Е.И.Андреев об эффекте Котоусова

Е.И.Андреев, известный не только поддержкой и развитием гипотезы Д.Х.Базиева об электрино и «фазовых переходах высшего рода» (ФПВР), но и реализованной на её основе модификацией двигателя «Жигулей» для безтопливной работы (точнее, для использования в качестве топлива обычного воздуха), также не обошёл вниманием работу Л.С.Котоусова. Андреев предполагает несколько иной механизм эффекта Котоусова. Вот его версия этого механизма.

«Монотонно текущих физических процессов вообще не бывает, так как они всегда идут под действием движущих сил, в частности, разности давлений, а эта разность не остается постоянной вследствие ее уменьшения первой же порцией протекшей воды. Возникает пульсирующее движение, волновое, колебательное. Эти малые возмущения получают быстрый разгон до звуковой скорости за счет природных сил колеблющихся молекул. Звуковые волны, имея на своем фронте повышенное давление, движутся со значительной скоростью, например, 1500 м/с, от источника возмущения в сторону меньшего давления. Эти прямые звуковые волны идут со всех сторон в радиальном направлении от периферии к оси струи. Сходясь с большой относительной скоростью (3 км/с), да еще с большими давлениями на своих фронтах, они соударяются, образуя взрыв, в данном случае — гидроудар. Это поперечный радиальный гидроудар в отличие от продольного гидроудара, впервые исследованного Н.Е.Жуковским. В результате взрыва образуются новые, обратные, волны, уже не звуковые, а ударные, разлетающиеся в обратном направлении со скоростью, которая выше скорости звука в данной среде. Взрывной уход масс вещества из эпицентра взрыва создает в нем вакуум, который, в свою очередь, вызывает новую центростремительную волну. Возникают колебания воды в струе, которые, например, хорошо видны на фотографиях струй, выполненных скоростной съемкой. При этом видно, что поверхность свободной струи взъерошена, имеются мелкие капельки над ее поверхностью, но калибр — диаметр струи остается постоянным, соответствующим диаметру выходного отверстия насадка. То есть струя не сжимается атмосферным давлением, а только разгоняется под действием ударных волн за счет атмосферного давления. В наибольшей мере это проявляется в конических сходящихся насадках, видимо, за счет более существенных возмущений, получаемых водой, при уменьшении сечения канала в зависимости от формы насадка, по сравнению с прямыми или расходящимися насадками.

Скоростная фотография истечения свободной струи в воздух (вода движется слева направо). М.Ван-Дайк. Альбом течений жидкости и газа (М., Мир, 1986, фото №180).

Процессы энергообмена и накачки энергией имеют единый физический механизм во многих идентичных технических устройствах: конических сходящихся и других насадках, эжекторных соплах и системах, во вращающихся потоках, прямоточных реактивных двигателях и обыкновенных паяльных лампах. Малые возмущения от обжатия потока по мере его движения являются источником звуковых волн, имеющих на своих фронтах повышенные параметры (плотность, давление...). Волны своими фронтами как микрокувалдами оказывают ударное действие на струю, разгоняют ее, давая дополнительную избыточную энергию и мощность. Энергия пополняется извне — от внешней среды — путем электродинамического частотного взаимодействия молекул, в том числе, с участием электрино — посредника при сближении молекул на расстояние меньше критического, как в газах, жидкостях, так и в кристаллических решетках твердых тел.»

Учитывая, что гидроудары, возникающие, в частности, и при кавитации, Андреев рассматривает как одно из условий, которые могут вызвать ФПВР, именно ФПВР и является основным источником дополнительной энергии струи. При этом, как известно, ФПВР по Базиеву и Андрееву представляет собой разновидность ядерной реакции с микроскопическим дефектом массы атомов-участников (миллионные доли процента). Однако при постоянном «использовании» этот дефект постепенно нарастает, в результате чего уже меняются химические и физические свойства атома. В то же время сколько-нибудь заметными излучениями (по крайней мере заметными на фоне естественного фона) подобные ФПВР не сопровождаются — в частности, разновидностью подобного ФПВР является обычное горение. Дополнительно следует отметить, что эффект Котоусова по Андрееву должен сопровождаться ультразвуковым шумом, вызванным постоянным схлопыванием и разлётом вещества в центре струи в отличие от достаточно тихого, плавного и монотонного истечения по Котоусову. Кроме того, на фотографии хорошо видно, что основная зона микроударов, вызывающих «взъерошеность» струи, расположена не в сопле и не возле его среза, а на некотором расстоянии от него. Именно в этой зоне создаются оптимальные условия для ФПВР — там и происходит основной прирост энергии струи по Андрееву.

Но так ли важно, какой именно механизм вызывает эффект? Для кратковременных опытов — нет, но для долговременной эксплуатации установки на этом эффекте — да. В таблице приведено сравнение особенностей длительной работы такой установки в замкнутом рабочем цикле с изоляцией от внешней среды.

Параметр	Версия Л.С.Котоусова	Версия Е.И.Андреева
Источник дополнительной энергии	Внутренняя энергия (теплота) окружающего струю воздуха.	ФПВР в зоне кавитации внутри струи. Частично возможно использование внутренней энергии окружающего струю воздуха.
Теплообмен системы с окружающей средой	Нет (при условии использования всей полученной энергии внутри замкнутой системы, включая потери на трение).	Необходим теплоотвод в связи с неизбежным образованием дополнительной тепловой энергии.
Время работы без отбора энергии в полезную нагрузку	До механического износа деталей.	Необходима периодическая (раз в несколько недель, месяцев или лет — в зависимости от периода обращения) замена рабочего тела в связи с утратой им первоначальных свойств.
Параметры отверстия сопла (см. ниже)	Существует оптимальный размер. Наилучшая форма отверстия сопла — плоская.	Существует оптимальный размер. Наилучшая форма отверстия сопла — круглая.

Очевидно, что версия Котоусова позволит иметь практически идеальный «вечный двигатель», использующий рассеянную теплоту внешней среды, который при замкнутом рабочем цикле вообще может быть полностью изолирован от внешней среды и работать неограниченно долго. В то же время версия Андреева потребует охлаждения установки и периодической замены рабочих веществ. К сожалению, в этом неидеальном мире я склоняюсь к точке зрения Андреева, тем более вытекающие из его гипотезы эффекты соответствуют замечаниям Шаубергера и Клема о работе своих установок, включая постепенное исчерпание «энергопроизводящей способности» рабочих веществ и изменение состава химических элементов при длительной работе в замкнутом цикле. Впрочем, окончательный ответ могут дать только эксперименты. Пока же при рассмотрении этого эффекта я буду отмечать различия для этих версий, если они влияют на те или иные параметры установки.

О размерах и форме сопла

Как уже упоминалось выше, для хорошего проявления эффекта Котоусова необходимо выдерживать определённый диаметр струи. Как слишком толстая, так и слишком тонкая струя не будет обеспечивать максимальной эффективности, то есть соотношения полученной и затраченной энергий. Существенное значение может иметь и форма просвета сопла.

К сожалению, в статье не приводятся данные зависимости q от диаметра отверстия сопла, также как нет и конкретных данных о влиянии на проявление этого эффекта формы просвета сопла.

Размер имеет значение

Можно ли увеличить диаметр струи для повышения выхода дополнительной энергии? Как известно, при изменении линейных размеров с сохранением пропорций площадь геометрической фигуры меняется в квадратичной зависимости, а объём (и обусловленная им масса) — в кубической. Таким образом, при увеличении геометрических размеров струи отношение площади её поверхности к объёму уменьшается в обратной пропорции. А поскольку, по Котоусову, дополнительную энергию струе придаёт её обжим внешним воздухом, воздействующим, естественно, на её поверхность, то увеличение размеров ведёт к пропорциональному уменьшению удельной дополнительной энергии, т.е. доли этой дополнительной энергии, приходящейся на то же количество воды. Следовательно, при увеличении диаметра струи «КПД» установки будет снижаться (хотя в абсолютных величинах прирост будет иметь место). А так как гидравлические потери обычно пропорциональны площади поверхности трения, то они будут расти в квадратичной зависимости от линейных размеров и достаточно быстро «съедят» весь прирост энергии, а потом сделают общую эффективность установки отрицательной (ведь воду к соплу необходимо подавать, и подавать под достаточно большим давлением).

Если же верно предположение Андреева, то основное действие должно происходить в центральной зоне струи, где сталкиваются радиальные струйки. В таком случае очевидно, что объём этой зоны мало зависит от общего диаметра струи, поэтому при увеличении её диаметра падение удельной дополнительной энергии будет круче линейной зависимости, и эффективность установки сойдёт на нет ещё быстрее, чем в предыдущем случае.

Почему же Котоусов отмечает ковшовую гидротурбину (она же турбина Пелтона)? Ведь эти агрегаты относятся к «большой энергетике» — работают при давлениях минимум 20 атм (обычно — от 50 атм и выше, вплоть 180 атм) при расчётной скорости потока в форсунке до 150 м/с и расходе воды до 100 м³/с. Однако сама струя из форсунки имеет достаточно небольшой диаметр — для указанных расхода и скорости потока её диаметр составит всего 7.5 см (сечение около 44 см²) — не так уж много, кроме того, как мы увидим дальше, высокое давление и обусловленная им большая скорость потока могут существенно повысить абсолютный выход дополнительной энергии и сделать вклад эффекта Котоусова вполне заметным. Наконец, эти агрегаты обычно достаточно скоростные — до 3000 об/мин (50 об/с), что при числе ковшей-лопаток порядка 40 на одном колесе обеспечивает лишь 0.05 м³ (50 л) на каждую лопатку за один оборот. С учётом достаточно большой площади поверхности развёртки лопатки (скажем, 30 см · 70 см = 2100 см²) толщина слоя воды на лопатке составит порядка 2 см, а то и менее — а здесь эффект Котоусова может проявиться достаточно заметно и при истечении в лоток, каковым в данном случае является лопасть-ковш. Тем более, что конструктивные особенности турбины Пелтона позволяют использовать дополнительную энергию струи, полученную ею как на пути от форсунки до гребня-лезвия лопасти, так и при прохождении достаточно большого пути по поверхности самой лопатки.

Лучше меньше, да лучше?

Но следует ли из вышесказанного, что надо стремиться к наименьшему диаметру струи? С одной стороны, да. Но, с другой стороны, при уменьшении размеров струи возрастает отношение площади к объёму, а это приводит к возрастанию влияния таких факторов, как силы поверхностного натяжения и смачивания. В результате при диаметре струи порядка 1 мм их уже нельзя не учитывать, а при дальнейшем уменьшении струи они становятся определяющими, значительно тормозя истечение жидкости (как известно, при истечении из особо мелких отверстий после достижения некоторого порога скорость уже очень слабо зависит от разности давлений). Кроме того, в силу выросшего соотношения площади поверхности к массе воды, слишком тонкая струя гораздо легче разрушается сопротивлением воздуха, превращаясь в поток капель уже в непосредственной близости от среза сопла и имея очень короткую компактную (монолитную) часть, наиболее технически полезную в данном случае.

Таким образом, существует некий оптимальный диаметр струи, представляющий собой компромисс между двумя рассмотреными выше крайностями. Хотя Котоусов об этом прямо и не говорит, весьма вероятно, что для воды и круглых сопел оптимальным или близким к нему является подробно рассмотренный в статье диаметр сопла 4.6 мм, — ведь логично предположить, что исследовать эффект следует с теми параметрами сопел, при которых он проявляется сильнее всего, а не с теми, где он едва заметен...