Виды движения эфира

Первоначала вещей в пустоте необъятной мятутся

Тит Лукреций Кар. О природе вещей.

Устройство вещества – это устройство его молекул и атомов, атомных ядер и электронных оболочек. Чтобы разобраться в сложных структурах, всегда приходится начинать с простейших.

Если рассматривать отдельный амер, то у него по отношению к другим амерам может существовать лишь одна основная форма движения – поступательная. Амер сохраняет свое движение до тех пор, пока не столкнется с другим амером, что их обоих заставит изменить направление движения. Конечно, при этом могут возникнуть и деформации амеров, и вращение их, на что затратится энергия, однако эти формы движения для эфира в целом не являются главными, поэтому изучение влияния этих форм на параметры эфира – дело будущего.

Элементарный объем эфира обладает уже тремя формами движения – диффузионной, поступательной и вращательной (рис. 5.1).

Эти три формы имеют следующие семь видов движения:

диффузионная – три вида – перенос масс (если плотности в различных областях пространства разные); перенос количества движения (если в газе есть градиент скоростей потоков); перенос энергии (если в газе есть разность температур) (рис. 5.2);

поступательная – два вида – ламинарное течение (типа ветра) и первый звук (передача малого приращения давления) (рис. 5.3);

вращательная – два вида – разомкнутое вращение (типа смерча) и замкнутое вращение (типа тороида) (рис. 5.4).

Остальные формы движения газа – это лишь комбинации перечисленных.

Из всех перечисленных форм и видов движения эфира только один вид движения – тороидальный – может обеспечить в ограниченном пространстве локализацию уплотненного газа, все остальные виды движения газа в пространстве не локализованы. Таким образом, тороидальный вихрь – единственное образование которое может отождествляться с микрочастицами. Следовательно, нужно разобраться в том, как устроен газовый вихрь.

Специально поставленные эксперименты показали, что линейный газовый вихрь представляет собой трубу с уплотненными стенками с пониженным давлением внутри трубы (центробежные силы отбрасывают газ из центра к стенкам) и градиентным пограничным слоем вокруг нее.

Рис. 5.1. Движение амера, формы и виды движения эфира

Рис. 5.2. Диффузионные формы движения эфира

Рис. 5.3. Поступательные формы движения эфира

Рис. 5.4. Вращательные формы движения эфира

Благодаря пограничному слою газовая труба не рассыпается, а вращается почти как твердое тело. В пограничном слое благодаря высокому градиенту скоростей температура понижена, вязкость тоже понижена, и вихрь вращается в пограничном слое, как в подшипнике скольжения, отдавая внешней среде лишь минимум энергии (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Цилиндрический газовый вихрь: поперечное сечение вихря (а); распределение плотности газа (б); эпюра касательных скоростей (в); зависимость угловой скорости вращения газа в вихре от радиуса (г)

Рис. 5.6. Сжатие газового вихря на входе в воздухозаборник

(слева вверху) реактивного двигателя самолета (на стоянке)

Тот факт, что газовый вихрь имеет трубообразное строение, известно достаточно давно. Это было подтверждено на специальном стенде с помощью установленного на земле реактивного самолетного двигателя, при запуске которого перед ним образуется вихрь (рис. 5.6).

Такие вихри часто образуются на стоянках у обычных самолетов, у которых двигатели расположены достаточно низко. Тогда такой смерч подметает площадку перед самолетом и тащит в турбину все, что на ней оказывается – песок, комья земли, камни и забытые инструменты. Все это летит в турбину и ломает лопатки. Для выяснения всех обстоятельств и был построен стенд, с помощью которого нашли радикальный способ борьбы с поломками. Оказалось, что перед запуском нужно подметать площадку и не забывать на ней инструменты.

Природные смерчи и циклоны им имеют торообразную форму. Но обычно мы видим только центральную часть, где воздух сильно сжат. Но воздух, поднявшись вверх, дальше расте-кается и вновь опускается вниз, снова устремляясь к этой центра-льной части. Но ту часть движения воздуха, где он движется вниз мы не видим, потому что он растекается по большой площади, поэтому опускается очень медленно. Однако на фотографиях циклонов торообразная фигура циклона все же видна.

Винтовое движение газа в вихревом столбе более устойчиво, чем не винтовое, так как градиент скорости в пограничном слое увеличивается – добавляется еще одно перемещение газа вдоль столба. Поэтому смерчи наиболее устойчивы тогда, когда в них сочетаются два движения – вращательное вокруг оси и поступательное вдоль оси вихря (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Смерч: а – внешний вид смерча; б – структура смерча по

по данным наблюдений

Рис. 5.8. Образование циклона в районе Флориды (снимок из космоса)

В тороидальном же вихре происходит все то же самое, только эта труба газового вихря замкнута сама на себя, в результате чего получается винтовой вихревой тороид (рис. 5.8).

Винтовые вихревые тороиды могут иметь несколько форм. Одна из них – тонкое вихревое кольцо. Вторая форма – шарооб-разная, близкая к так называемому вихрю Хилла. В зависимос-ти от ориентации кольцевого движения (движения вокруг главной оси тороида) по отношению к тороидальному движению вокруг кольцевой оси тороидального тела возможно правое или левое винтовое движение. Может быть и только одно тороида-льное движение, без кольцевого, но такой вихрь менее устойчив.

К винтовому тороиду могут присоединяться дополнительные – присоединенные вихри. Примером такого многослойного вихря является так называемый вихрь Тейлора. Этот тип вихря был получен экспериментально в двадцатых годах текущего столетия Дж.Тейлором. Напоминает атом с его электронными оболочками, не правда ли (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Вихрь Тэйлора

Благодаря наличию пограничного слоя, удерживающего вихрь от разрушения, возникает градиент скоростей, что приводит к падению температуры в пограничном слое, а поэтому всякий газовый вихрь охлаждает окружающую среду, постепенно забирая от нее тепло. Когда все температуры выровняются, температурный пограничный слой перестанет существовать, а кинетическая энергия вращения тела вихря исчерпается, после чего вихрь разрушится.

Когда вихрь отдает часть своей энергии, он увеличивает свой диаметр. Причин тому несколько: одна из них заключается в том, что внутреннее давление в центральной части вихря начинает подниматься, так как центробежные силы не так интен-сивно теперь отбрасывают газ из внутренней области к стенкам.

Как образуются вихри? Для их образования достаточно просто хаотического соударения струй газа. Начиная с некоторого критического значения скоростей соударения, газ начинает закручиваться, и в пограничных областях струй образуются кольцевые вихри. Эти вихри самоуплотняются, поскольку газ, в отличие от жидкости, сжимаем, уменьшаются в размерах и самопроизвольно делятся. Аналогичное явление, только без сжатия вихрей, можно наблюдать в обычной воде, если в нее капнуть с небольшой высоты каплю чернил. Этот простой, красивый и эффектный эксперимент доступен каждому. При проведении опыта не забудьте поставить около банки с водой настольную лампу, чтобы лучше наблюдать образование вихревых колец (рис. 5.10).