Труба Виктора Шаубергера



Пожалуй наиболее простое и в то же время наиболее полно документированное изобретение Виктора Шаубергера — это его трубы специального профиля. В простейшем варианте такая труба представляет собой именно неподвижную трубу без каких-либо дополнительных деталей. Тем не менее хорошо документированные результаты опытов говорят о том, что при некоторых скоростях потока гидродинамическое сопротивление этих труб становится нулевым, если не отрицательным, то есть труба не тормозит поток, а возможно, и разгоняет его!

Однако по непонятным для меня причинам энтузиасты «свободной энергии» дружно обходят своим вниманием эти трубы. Возможно, это связано с тем, что изготовить трубу нужной конфигурации «на коленке» крайне сложно, да и стандартное заводское оборудование мало приспособлено для таких работ, а изготовление специальной оснастки потребует весьма внушительных материальных затрат.

Труба в виде двойной спирали

Австрийский патент №196680

Эта труба описана в австрийском патенте №196680 от 15 августа 1957 года (заявка подана 30 мая 1951 года, в качестве соавтора указан сын — Вальтер Шаубергер). Она представляет собой трубу яйцевидного сечения, у которой часть профиля сбоку возле узкого конца как бы вдавлена внутрь. Вся эта конструкция сначала спирально закручена вокруг своей продольной оси, а затем также спирально закручена вокруг воображаемого конуса или цилиндра. Таким образом, труба имеет весьма сложную двойную спиральную конфигурацию. Кроме того, сечение трубы постепенно уменьшается по ходу движения потока при сохранении пропорций профиля.

В качестве цели изобретения было заявлено «предотвращение образования ржавчины и увеличение скорости течения».

Чертёж к австрийскому патенту №196680. Слева — сечение трубы, справа — варианты закрутки трубы. Иллюстрация на основе русского издания книги «Энергия воды», с.152; здесь и далее ссылки на страницы без указания источника относятся к этой книге.

Из чертежа примерно ясно, какую вогнутость следует формировать на узком конце профиля трубы, однако неизвестны пропорции его сплюснутости. Зная, что Шаубергер придавал большое значение «золотой пропорции» (1 : 1.618..), можно предположить, что «яйцо» должно быть сплюснуто примерно в том же соотношении. Впрочем, непосредственные измерения на чертеже дают соотношение большой и малой осей примерно 1 : 1.35 при приблизительном равенстве сечений верхней и нижней половин профиля относительно самой широкой части «яйца» (с учётом вогнутости). Одна из версий объяснения такого положения вещей приводится в статье «Как работает геликоид», которую рекомендую прочитать всем интересующимся этой темой.

Для цилиндрической спиралевидной закрутки показан равномерный шаг витков спирали, а для конической — увеличивающийся или равномерный, в зависимости от назначения конуса (предполагаемое мною основное направление движения — снизу вверх). В обоих случаях образующая конуса является прямой.

Другие патенты на аналогичные трубы

Помимо «родного» австрийского патента, в 1953 году Шаубергер получил аналогичные патенты ещё нескольких стран — Португалии (№29729), Франции (№1057576), Бразилии (№43431). Очевидно, патентные ведомства этих стран оказались более расторопными по сравнению с австрийцами, думавшими над выдачей патента более 6 лет.

В этих патентах помимо «закрытого» профиля трубы, указанного в австрийском патенте, встречается и открытый профиль трубы, или, попросту говоря, жёлоб, профиль которого аналогичен природному руслу рек и ручьёв.

Оптимальный открытый жёлоб (русло) по Шаубергеру. Слева — путь жёлоба-русла (пунктиром показан путь основного потока — стрежень) и профиль сечения русла в различных местах (пунктиром показано центростремительное завихрение жидкости в соответствующем месте, красные треугольные маркеры на верхней границе жидкости отмечают стрежень — самую большую скорость течения). Справа показан рекомендуемый уровень заполнения жёлоба относительно полного (закрытого) профиля. См. с.162.

Кроме того, там же приводятся два дополнительных профиля спиральной навивки трубы — гиперболический конус и «капля», предназначенные для специальных условий применения.

Дополнительные профили спиральной навивки трубы. См. с.162.

Говоря об иллюстрациях к французскому патенту, я должен заметить, что на самом деле между потоком с открытой поверхностью и потоком, полностью заполняющем трубу, — очень большая разница, о чём подробно говорится при анализе эффекта Трещалова. А в лесосплавных сооружениях Шаубергера, имеющих открытое русло и относительно невысокую скорость течения, скорее всего именно этот эффект был главным фактором успешной работы, а форма русла лишь способствовала его наибольшему проявлению, создавая условия для эффективной оптимизации механической энергии потока и растраты её не на бесполезные буруны, а на создание спирального вращения воды, приподнимающего брёвна над дном лотка и позволяющего сплавлять их при уникально малом расходе воды, абсолютно недостаточном для их «обычного» водоизмещающего плавания (это видно, например, на иллюстрации к австрийскому патенту№122144).

«Архимедов винт» по Шаубергеру

Есть и ещё одно любопытное замечание Шаубергера. «Если требуется уменьшить площадь сечения труб, чтоб сократить затраты на создание трубопровода, но при этом сохранить скорость течения, то [трубу] нужно один или несколько раз завить и прикрепить к цилиндрическому каркасу, который потом следует вращать». То есть получается как бы вариант известного с античности Архимедова винта, своего рода трубчатый шнек, являющийся одновременно и средством доставки, и насосом. Идея красивая, но применима, пожалуй, лишь на расстояниях в несколько метров. Вы можете себе представить «вращающийся цилиндрический каркас» длиной хотя бы метров 100? Я — с трудом!

Спиральная труба как химический реактор

Огромное значение Шаубергер придавал открытому им свойству вращающихся спиральных труб способствовать протеканию химических реакций в перемещающихся по ним жидкостях, то есть выступать в качестве катализатора. При этом он считал, что каталитические свойства определяются в первую очередь характером течения: «площадь поперечного сечения может уменьшаться либо по направлению к вершине конуса, как, например, в устройстве для передачи и трансформации морской воды в пресную питьевую, либо по направлению к основанию конусообразного каркаса, как в устройствах для разделения смесей.» «В особых случаях несколько таких труб могут быть связаны вершина к вершине, а основание к основанию. Это требуется, например, при стимуляции пульсаций в процессах синтеза» (с.157).

Подобные «реакторы» должны вращаться вместе с коническим каркасом, причём за счёт скорости вращения «можно увеличивать по желанию не только объёмный расход вещества и получение полезной механической работы, но и скорость молекулярных трансформаций», то есть химических процессов. Но вращение каркаса не является обязательным условием: «В такой же статической трубе процессы молекулярной трансформации происходят надлежащим образом по всей длине трубы, просто их скорость не подлежит контролю» (с.158).

Безусловно, благотворное влияние перемешивания на протекание многих реакций — отнюдь не новость для химиков. Однако Шаубергер утверждает, что имплозионное движение потоков жидкости в его трубах позволяет проводить при практически обычных температурах те процессы, которые традиционная химия в данных условиях считает невозможными — в самом деле, попробуйте-ка превратить морскую воду в пресную без кипячения или, на худой конец, вымораживания (правда, проводил ли Шаубергер такие опыты по опреснению в натуре, мне неизвестно). Шаубергер объясняет это следующим образом: «Энергетическое спаривание, то есть связывание этих компонентов со средой, происходит благодаря наложению всех вышеописанных форм движения. Компоненты соединяются посредством биокаталитического inter alia [среди прочего, лат.], которое происходит благодаря правильному выбору материалов, из которых делаются трубы, ёмкости» (с.158). Здесь перевод в книге особо коряв. Не имея доступа к немецкому оригиналу, я бы всё же предложил следующий вариант: «Энергетическое слияние, то есть связывание этих компонентов со средой, происходит благодаря наложению всех вышеописанных форм движения. Кроме того, компоненты соединяются посредством биокатализа, который происходит при правильном выборе материалов для труб и емкостей».

Но это ещё не всё — ведь использование подобной трубы может убить сразу двух зайцев: осуществить транспортировку вещества, а во время этой транспортировки — ещё и провести необходимые химические реакции, так что, загрузив «на входе» сырьё, «на выходе» получаем нужный продукт в нужном месте. Впрочем, уже несколько десятков лет нечто подобное практикуют строители — на заводе в миксер-бетоновоз загружаются щебень, песок, цемент и вода, а когда он приезжает на стройку, то выгружает уже готовый к заливке бетон. Кстати, можно сказать, что перемещение вещества в бетономешалке происходит в некотором роде по имплозионному принципу — при её вращении порции замешиваемой смеси от стенки перемещаются (падают) в центр ёмкости.

Объяснение принципа действия спиральной трубы по Шаубергеру

Вот как объясняет причину эффектов, возникающих при использовании трубы в виде двойной спирали, сам Шаубергер: «важно, что вещество, которое требуется транспортировать, заставляют двигаться таким образом, чтобы оно перемещалось внутрь, по направлению к центру, одновременно проходя через углубления, изгибы и т.д. Посредством этого ламинарного, вкручивающегося и особенно многократно закручивающегося движения можно достигнуть существенных преимуществ по сравнению с современными методами транспортировки таких веществ» (с.153). «Комбинация орбитального и вращательного движения облегчает и совершенствует процесс транспортировки вещества, достигаются многочисленные специфические эффекты» (с.154, здесь и далее под «вращательным движением» имеется в виду вращение потока вокруг своей оси внутри трубы, а под «орбитальным» — поступательное движение с вращением вокруг центра, лежащего вне сечения потока, при движении по трубе, спирально навитой на конический или цилиндрический каркас).На рисунке слева показано, как Шаубергер советует закручивать профиль трубы (D) и как при этом закручивается поток внутри неё (E).

Кроме того, Шаубергер подчёркивал особую важность выбора материала трубы: «любая разновидность меди каталитически ускоряет или облегчает закручивающееся движение. Необязательно делать трубы из меди целиком, достаточно сделать выкладку на внутренней поверхности трубы (на всей или на некоторых участках). Очень просто достичь желаемых результатов, поскольку жидкость время от времени контактирует с медью, и чем чаще это происходит, тем лучше. Также могут с тем же успехом использоваться медьсодержащие сплавы. Медь можно заменить любым металлом, обладающим такими же электрическими характеристиками, например серебром или золотом» (с.154). Те же требования предъявляются к материалам для устройств, предназначенных для проведения реакций и преобразования веществ: «Идеальными для этих процессов являются медь, серебро, золото и их сплавы. Однако в целях экономии можно использовать также и синтетические смолы (пластик), с или без минеральных или металлических включений или с кварцевыми вставками, либо с природным камнем, либо с древесиной (лиственницы, дуба и др. пород). Эти природные материалы можно комбинировать». «Внедряемые в конструкцию вещества, катализаторы, элементы должны от природы иметь определённые энергетические характеристики и сочетаться по ним между собой — этот закон хорошо понимают те, кто работал с катализаторами» (с.159).

Однако золото и даже медь не так уж необходимы: «нужный эффект можно получить при использовании магнитов. Ими либо можно выложить всю протяжённость поверхности трубы, либо расположить их на определённом расстоянии друг от друга» (с.154). Правда, необходимая сила магнитов и особенности их размещения (шаг, ориентация) не уточняются.

Наконец, Шаубергер отмечал, что «энергетическое связывание (спаривание) может происходить под влиянием прямой иррадиации светом различной частоты (голубого, ультрафиолетового и т.д.), или её можно спровоцировать путём механической стимуляции вибрации» (с.159).

В результате всего этого отмечается охлаждение потока: «Характерное многомерно закручивающееся движение, включающее орбитальные и вращательные направления закручивающегося вещества, приводит к спаду температуры до аномальной точки и специфическому уплотнению вещества, в особенности если это вода.» «Повышение коэффициента полезного действия приписывается inter alia отбору субстанций через центробежно действующие реактивные давления стенок. Во всех подобных системах движения возрастает скорость движения. Процесс молекулярного синтеза интенсифицируется благодаря возрастанию специфической плотности» (с.159).

Другие попытки объяснение эффектов спиральной трубы

Первое касалось эффекта уменьшения трения при определённых скоростях потока. Как хорошо видно на фото слева, показывающем истечение воды из бутылки, при вихревом вращении текущей жидкости каждая струя представляет собой спираль. Эта спираль вращается вокруг общего центра и вокруг своей оси, плавно уменьшаясь в сечении по мере нарастания поступательной скорости. Но ведь именно такую форму сужающейся двойной спирали имеет и труба Шаубергера! Поэтому когда скорость потока становится такой, что параметры струи совпадают с параметрами трубы, контакт жидкости со стенками и возникающие при этом тормозящие усилия уменьшаются во много раз, а с ними — и потери на трение. Подтверждением этого был тот факт, что в тех же опытах при других скоростях струи в той же трубе сопротивление потока существенно возрастало, — очевидно, это происходило тогда, когда обусловленные скоростью параметры струи были максимально неподходящими для параметров трубы. Я склонен согласиться с подобными утверждениями.Конечно, кроме мнения Шаубергера, существуют и другие варианты объяснения эффектов, возникающих в спиральных трубах. Например, профессорФранц Поппель, в 1952 году проводивший опыты совместно с Шаубергером, выдвигал два объяснения.

Однако вышесказанное не может объяснить тот факт, что даже при «неблагоприятных» скоростях сопротивление в спиральной трубе остаётся меньше, чем в аналогичной прямой. С механической точки зрения в эти моменты сопротивление в спиральной трубе должно существенно превышать сопротивление в круглой — чтобы в среднем были примерно одни и те же потери, — но на практике такого не наблюдалось. Это можно объяснить только возникновением в таких условиях какой-то всасывающей либо толкающей силы, «протаскивающей» жидкость по трубе и тем самым снижающей потери на трение. И конечно, «механический» подход не может объяснить превращения веществ, подвергающихся имплозионному движению. Поэтому Поппель выдвигает ещё и электрическую гипотезу: «завихряющееся движение способно вызвать флоктуации, которые <..> могут объясняться только электрофизическими эффектами.» «Факты, <..> свидетельствующие о том, что материал трубки имеет особенно важное значение для формирования завихряющегося движения воды, не могут основываться только на гидродинамических эффектах, они также объясняются электрофизическими явлениями, связанными с огромной проводящей способностью меди и взаимодействием с водой». «Эти заключения подтверждены наблюдениями, где были задействованы шёлковые нити. Потемнение медных вставок, которое не происходило в состоянии покоя и которое впервые появилось при сильном потоке воды, указывает на небольшие структурные изменения в этих зонах» (с.313).

Гипотеза вполне правдоподобная, и, хотя недистиллированная вода является неплохим проводником электричества, при электризации из-за быстрого движения потока вполне возможно образование разности потенциалов, достаточной для многих электрохимических реакций. Да и сам Шаубергер не раз упоминал об электрической природе многих наблюдаемых им эффектов (правда, не стоит забывать, что его понятия «электричества» и «магнетизма» в некоторых аспектах весьма отличаются от принятых в традиционной науке).

Однако я должен заметить, что официальная наука для любого разделения зарядов (электризации) считает необходимым затратить внешнюю работу, то есть любая электризация сопровождается соответствующими затратами энергии, часть которой в процессе преобразования неизбежно теряется и превращается в тепло. Между тем, Шаубергер особо подчёркивает охлаждение, сопровождающее ускорение жидкости. Я вижу лишь две возможные причины — либо при этом происходят какие-то электрофорные процессы, в которых разделение зарядов сопровождается понижением температуры, то есть происходит за счёт тепловой энергии жидкости, а её разгон осуществляется возникшими электростатическими силами, либо благодаря имплозионному вихревому движению в спиральной трубе хаотическое тепловое движение молекул жидкости несколько упорядочивается, и обусловленная им тепловая энергия напрямую переходит в кинетическую энергию потока, а электризация не имеет непосредственного отношения к этому процессу и обусловлена лишь высокой скоростью потока. Если вдуматься, то оба варианта означают возможность построения «вечного двигателя второго рода». При этом в первом варианте логично предположить, что разделение зарядов с поглощением тепла сопровождается какими-то изменениями самой жидкости, в результате чего возникает упоминаемая Шаубергером необходимость периодически менять рабочее тело в его машинах (так что двигатель-то получается не такой уж вечный!). Во втором варианте изменения состава рабочего тела не должны иметь столь принципиального значения — лишь бы оно оставалось жидким. Кстати, в жидкостях с более выраженными диэлектрическими свойствами, в частности, в масле, электризация может протекать гораздо более интенсивно, чем в природной и водопроводной воде, а повышенние их текучести с ростом температуры может способствовать этому процессу.

Опыты профессора Поппеля

Эти опыты были проведены в начале 1952 года в Институте гигиены при Штутгартском технологическом университете, руководителем которого как раз и являлся профессор Франц Поппель (Franz Poppel). Для должной оценки их результатов следует напомнить предысторию этих экспериментов.

Изначально Поппель был настроен категорически против идей Шаубергера и на первом их обсуждении в Штутгартском университете 9 февраля 1952 года заявил «о нецелесообразности взглядов и утверждений Виктора и Вальтера Шаубергеров». Он считал, что «решающие области технологии были основаны на принципах классической механики, и поэтому все законы, касающиеся тока жидкостей или газов, также должны приниматься во внимание и с ними следует считаться. Более того, в гидравлике, как и в любой другой области, оптимальные и эффективные результаты были достигнуты при использовании Евклидовой геометрии. Из этих заявлений можно было бы сделать вывод, что разработки шаубергеровских труб совершенно бесполезны». В связи с этим Поппель «попросил разрешения не принимать участие в дальнейшей работе, ссылаясь на нецелесообразность потраченных усилий и времени» (с.281).

Присутствовавший там же помощник Федерального министра водных ресурсов Кампф (по-видимому, и организовавший эту встречу) безоговорочно согласился с Поппелем, отметив, что министерство заинтересовано в исследованиях труб Шаубергера только для того, чтобы окончательно и официально «положить конец неквалифицированным и безосновательным нападениям Виктора Шаубергера на общепринятую систему управления водными ресурсами» и даже готово «внести свой вклад в финансирование этих исследований». После этого Поппель согласился в течение двух месяцев провести необходимые опыты при участии Виктора Шаубергера и его сына Вальтера. Так что эти опыты проводились отнюдь не апологетом Шаубергера, а его идейным противником, что позволяет считать их результаты вполне объективными и уж никоим образом не подтасованными в пользу Шаубергера.

Какие цели исследования ставил Поппель? Они заключались в следующем (с.284).

  1. Можно ли заставить воду двигаться по многомерному, завихряющемуся, извилистому, спиралевидному пути, пропуская её через трубы?

  2. Играет ли форма проводящей трубы решающую роль в достижении этого завихряющегося движения?

  3. Играет ли материал, из которого сделана труба, решающую роль в достижении этого завихряющегося движения?

  4. Происходят ли изменения молекулярной структуры воды благодаря естественному закручиванию потока?

  5. Может ли закручивающееся течение препятствовать образованию осадка на стенках труб?

Понятно, что такая постановка вопросов определялась кругом интересов Института гигиены, занимавшегося, очевидно, вопросами водоснабжения и канализации. С точки зрения поисков «свободной энергии» нас могут заинтересовать несколько иные вопросы, а именно:

  1. проявляется ли при вихревом движении центростремительное движение как самостоятельное явление или оно имеет место лишь в отдельных местах как отражение центробежного движения от внешних стенок (само по себе это мало что даёт для поиска «свободной энергии», но позволяет проверить достоверность одного из базовых тезисов Шаубергера)?

  2. было ли зарегистрировано при каких-либо условиях хотя бы в одной из труб отрицательное гидродинамическое сопротивление, означающее по сути «механическую сверхъединичность»?

  3. происходят ли изменения рабочего тела и/или материала стенок при движении потока, не вызванные механическими причинами (как проверка достоверности ещё одного из базовых тезисов Шаубергера и как намёк на возможный источник энергии, обеспечивающей «механическую сверхъединичность», если таковая будет обнаружена)?    

Центростремительное движение

Характер движения жидкости в трубе изучался Поппелем с помощью вертикальной стеклянной трубы с внутренним диаметром 40 мм (площадь сечения 12.5 см2). Расход воды составлял0.2 .. 0.21 л/сек, что обеспечивает поступательную скорость воды 0.16 .. 0.17 м/сек, и по оценкам Поппеля уже соответствует скорости бурного потока (очевидно, с точки зрения турбулентности; с бытовой точки зрения на бурный поток это никак не тянет, поскольку такое течение можно успешно преодолевать даже вплавь, не говоря уж о вёсельной лодке). Вода подавалась двумя способами — спокойным течением сверху, так что во входном сечении трубы спиралевидное движение было выражено крайне слабо, и тангенциальной подачей в приёмную воронку на входном конце трубы, так что уже на входе закручивание потока было явно выражено.

При опускании в трубу тонкой шёлковой нити, привязанной за один конец, даже в первом случае она «вовлекалась в медленное вращательное движение и становилась похожей на закрученную трёхмерную спираль» (с.286). Естественно, во втором случае всё это было более выражено. Это наглядно подтвердило заявленный Шаубергером характер движения жидкости в трубе.

Особый интерес может представлять то, что равномерно распределённые в толще воды мелкозернистые нерастворимые примеси (очевидно, мелкий песок или очень мелкие металлические опилки) при движении по трубе отнюдь не оставались равномерно распределёнными и не скапливались возле стенок трубы, а сами собой «собирались в маленькие скопления на протяжении трёхмерного спирального пути, обозначенного нитью». Для желающих проверить это самостоятельно замечу, что здесь ключевым является «мелкозернистость» и, по возможности, не слишком большое различие плотностей (для воды и песка примерно в 2 раза), обеспечивающее хорошую вовлечённость примесей во все движения потока. Если попытаться проделать опыт с довольно крупными и тяжёлыми частицами (например, стальными шариками от подшипника диаметром 2-4 мм, плотность стали больше плотности воды в 8 с лишним раз), то вода, конечно, вовлечёт их в круговое движение, но центробежные силы будут слишком велики и шарики вовсе не соберутся в центре, а устремятся к стенкам трубы, поскольку благодаря высокой плотности и малому отношению площади поверхности к массе их вовлечение в центростремительное движение будет минимальным и при условиях эксперимента (скорость вращения потока не превышала несколько оборотов в секунду) не сможет преодолеть центробежные силы даже вблизи от оси вихря. Но со стальными шариками Поппель опытов не проводил вполне оправданно, — его интересовал прежде всего качественный характер движения однородной жидкости.

Не меньший интерес представляют наблюдения Поппеля за поведением растворённого в воде воздуха. Он отмечает, что «воздух, содержащийся в воде, концентрируется на протяжении трёхмерной спирали в трубе. В зависимости от размера пузырьков во вращающемся околоспиральном водном потоке воздух либо течёт вместе с водой, либо снова поднимается вверх» (с.286). Сам по себе этот факт как раз вполне объясним и с «центробежной» точки зрения — лёгкий воздух в полном соответствии с законом Архимеда в области действия центробежных сил будет стремиться «всплыть» в область наименьшего давления — то есть в середину вихря, куда направлено и центростремительное движение. Поэтому, в отличие от наблюдения за песком или опилками, наблюдение за пузырьками нельзя рассматривать в качестве аргумента, доказывающего наличие центростремительного движения. Интересно же здесь другое — в результате удаления из воды воздуха плотность воды повышается — возможно, эта сепарация является одним из механизмов отмечавшегося Шаубергером повышения плотности воды при имплозионном движении. Впрочем, на самом деле изменение физической плотности воды при охлаждении, скажем, от 25°С до 0°С составляет доли процента, а вклад в это дело от удаления растворённых газов — ещё меньше. Зато вязкость воды при этом возрастает вдвое, что обуславливает её заметно меньшую склонность к разбрызгиванию и на уровне эмоционального восприятия оценивается как «повышение плотности».

Дополнительно в трубу были опущены три шёлковые нити, привязанные к треугольным распоркам, удерживавшим их концы и середину возле стенок трубы. Однако и в этом случае свободные участки нитей между распорками стремились принять спиральную конфигурацию и переместиться к центру трубы, хотя «благодаря более сильной жёсткости трёх сплетающихся вместе нитей, закреплениям и тройному весу их изгибы были менее похожи на естественные, чем изгибы единственной нити. Потом из середины и дна были изъяты распорки, чтобы полностью удостовериться в том, что сплетение трёх нитей не было вызвано только лишь вращением распорок, в свою очередь вращавшихся под действием потока воды. Но и после этого три нити закручивались, как и раньше. Это наглядно показывает то, сплетение трёх нитей происходит благодаря естественным многомерным завихрениям воды.» (с.288).

Немаловажный момент заключался в том, что помимо центрального вихря отмечались и периферические точно такой же спиральной конфигурации, которые как бы «мешали» центральному вихрю, тормозя его.

В результате Поппель вынужден признать правоту Шаубергера по поводу характера движения воды, в том числе наличия центростремительного движения: «Если бы здесь были активны только центробежные силы, то свисающая вниз по центру шёлковая нить втягивалась бы по направлению к стенкам. Также такие силы никогда не спровоцировали бы обвивание трёх нитей на протяжении слабо закрученной спирали. Для центробежно активных сил было бы также невозможно закрутить три нити на периферических зонах трубки в одну нить, расположенную по центру, которая затем принимала спиралевидную пространственную конфигурацию» (с.288).

Кроме того, исходя из постепенного увеличения шага спирали и наблюдений за характером перемещения взвешенных частиц к центру потока, Поппель делает вывод, что «действие центробежных сил ослабевает по мере продвижения потока в трубах, а действие центростремительных сил, которые всегда преобладают над центробежными, остаётся неизменным» (с.290).

Отрицательное сопротивление

Основная часть отчёта профессора Поппеля посвящена как раз измерению сопротивления потоку труб разного профиля и сечения, изготовленных из различных материалов.

 

Результаты измерения зависимости потерь напора на трение в трубах (с.304).
Красная линия — в стеклянной трубе, синяя — в медной, зелёная — в медной спиралевидной геликоидальной; тёмным цветом выделены измеренные участки, светлым — предполагаемый ход графика. Серо-жёлтый пунктир — теоретический расчёт для турбулентного течения по формуле Вайсбаха (здесь используется её вид H = 118·q2 для стеклянной трубы и H = 118·q2– 2.5 для медной).

Поппель подчёркивает, что начиная от расхода 0.2 л/с потери в круглых трубах становятся меньше расчётных, и чем дальше, тем больше эта разница. Причём Поппель с некоторым удивлением замечает, что для медной трубы, несмотря на более высокую жёсткость её стенок, потери меньше. «Это сокращение уровня трения при прохождении водных потоков через медные трубы может объяснить только тот факт, что медь более благоприятна для формирования закручивающегося потока, чем стекло. Как было уже обнаружено ранее, силы всасывания проявляются в потоке воды через это закручивающееся движение. Они и приводят к наблюдаемому сокращению трения» (с.307-308). Также Поппель отмечает некоторые колебания графиков зависимости потерь от расхода, синхронные для обеих круглых труб.

Но совершенно особняком стоит спиралевидная геликоидальная медная труба. Во-первых, почти во всём диапазоне измерений потери в ней существенно меньше, чем у круглых труб. Во-вторых, колебания графика носят совсем другой характер — более частый и более резкий. И в-третьих, как осторожно замечает Поппель, «в спиралевидной или спиралевидной геликоидальной трубе было замечено фактическое уменьшение силы трения до нуля» (с.305). Однако на графике потери явно выходят в отрицательную область, хотя и не намного. Вряд ли Поппель не понимал, что рисовать график с отрицательными потерями — это совсем не то же самое, что рисовать график с нулевыми потерями! Ведь отрицательное трение означает разгон и, следовательно, получение дополнительной механической энергии! Тем не менее два нулевых отсчёта в таблице результатов при расходах 0.29 и 0.30 л/с (с.301) заставили его нарисовать график именно так. Впрочем, выход в отрицательную область в данном случае слишком мал и не подтверждён прямыми экспериментальными измерениями, чтобы о нём можно было говорить как о состоявшемся факте. Но всё же... Получается, что утверждения Шаубергера о возможности движения в гору даже реки с открытым руслом (с.166) не так уж беспочвенны, — хотя бы нулевое сопротивление (сверхтекучесть относительно берегов), не говоря уже об отрицательном, может обеспечить такое явление при не слишком большом подъёме.

Что же касается вопроса о форме и материале труб, то здесь вывод Поппеля однозначен: «форма и материал труб имеют решающее значение для формирования завихряющегося движения и влияют на силу всасывания и всасывающую способность течения» (с.312).

Изменения вещества

Этот вопрос не был исследован с должной тщательностью (полагаю, что институт всё-таки располагал возможностями провести химический анализ воды, многократно прошедшей через шаубергеровскую трубу, но почему-то этого сделано не было). Однако на основе того факта, что медные вставки в опытах с нитями в сильном потоке воды быстро темнели, чего совершенно не проявлялось в неподвижной воде или при слабом течении, Поппель делает заключение, что какие-то процессы, связанные с трансформацией веществ в быстром потоке, имеют место.

Итоги опытов Поппеля

Итак, какие ответы из опытов Поппеля мы можем получить на свои вопросы?

  1. При вихревом движении однородной жидкости центростремительное движение возникает как самостоятельное явление по всей длине вихря.

  2. С достаточной степенью достоверности можно сказать о регистрации в медной спиралевидной геликоидальной трубе в определённом диапазоне скоростей нулевого гидродинамического сопротивления, то есть имеет место «сверхтекучесть» потока относительно стенок трубы. Наблюдались предпосылки, не исключающие возможностьотрицательного гидродинамического сопротивления, но экспериментально в опытах Поппеля оно зарегистрировано не было. Есть все основания полагать, что и при определённых значениях более высоких скоростей потока возможно наблюдение как минимум нулевого гидродинамического сопротивления. Поппель приходит к однозначному выводу, чтозавихряющееся движение в трубе производит всасывающую силу, стремящуюся ускорить поток и, в общем, увеличивающуюся по мере нарастания скорости потока, хотя это увеличение нелинейно и в общем случае немонотонно (в математическом смысле). Величина этой силы в огромной степени зависит от формы и материала трубы.

  3. При быстром движении потока определённо происходят изменения материала стенок, не вызванные непосредственно механическими причинами. Очевидно, им соответствуют и какие-то изменения состава жидкости в потоке.

Нельзя не отметить глубокую порядочность и научную беспристрастность профессора Поппеля — будучи изначально убеждённым идейным противником Шаубергера с диаметрально противоположной точкой зрения, он не стал замалчивать, скрывать и искажать «неудобные» для себя факты, а честно их признал и изменил свой подход к этой проблеме. К сожалению, подобное поведение в «большой науке» встречается не так часто, как следовало бы.

Подводя итоги опытов Поппеля, стоит привести его слова: «применение уже известных явлений на практике вполне осуществимо и должно не просто принести пользу, а осуществить революционный переворот в сфере транспортировки газов и жидкостей» (с.312). С сожалением можно констатировать, что прошло уже более полувека, а воз и ныне там...

Труба Шаубергера для транспортировки руды

И в завершение темы — ещё одна труба Шаубергера, на сей раз весьма специального назначения. Она была разработана в 1930-х годах и предназначалась для транспортировки руды, плотность которой превышала плотность воды в 1.9 раза.

Естественно, Шаубергеру никто не поверил. Тогда был изготовлен опытный участок трубопровода с внутренним диаметром 27.5 см длиной 64 м, по которому на уклоне в 1% (т.е. разность верхнего и нижнего концов опытной трубы была всего 64 см) куски руды и булыжники размером до 10 см успешно транспортировались потоком воды. При большем уклоне, естественно, транспортировка была ещё более эффективной. При этом не надо думать, что воды было много, а камней мало, и перемещались они медленно, — из-за скорости «на выходе было практически невозможно различить камни, которые вытекали одним сплошным стремительным потоком» (с.134).

Поперечный разрез трубы с двухпоточным спиралевидным сечением.
Внимание! В центре трубы изображена не какая-то спиральная конструкция (как многие, и я в том числе, сначала подумали), а всего лишь жирные стрелки, показывающие закручивание центрального потока. На самом деле, в центре трубы кроме перемещаемой жидкости ничего нет!
Скорее всего, именно эта конструкция описана в патенте №134543.

В отличие от сложного яйцевидного сечения трубы в виде двойной спирали, в этой трубе внешние стенки имеют традиционную круглую форму. Необходимое завихрение потока достигается за счёт специальных металлических выступов-лепестков на внутренней части стенки трубы. Особо следует подчеркнуть большую роль, которую Шаубергер отводил возникающему под воздействием вихревого движения разделению зарядов. Однако вполне вероятно, что здесь значительную роль играл и эффект Трещалова.

Обращают на себя внимание и стенки трубы, сделанные из деревянных дощечек. Как показали проведённые на рубеже XIX-XX веков исследования, для воды пропускная способность деревянных труб на 15% выше, чем у новых железных труб того же диаметра, и на 25% — чем у 20-летних железных, причём за время службы осадок в деревянных трубах не накапливается и их пропускная способность практически не изменяется. Может возникнуть недоумение, связанное с тем, что твёрдые камни и руда должны очень быстро разрушить дерево по чисто механическим причинам, но Шаубергер отмечает, что в построенном трубопроводе «руда, камни, уголь — в общем, ископаемые, которые намного тяжелее воды, беспрепятственно уносились течением, не касаясь при этом стен труб» (с.134).

Источник: khd2.narod.ru



войдите Vkontakte Yandex

Комментарии 0

    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.