги на вогнутой поверхности обтекателя. Для сравнения рассмотрим аналогичную схему протекания всасываемого потока над выпуклым обтекателем (см. рис. 3б и фотографию «скутера Лёлика» на фот. 1). Предположим, что частичка с имела скорость и направление такие же, что и частичка на рис. 3а. Движение по выпуклому профилю принудительно отклоняет частичку от самой короткой траектории к точке а. Вектор V[sub]i [/sub]раскладывается на тангенциальную V[sup][ch964][/sup][sub]сж[/sub] и нормальную V[sub]сж[/sub] составляющие. Тангенциальный вектор, по-прежнему, определяет величину статического давления в потоке. А нормальный вектор V[sub]сж[/sub] направлен в сторону, противоположную движению аппарата, и обуславливает увеличение лобового сопротивления. Отрицательное действие дополнительно проявляется в увеличении плотности жидкости во всасываемом потоке за счет принудительного уменьшения диаметра элементарной частички на величину –[ch948] под действием динамического напора смежных частичек.
Вложения
- Откуда
- Одесса, Украина
@ Е.В.Б.
Вы начинаете, малость, раздражать вновь создаваемыми темами со своим теоретическим материалом. Сама тема ,конечно, представляет некоторый интерес, однако Ваша настойчивость может и этот небольшой интерес заменить на отвращение - имейте это ввиду.
Все Ваши темы, вновь создаваемые на форуме по данному вопросу будут перемещаться в эту тему.
Вы начинаете, малость, раздражать вновь создаваемыми темами со своим теоретическим материалом. Сама тема ,конечно, представляет некоторый интерес, однако Ваша настойчивость может и этот небольшой интерес заменить на отвращение - имейте это ввиду.
Все Ваши темы, вновь создаваемые на форуме по данному вопросу будут перемещаться в эту тему.
Similar threads
