НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ

Разместим в неподвижной газовой среде быстро вращающееся тело в форме шара. Через некоторое время можно будет зафиксировать, что в спокойной ранее окружающей шар газовой среде начинается упорядоченное движение. Окружающий газ вовлекается шаром во вращение. Чем больше времени вращается шар, тем большее воздействие на окружающую среду он оказывает.

Воздействие шара на среду минимально в районе полюсов и максимально в области экватора. Вовлеченная во вращение окружающая газовая среда будет воздействовать на любые объекты, размещенные в ней, причем наибольшему воздействию будут подвергаться объекты, непосредственно находящиеся в плоскости экватора вращающегося шара. Именно здесь наибольшая скорость движения окружающей среды.

Область газовой среды, вовлеченной шаром в вихревое движение, является областью первичных возмущений. Упорядочение движения газа в этой области должно сопровождаться увеличением давления в радиальных направлениях, перпендикулярных оси вращения. А в направлениях, перпендикулярных фронту первичных возмущений, давление должно понижаться. Следствием увеличения давления станет растекание газа в плоскости экватора и вовлечением во вращение все новых и новых слоев газа. Следствием уменьшения давления станет стекание газа к плоскости экватора с противоположных его сторон.

Стекающий в область пониженного давления газ можно фиксировать по увлечению пыли или дыма. Область стекания газа можно назвать областью вторичных возмущений. Если шар не имеет поступательной скорости относительно среды, то фронт первичных возмущений с течением времени распространяется от шара все дальше и дальше.

Область всех возмущений можно назвать газодинамическим полем, сформированным вращающимся шаром. Шар воздействует на находящиеся в этой области объекты, но не напрямую, а посредством возникшего от возмущений газодинамического поля. В любой точке поля направление силы, с которой поле воздействует на объект в этой точке, совпадает с направлением течения газовой среды в этой точке. Амплитуда силы пропорциональна скорости течения.

Если шар заменим вращающимся бесконечным цилиндром, то структура газодинамического поля намного упростится. Вокруг цилиндра будет распространяться только вихревое движение газа.

Форма среза, перпендикулярного оси вращения, не изменится. Более того, она будет постоянной вдоль всей оси. Форма среза, проходящего через ось, будет выглядеть проще – непрерывный спектр слоев газа, в котором каждый слой отличается скоростью вращения.

Если цилиндр конечной длины, то опять появятся вторичные возмущения, плавно перетекающие в первичные.

Теперь мысленно замкнем вращающийся цилиндр конечной длины в кольцо. Реально таким объектом может быть газовое вихревое кольцо. В этом случае газодинамическое поле будет представлять собой исключительно первичные возмущения. С внешней стороны кольца вихревые возмущения будут распространяться подобно возмущениям от цилиндра бесконечной длины. С внутренней стороны кольца ситуация другая. Здесь встречаются возмущения с противоположных сторон кольца. Все слои газа, вовлеченные во вращение замкнутым цилиндром, должны проходить сквозь отверстие цилиндра. Так как область отверстия намного меньше области внешних возмущений, то результатом взаимодействия возмущений внутри отверстия должно быть либо ускорение движения газа, либо его уплотнение. Скорее всего, будут происходить оба процесса одновременно. У процесса уплотнения есть ограничение. Максимальная плотность газа – жидкое агрегатное состояние. Ну а жидкость уже практически не сжимается.

Теперь придадим вращающемуся замкнутому цилиндру (вихревому кольцу) кольцевое вращение. В этом случае для внешнего наблюдателя любой элемент цилиндра будет описывать спиралевидную траекторию. Исходя из этого замкнутый вращающийся цилиндр с кольцевым вращением можно назвать винтовым кольцом.

Кольцевое вращение винтового кольца приведет к новому явлению. На торцах кольца в окружающей газовой среде возникнут линейные вихри. Если диаметр замкнутого цилиндра близок к половине диаметра кольца, то торцевые вихри должны иметь форму конуса. Если диаметр замкнутого цилиндра намного меньше диаметра кольца, то форма торцевых вихрей должна стремиться к форме цилиндра.

Газодинамическое поле, создаваемое винтовым кольцом, имеет самую сложную конфигурацию среди всех рассмотренных выше полей. Возмущения газовой среды должны быть комбинацией возмущений непосредственно от винтового кольца и возмущений от торцевых вихрей. Возмущения от винтового кольца походят на возмущения от замкнутого вращающегося цилиндра. Возмущения от торцевых вихрей похожи на возмущения от бесконечного вращающего цилиндра.

Владимир Яковлев, lun1@list.ru , http://logicphysic.narod.ru , июнь 2006 года