Никола Тесла - Статьи
Теперь не составит труда доказать, как большое и очень тяжелое тело, например, груженый железнодорожный вагон или локомотив, могут быть подняты смерчем и перенесены на значительное расстояние. Американские локомотивы, самые большие в мире, могут иметь длину 66 и ширину 11½ фута, составляя, таким образом, 760 квадратных футов в горизонтальной проекции. В момент удара о транспортное средство образуется статическое давление 138 фунтов на квадратный фут в добавление к атмосферному. Но, как было сказано выше, вследствие разрежения разность давлений в четыре дюйма ртутного столба (то есть два фунта на квадратный дюйм, или 228 фунтов на квадратный фут) сохраняется, доводя в итоге разницу в давлении между пространством под и над локомотивом до величины 288 + 138 = 426 фунтов на квадратный фут. Суммарный восходящий толчок, произведенный на подставленную под удар поверхность площадью 760 квадратных футов, равен, таким образом, 323 760 фунтам, что намного превышает вес полностью подготовленного к работе локомотива (он может весить около 280 000 фунтов).
Обычно вес бывает значительно меньшим, и определенно можно увидеть, как такое транспортное средство мгновенно поднимается по спирали, двигаясь ускоренно, и отбрасывается по касательной на большое расстояние. Обыкновенный человек, возможно, удивится, что незначительного разрежения достаточно для такого колоссального проявления силы, но цифры безошибочно подтверждают это. Позволю себе добавить, что я допускал минимальные значения, которые, по всей вероятности, будут значительно превышены.
Постоянный страх перед опасностью, исходящий от смерчей, и огромные потери, людские и материальные, которые они вызывают в некоторых местностях, настоятельно требуют изыскать какие-либо средства эффективной борьбы с ними, если не предотвращения их. Всякий раз, когда человек пытается вмешаться в порядок вещей, определенный непреложными законами, он обнаруживает, что его усилия крайне незначительны по сравнению с огромными перемещениями энергии в природе.
Одним из величайших потенциально возможных достижений рода человеческого могло бы быть регулирование выпадения дождевых осадков. Солнце поднимает воды океана, а ветры переносят их в отдаленные области, где они пребывают в состоянии тонкой взвеси до тех пор, пока относительно слабый импульс не заставит их упасть на землю. Земной механизм действует почти так же, как устройство, высвобождающее огромную энергию посредством спускового крючка или детонирующего капсуля.
Если бы человек мог выполнять эту сравнительно мелкую работу, он мог бы направлять живительный поток воды куда пожелает, создавать озера и реки и преобразовывать природу безводных регионов земного шара. Для решения этой задачи предлагается немало способов, но лишь один является продуктивным. Это молния, но определенного свойства.
Более 35 лет тому назад я предпринял попытки воспроизведения явлений такого рода, и в 1899 году, действительно, добился успеха, применив генератор мощностью 2 000 лошадиных сил для получения разрядов 18 000 000 вольт при силе тока 1 200 ампер; разряды оказались такими мощными, что их было слышно на расстоянии 13 миль. Я также научился вызывать точно такие молнии, какие случаются в природе, и при этом решил все технические проблемы. Но обнаружил, что слабые проявления вызываются сравнительно небольшой энергией. Мы вполне в силах разрушать их или, по крайней мере, делать их безобидными, для этого не потребуется большого труда, так как метеорология становится точной наукой, а прогнозы погоды достоверными.
С этой целью правительство могло бы организовать государственную службу, применяющую типовые бомбардировщики или более быстрые самолеты, поскольку потребность в этом реально существует. Смерч, вследствие своей небольшой энергии, чрезвычайной мобильности и неустойчивого равновесия между внешним и внутренним давлением, является очень уязвимым объектом и, без сомнения, может быть разрушен с помощью сравнительно небольших зарядов подходящего взрывчатого вещества. Быстро вращающуюся массу можно также без труда отклонить в любое желаемое направление, взорвав заряд даже на значительном расстоянии от нее. Решению задачи может также способствовать сравнительно небольшая поступательная скорость смерча, особенно с учетом современных средств быстрого оповещения.
Я считаю, тем не менее, что эффективным способом борьбы со смерчами является применение тематических устройств. С тех пор как я продемонстрировал первый аппарат такого рода, Джон Хейз Хаммонд-младший, достигший большого умения в этом искусстве, провел широкомасштабные демонстрационные опыты, доказывая осуществимость дистанционного управления сложным механизмом. Не составит труда заготовить специально предназначенные для этого устройства, начиненные взрывными зарядами, сжиженным воздухом или другим газом, которые можно было бы приводить в действие автоматически или другим способом и которые могли бы создать внезапное давление или всасывание, разрушающие вихрь. Сами ракеты можно делать из материала, способного спонтанно воспламеняться. Уже есть немало специалистов для несения такой службы, можно найти и изготовителей, способных осуществить любые проекты.
Возможно, следует сформировать правительственное ведомство во главе с таким человеком, как Джон Хейз Хаммонд-младший, и осуществлять систематическое изучение проблемы. Осуществление этого проекта откроет новые возможности для развития производства и роста занятости населения, кроме получения других выгод. Нет сомнения, что если инициировать такое предприятие и подключить к работе большие интеллектуальные силы, будут найдены эффективные методы и средства предотвращения огромных людских и материальных потерь.
Примечание А: При тепловом эквиваленте смеси 4 100 британских тепловых единиц будет достигнуто постоянное давление двенадцать тысяч атмосфер, при этом расчетная температура продуктов сгорания может равняться примерно 8 000° F. Тогда максимально возможная скорость может быть достигнута при условии, что газы будут выбрасываться в атмосферу через идеально развернутое сопло. В таком случае начальная термодинамическая температура будет равна Т = 8 460° F; следовательно, термодинамическая температура газов при их полном расширении составит
Соответственно, принимая удельную теплоемкость за постоянную величину Cv = 0,33, получим энергию W= 7 877 × 0,33 = 2 600 британских тепловых единиц и максимальную расчетную скорость
футов в секунду.
Примечание В: Пусть длина стебля равна одному футу, диаметр — 1/8 дюйма, а его удельный вес составляет 0,4 удельного веса воды. Тогда в сечении он будет иметь 1/80 квадратного дюйма, или 1/144×80 = 1/11520 квадратного фута, и, следовательно, объем, равный 1/11520 кубического фута. Поскольку один кубический фут воды весит 62,45 фунта, вес эквивалентного объема соломы составит 0,4 × 62,45 = 25 фунтов, тогда вес одной соломины будет равен 25/11520 фунта, а его масса M = 25/32×11520. = В результате кинетическая энергия будет равна ½MV² = 25×22500/64×11520 футо-фунтов и будет справедливым условие 25×22500 / 64×11520 = r×1/24, из чего следует
r = 24×22500×25 / 64×11520 = 18,31 фунта.
Это среднее значение силы или производимого давления, максимальное же значение равно
2 × 18,31 = 36,62 фунта.
Так как это давление действует на площадь 1/80 квадратного дюйма, сила, действующая на квадратный дюйм, составит
F = 36,62 × 80 = 2 929,5 фунта.
Примечание С: Объем равен 0,2618 Н (D² + d² + dD) = 0,2618 × 1200 (1200² + 300² + 1200 × 300) = 0,2 618 × 1 200 (1200² + 1200 × 300) = 593 760 000 кубических футов, вес около 593 760 000 × 8/100 = 47 500 000 и масса
M = 47 500 000 / 32 = 1 484 400 фунтов.
Если всё это будет вращаться с максимальной скоростью V = 235 футов в секунду, кинетическая энергия будет равна
½MV² = 742 200 × 55 225 = 40 988 000 000 футо-фунтов, эквивалентных
40 988 000 000 / 778 = 52 700 000 британских тепловых единиц.
Примечание D: Если воздушная масса вращается внутри оболочки с входным и выходным отверстиями по принципу дисков или других устройств, то пусть периферийная скорость будет V футов в секунду, разность давлений составит около V², тогда
Vw² = V²×0.08 / 64 = V² / 800 фунтов на квадратный фут образуется в пространстве между всасывающим отверстием и отверстием истечения. Если V = 235 футов в секунду, то V² / 800 = 55 225 / 800 = 69 фунтов на квадратный фут, или 69/144 = 0,48 фунта на квадратный дюйм, что соответствует разрежению чуть меньше одного дюйма.
«Everyday Science and Mechanics», декабрь, 1933 г.
59
Энергия будущего
