Третья Великая техническая Революция. Глава1

Остановлюсь на изобретениях, вполне внушающих доверие, поскольку подтверждены и патентами и изложены в серьёзных научных изданиях.Более того, они достаточно близки по теме к моему проекту. Так, Абрамовичем Г.Н, ещё в 1969 году дана теория эжектороного увеличения реактивной тяги.Ещё ранее Кудриным О.И.,Квасниковым А.В. и Челомеем В.Н. было сделано открытие (1951 год ): Явление аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струёй". Относительно недавно Кондращовым Б.М. предложен способ "последовательного присоединения в струйной технологии", который можно использовать для получения мощности , высокопотенциальной теплоты и "холода" также вне атмосферы.В Приложении я постараюсь изложить суть вполне известных эжекционных процесссов, которые можно поставить в ряд барических эффектов, пригодных для освения атмосферной энергии.Эти работы  можно считать вполне адекватными использованию ветра в традиционных технологиях. Но если ветротехнологии - это использование динамической энергии атмосферы, то эжекторные  (струйные) технологии направлены на использование статической энергии атмосферы. Это очень важно для нащих целей.Забегая несколько вперёд, отмечу следующее.Как традиционные способы ветроэнегетики, так и вышеизложенные эжекторные технологии следует отнести к аппаратным или частичным способам освоения энергии атмосферы. Предметом моего исследования являются такие способы использования атмосферной энергии, которые слледует назвать системными или универсальными, поскольку здесь нет привязки по месту и времени, с одной сторны, и к конкретному техническому устройству, реализующему энергию атмосферы, с другой сторны.
                Атмосфера Земли.
      Нас будет интересовать атмосфера Земли, прилегающая к её поверхности  на высоте, не более 1 километра над уровнем моря. Изо всего многообразия свойств и процессов, происходящих в атмосфере,  наибольшее внимание уделим только вопросам распределения давления (плотности, температуры) по горизонтали и вертикали.
    В метеорологии  имеет место понятие барической ступени. Барическая ступень - это разность высот  двух точек на одной вертикали, соответствующая  разности атмосферного давления в 1мбар (1 мбар = 100 Па = 1гПа). Барическая ступень  тем больше, чем ниже давление. Поэтому с высотой она увеличивается. На уровне моря , при стандартном давлении в 1000 мбар (1 атм или 100 000 Па) и температуре воздуха 0  Цельсия барическая ступень близка к 8 м на 1 мбар (100 Па).
  На высоте порядка 5 км, где давление примерно в 2 раза ниже, чем над уровнем моря, барическая ступень близка к 15 м на 1 мбар.
   Более точно зависимость  давления от высоты определяется барометрической формулой:

                p=p0 exp[-g (h – h0)/RT]

     Оценка этой формулы позволяет считать зависимость р = f(h) очень близкой к линейной для высот 1 -- 2 км. Поэтому в наших расчётах ( для высоты, например, 1 км ) будем считать разность давлений между этой высотой и уровнем земли, равным
   1000/8 =120 мбар (120 гПа)=0.12 атм.   
     Интересно остановится на  рассмотрении таких атмосферных явлений  как торнадо , ураганы, тропические циклоны.
   Их физические характеристики сильно разнятся между собою, но общее у них –сильное вертикальное винтообразное движение воздуха в своей центральной части, достигающее многих десятков метров в секунду, а иногда переваливающее и за 100м/с. Поэтому все эти явления следует отнести к сильным барическим эффектам.
 Особенно внушительными бывают тропические циклоны. Диаметр их достигает иногда 1000 км. Диаметр «глаза» (центральной его части)  около  25-40 км. Энергия одного тропического циклона примерно равна энергии четырёхсот  20-мегатонных бомб. Это количество энергии способно обеспечить энергопотребление, например, США в течение шести лет (правда, по состоянию потребления электроэнергии в США на 1975 год).
    Естественно, что были и, видимо, ещё будут попытки воспроизвести эффект торнадо искусственным образом. Так, академик Цивинский Станислав (см. Приложение  ) предложил создавать искусственные вихри, а именно, --  устремлённый и вращающейся по конической трубе тёплый (с помощью горелки) поток воздуха, а на его пути поставить  вентилятор или турбину. Такая запатентованная им конструкция была бы весьма полезна, чтобы  «оседлать» бесполезно горящие газовые факелы.
   Им разработана методика расчёта искусственных торнадо,  смущает лишь в этой методике только ссылка на вездесущую «кариолисову силу», будто бы закручивающую  воздушные потоки.
  Остановимся на этом особо. Представим себе вращающейся цилиндр. По его  горизонтальной поверхности  движется поток воздуха (от центра). Поток будет закручиваться в сторону, обратную вращению (вот она «кариолисова сила»). Теперь представим себе поток, стекающий с его боковой поверхности по радиусу во-вне. И в этом случае будет эффект отклонения потока в обратную сторону относительно вращения цилиндра . За полный оборот цилиндра мы действительно обнаружим в пространстве спиральную траекторию струи, центром которой будет –  ось вращения цилиндра. Никакого закручивания струи вокруг собственной оси, что имеет место в торнадо, тропических циклонах и т.п., мы не увидим. «Кариолисова сила» прилагается ко всему потоку в целом и поэтому она не может воздействовать на отдельные струйки потока  по-разному, закручивая их в противоположные стороны!
Вообще в литературе наблюдается своего рода демонизация силы Кориолиса, доходящее до утверждения того, что и вода в ванной тоже закручивается этой силой.
Правильное понимание этого явление даётся в работе….  .
Представляется мало убедительным такое толкование образования торнадо, даваемое академиком Цивинским. «При нагреве поверхности…земли или воды образуется вертикальный поток тёплого воздуха, На поверхности падает давление  и сюда устремляются движущиеся как бы по радиусу к центру потоки воздуха из окружающей среды. При малейшем ветре у каждой создающей эти потоки частицы воздуха появляется горизонтальная составляющая действующей на неё силы ветра. Увеличение скорости вращения вызывает ускорение , которая создаётся  действующей  при вращении известной из учебников кориолисовой силы. Эта сила и закручивает движущейся вверх поток тёплого воздуха, образуя самоподдерживающийся вихрь…»
Всё подчёркнутое нами представляется как весьма сомнительное объяснение физики вихря (торнадо). Более верное понимание механизма образования торнадо можно получить на основе вышеупомянутой работы. 
 В свете изложенного в этой работе теории, всякое неравномерное по сечению распределение скорости потока вызывает вращение струи. Вертикальный поток тёплого воздуха из-за неравномерности скорости по его сечению будет закручиваться, что приведёт к появлению центробежной силы у вращающихся частиц воздуха , что должно компенсироваться разряжением атмосферы внутри (в центре) вихря. Мы наблюдаем обычную  картину, хорошо знакомую по вихревым трубам ( там нет никакого «Кориолиса»).

           Барические эффекты и барические технологии
    К слабым барическим эффектам относятся ветры. Рассмотрим возможность использования этих эффектов в «мирных целях». Прежде всего оценим, как распределяются изобары по поверхности Земли. На рис ...  приведены изобары на территории бывшего СССР. При всей случайности картины распределения изобар можно всё же установить, что эту  территорию занимают 4 -5 циклонов и антициклонов.
 Протяжённость циклона (антициклона) можно в среднем оценить в 1500-2000 км.. Давление в эпицентре антициклона можно считать равным 1020 гПа, а в эпицентре циклона – 990гПа. Таким образом давление на протяжении 1500-2000 км меняется на 30 гПа., т.е. на каждые 100 км давление меняется примерно на 2 гПа .
Обычно в метеорологии при спокойной атмосфере принимается величина в 1-3 мбар на 100 км,( 1Па= 10 -5 бар).  При  тропических циклонах барический градиент составляет десятки бар на те же 100 км.  На рис ….. приведена картина изобар  на территории США (см    )
 
  Рассмотрим такой мысленный эксперимент. Если проложить трубу на опорах над землёй или под землёй  диаметром в 6 м и длиною в 100 км, то разность давления на концах такой трубы в 2 дПа обеспечит давление на помещённый в эту трубу цилиндр (примерно такого же диаметра) около 760 кг, что при наличии коэффициента трения в 0.1 единицу (цилиндр, допустим, на колёсиках) позволит перемещать по трубе вес, не менее   7000 кг.
   Если в качестве транспортного средства использовать не цилиндр, а болид
 (бесколёсный аэродинамический аппарат ,обладающий подъёмной силой), то в этом случае можно использовать кинетическую энергию потока воздуха, что даст заметное приращение  веса перевозимого груза.
   Следует различать принципиальную разницу в кинематике этих двух видов транспортных аппаратов.
   В случае цилиндрической формы транспортного аппарата кинематика такова: если сила трения превышает давление воздуха в трубе ,то аппарат не движется, а если давление превышает трение, то движение происходит с ускорением.
  Если используется болид, то изменением скорости потока воздуха можно регулировать скорость аппарата, которая не будет превышать скорости потока.

                Проект «Пуассон-1»
               Создание трубопроводной сотовой транспортной сети
  Транспорт ХХI века должен удовлетворять, если принять вполне разумную установку на обеспечение абсолютной безопасности пассажира, – мы отвергаем бесчеловечный принцип, закладываемый в существующие транспорты всех видов и назначений, принцип (всего лишь!) минимизации жертв при катастрофах –   следующим непременным условиям.
 
На транспортном средстве не должен располагаться источник энергии.

 Движение транспортных средств не должно происходить по пересекающимся ( а тем более встречным и пешеходным дорогам и путей миграции зверей ) трассам.

  На всём пути движения транспорта не должны находиться препятствия, столкновение с которыми может привести к аварии.

 Скорость перемещения пассажирского транспорта не должна превышать 60 км/ час.

 Совершенно очевидно, что существующие и планируемые для будущего транспортные средства всех видов этим требованиям не соответствуют.
   Однако есть возможность создать транспортную сеть (локальную или глобальную) полностью соответствующую указанным условиям.
  Представим некоторую территорию размером 100 на 100 км. На этой территории создана трубопроводная сотовая сеть (см. рис   ). Сеть состоит из 11 горизонтальных (восток-запад) и 11 вертикальных (север-юг) трубопроводных трасс. Общая длина трассы трубопровода 1200км. В месте пересечения трасс оборудуются воздуховодные коммутаторы, необходимые для изменения направления движения воздушных потоков.