Физика и магия вакуума. Древнее знание прошлых цивилизаций.

Разработанный автором проект подобного ВД2 закрытого типа с использованием гравитационной энергии — так называемая гравитационная электростанция или ГРАЭС — показан на рис. 3.1.2. Станция состоит из подъемного канала 1, верхнего отсека 2, в котором находятся капиллярная структура 3 и теплообменники 4 с нанесенным на их боковые стенки тонким слоем такой же капиллярной структуры а также компрессор 5, опускной канал 6 и нижний отсек 7 с расположенной в нем гидротурбиной 8. Подъем рабочей жидкости из

Рис.3.1.2. Принципиальная схема гравитационной электростанции с использованием эффекта капилляров: 1 — подъемный канал; 2 — верхний отсек; 3 — капиллярная прослойка; 4 — теплообменники; 5 — компрессор; 6 — опускной канал; 7 — нижний отсек; 8 — гидротурбина

нижнего отсека 7 в верхний отсек 2 происходит за счет сил капиллярного всасывания, создаваемых структурой 3 и слоями этой структуры на боковых стенках теплообменников 4. Однако, эти же силы будут препятствовать жидкости покидать капиллярную прослойку. Чтобы все же обеспечить выход рабочего тела наружу, нужно жидкость испарить. Процесс испарения происходит на боковых стенках теплообменников 4. Полученный пар сжимается компрессором 5 и поступает внутрь теплообменников. Вследствие того, что испаряющийся из капиллярной структуры пар находится в состоянии насыщения, при его сжатии температура пара повышается и становится выше температуры той жидкости, которая еще находится внутри капиллярной прослойки. Поэтому возникает температурный напор между паром внутри теплообменника и жидкостью на его внешней поверхности: пар внутри теплообменников конденсируется, и выделяющееся при конденсации тепло проходит через стенку и испаряет новые порции жидкости. Полученный конденсат падает по опускному каналу 6, поглощает при падении энергию гравитационного поля Земли и отдает ее потом гидротурбине 8, которая вращает электрогенератор. Часть вырабатываемой генератором энергии питает компрессор, другая часть поступает в электрическую сеть.

Известно, чсто теплота фазового перехода с увеличением давления снижается, поэтому может показаться, что при конденсации пара внутри теплообменников выделится меньше тепла, чем требуется на испарение такого же расхода жидкости из капиллярной структуры. Реальная ситуация будет прямо противоположной. Пар при его сжатии компрессором нагревается настолько, что его температура растет быстрее температуры насыщения, поэтому в теплообменники пар поступает уже перегретым. Суммарная теплота конденсации и перегрева будет больше теплоты испарения по той причине, что компрессор вносит в пар избыточную энергию и выполняет роль нагревателя, компенсирующего утечки тепла из верхнего отсека в окружающую среду. Поэтому возникнет проблема отвода избыточного тепла, для чего придется устанавливать в отсеке специальные теплоотводящие агрегаты.

Работа ГРАЭС частично напоминает те процессы, которые наблюдаются в растениях. Вода под действием капиллярных сил поднимается по стволу дерева вверх к листьям, из которых она под влиянием внешнего тепла испаряется. Полученный пар поднимается еще выше в верхние слои атмосферы и там он конденсируется. Однако имеются и некоторые отличия настоящей схемы от природы и установок открытого цикла.

В природных условиях и открытых конструкциях процессы испарения и конденсации разнесены в пространстве и происходят в разных точках с разной температурой. Наличие природного температурного напора в открытых схемах и природе приводит к тому, что компрессор оказывается не нужным и тогда эффективность преобразования гравитационной энергии равна 100%: если при падении рабочей жидкости поглощается, допустим, 100 джоулей гравитационной энергии, эти же 100 джоулей будут воспроизводиться в виде электричества и все они будут отдаваться потребителю (конечно, при условии, что кпд самой гидротурбины также равна 100%).

В установках закрытой схемы процессы испарения и конденсации происходят практически в одной точке (по разные стороны теплообменной поверхности), поэтому природного температурного напора не существует и его нужно создавать искусственно, для чего служит компрессор. Энергию для работы компрессора дает гидротурбина с электро-генератором. Так как энергия гидротурбины и энергозатраты компрессора зависят от разных параметров, можно подобрать такие условия, чтобы первая величина была больше второй. Но как бы мы ни уменьшали энергозатраты компрессора на собственные нужды, они всегда имеются, поэтому кпд установки закрытого цикла в принципе не может составлять 100%: из каждых 100 джоулей поглощенной гравитационной энергии до потребителя дойдет только некоторая часть в форме электричества, а другая часть пойдет на собственные нужды станции и будет окончательно преобразована в тепло внутри контура. Несмотря на более низкий кпд, установки закрытого цикла оказываются намного выгоднее, потому что они не зависят от внешних условий. Поэтому можно создать самые оптимальные условия, которые в природе не встречаются, и тем самым поднять выработку полезной электроэнергии.

Расчеты показали, что самым лучшим рабочим телом для ГРАЭС являются жидкие металлы, а из них наилучшие характеристики показывают металлы щелочной группы и их эвтектики. Это обусловлено тем, что перепад температур между конденсируемым паром и испаряемой жидкостью обычно не велик (несколько десятых долей градуса), поэтому для создания больших тепловых потоков через стенку теплообменника и больших расходов рабочего тела нужно использовать вещества с высоким коэффициентом теплоотдачи при испарении и конденсации. Этому условию удовлетворяют только жидкие металлы. Например использование воды в качестве рабочего тела ГРАЭС ведет к уменьшению выработки электроэнергии а несколько тысяч раз по сравнению с жидкими металлами. Поэтому вода оказывается экономически неприемлемой, хотя технически возможной. Использование аммиака еще сильнее снижает выработку электроэнергии.

Ртуть в качестве рабочего тела ГРАЭС характеризуется несколькими недостатками. Во-первых, пары ртути чрезвычайно ядовиты и при случайной разгерметизации контура вытекшая ртуть может сильно загрязнить окружающую местность, сделав ее непригодной для проживания. Во-вторых, при температурах испарения коррозионная активность ртути настолько высока, что она растворяет в себе многие конструкционные металлы. С этой проблемой однажды столкнулись американцы, когда изготовили ядерный реактор с ртутным теплоносителем в проекте своих звездных войн: ртуть за две недели „съела“ всю внутреннюю начинку реактора. И в-третьих, использование ртути ведет к уменьшению выработки электроэнергии в несколько раз по сравнению с щелочными металлами.

Что касается фреона, то у этого соединения имеется очень большое достоинство для использования в ГРАЭС: малая теплота фазового перехода. Чем меньше теплота испарения и конденсации, тем больше расход рабочего тела для передачи того же самого тепла через стенку теплообменника. И тем больше выработка электроэнергии. Однако, фреон имеет два крупных недостатка, препятствуюшие его использованию в качестве рабочего тела ГРАЭС на современном этапе.

Во-первых, фреон имеет низкую теплопроводность жидкой фазы. Для стороны испарения это не очень существенно, т. к. испарение происходит из капиллярной структуры, и высокая теплопроводность материала структуры в заметной степени нивелирует низкую теплопроводность используемой жидкости. Но для стороны конденсации это играет очень важную роль: тепловое сопротивление пленки конденсата оказывается настолько высоким, что тепловой поток через стенку теплообменника и расход жидкости падают в сотни раз. Этот недостаток фреона можно обойти, если использовать капельную конденсацию вместо пленочной. Тогда жидкий фреон уже не может смачивать поверхность конденсации, а будет стягиваться на ней в отдельные крупные капли, оставляя поверхность свободной. В этом случае теплоотдача растет в миллионы раз. Но чтобы организовать капельную конденсацию, необходимо покрыть поверхность теплоотдачи специальной фреоноотталкивающей пленкой (подобно водоотталкивающей краске, которой покрывают металл для устранения водной коррозии). Однако, таких вещество сегодня нет, их еще предстоит создать.

Во-вторых, температура насыщения рабочей жидкости при давлении в одну атмосферу должна быть не меньше 60-70С. Если она будет меньше, возникнут проблемы с отводом тепла из верхнего отсека в летние месяцы. А увеличить давление рабочего тела и тем самым поднять температуру насыщения невозможно, т. к. это может привести к разрыву отсека. Таких фреонов с температурой насыщения не менее 60-700С при атмосферном давлении пока нет, их тоже предстоит еще создать. В принципе, создание новой разновидности фреона с заданными свойствами не должно быть сложной проблемой, ибо известен главный принцип достижения нужного результата: следует увеличивать молекулярную массу фреона, вводя в состав молекулы новые атомы углерода, водорода и кислорода, и это приведет к росту температуры насыщения. Одновременно будут расти плотности жидкой и паровой фаз, что также не маловажно. Увеличение плотности жидкости увеличивает гидростатическое давление в опускном канале и выработку электроэнергии. А увеличение плотности пара снижает энергозатраты компрессора при одинаковом расходе рабочего тела по контуру.

Окончательно в качестве рабочего тела ГРАЭС была выбрана эвтектика Na+K с температурой плавления 2620К (-110С) и температурой испарения 10570К (7840С).

Теплообменники следует выполнять пластинчатыми прямоугольной формы, тогда они занимают пространство отсека наиболее компактно. Толщина одного теплообменника обычно измеряется значениями в несколько сантиметров, в то время как ширина их может составлять более метра, а высота — несколько метров. Несколько сотен таких теплообменников, установленных один за другим подобно страницам в книге, составляют теплообменный блок: высота и ширина блока соответствуют высоте и ширине отдельного теплообменника, а длина блока равна произведению толщины теплообменника на их количество и может достигать 10-15 метров. Блоки монтируются в верхнем отсеке один за другим, образуя так называемую нитку: длина нитки равна длине отсека. Соседние нитки отделяются друг от друга проходами, в которых установлены компрессоры. Проходы служат также для выполнения плановых осмотров и мелких ремонтов (естественно, ремонты выполняются после остановки станции, когда жидкость слита из контура и температура в верхнем отсеке опустилась до приемлемого уровня).

Капиллярная структура на теплообменниках выполняется двухслойной: внутренний слой имеет крупные поры с большим радиусом кривизны, наружный очень тонкий слой делают с мелкими порами. Такая схема позволяет решить одновременно две конкурирующие проблемы. С одной стороны, с целью максимального повышения мощности станции и удешевления вырабатываемой энергии нужно поднять рабочее тело как можно выше, для чего необходимо использовать капиллярную структуру с очень мелкими порами: чем меньше радиус пор, тем больше высота подъема. С другой стороны, уменьшение радиуса пор ведет к увеличению гидравлического сопротивления, что в свою очередь ведет к уменьшению скорости подъема жидкости. Если использовать двухслойную систему, тогда гидравлическое сопротивление потоку жидкости оказывается низким, т. к. жидкость поднимается по внутреннему слою с крупными порами. Когда она затем проникает внутрь наружного мелкопористого покрытия, общее гидравлическое сопротивление от этого увеличивается не сильно, т. к. толщина наружного слоя очень невелика, всего десятые доли миллиметра. Зато значительная кривизна мениска жидкости в мелких порах ведет к созданию высоких капиллярных сил.

На практике создание двухслойной капиллярной структуры может оказаться сложной и дорогой операцией. Поэтому предлагается следующий вариант „как-бы“ двухслойной структуры: на основной теплообменной поверхности наносится ряд тесно расположенных вертикальных канавок, которые затем покрываются тонким слоем с мелкими порами.

Общий капиллярный напор ;PCAP, создаваемый наружным слоем, уравновешивается статическим весом колонны жидкости ;PST и гидравлическими сопротивлениями внутреннего крупно-пористого слоя ;PI и наружного мелко-пористого покрытия ;PЕ (гидросопротивление подъемного и опускного каналов пока учитывать не будем)

(3.1.4)

Составляющие данного равенства записываются как

(3.1.5)

(3.1.6)

(3.1.7)

(3.1.8)

где ; — поверхностное натяжение, ; — краевой угол смачивания, r — радиус пор, Н — высота подъемного канала, h — высота теплообменников, G — расход рабочего тела, К — коэффициент проницаемости, ; — пористость, ; — толщина слоя, F — площадь поперечного сечения прохода жидкости, ; и ; — динамическая вязкость и плотность рабочей жидкости (индексы „I“ относятся к внутреннему слою, индексы „E“ - к наружному, „L“ означает жидкость, „V“ означает пар).

Площади поперечного прохода жидкости FI и FE рассчитываются как

(3.1.9)

(3.1.10)

где d — ширина теплообменников, D — ширина верхнего отсека (предполагается, что длина и ширина отсека одинаковы, а теплообменники занимают всю площадь отсека), ;W — толщина основной стенки теплообменника, на которую наносятся капиллярные слои, ;1 — толщина теплообменника, ;2 — расстояние между теплообменниками. В дальнейшем для краткости будем обозначать комплекс ;1+;2+2(;W+;I+;E) через S. Подставляя формулы (3.1.5) — (3.1.10) в исходную зависимость (3.1.4), получаем

(3.1.11)

Энергия, вырабатываемая гидротурбиной в единицу времени, определяется как QH = GgH;H, где ;H — эффективность работы гидротурбины. Поэтому

(3.1.12)

Полезная электрическая мощность QE, отдаваемая потребителю, определяется разностью между энергией гидротурбины QH и потреблением энергии компрессором ;N. Последняя величина рассчитывается по обычной зависимости как произведение расхода G и перепада давления ;PV, деленных на плотность пара ;V и эффективность компрессора ;F. Создаваемый компрессором общий перепад давления ;PV тратится на создание полезного перепада давления ;PТ, ответственного за возникновение температурного напора между конденсирующимся паром и испаряющейся жидкостью, и преодоление аэродинамического сопротивления потоку сжатого пара внутри теплообменников ;PV1 и потоку еще не сжатого пара в пространстве между ними ;PV2

(3.1.13)

Для расчета величины ;PТ нужно знать зависимость давления насыщения от температуры. С достаточной для технических расчетов точностью эту зависимость можно представить как

(3.1.14)

где для случая эвтектики натрий-калий А = 10282.9, В = 9.6781, С = -2.4. Дифференцирование данной зависимости дает

(3.1.15)

Множитель 105 появляется в формуле по причине того, что давление Р выражается в барах, а перепад давления ;Р — в паскалях. Аэродинамическое сопротивление ;PV1 рассчитывается как

(3.1.16)

где w = GS/(4;V;1hD) – средняя скорость пара, ; = 64/Re — коэффициент трения (движение пара предполагается ламинарным). В этом случае

(3.1.17)

Аналогично

(3.1.18)

Таким образом, полезная электрическая мощность определяется как

(3.1.19)

где ; = AP105 ;T/[;V ;H ;F (T-C)2] + gh

Как видно из полученной формулы, электрическая мощность гравитационной станции зависит от многих факторов в сложной форме. Для нас наибольший интерес представляют зависимости QE от температурного напора ;Т, толщины внутреннего крупно-пористого слоя капиллярной структуры ;I, ширины d и высоты h теплообменников, т.к эти параметры влияют на электрическую мощность сложным образом и будут иметь некоторое оптимальное значение, когда мощность достигает максимума. Что касается других характеристик, они оказывают практически однозначное влияние на электрическую мощность и не имеют оптимального значения. Например, увеличение толщины наружного мелкопористого покрытия ;Е ведет к монотонному падению мощности, поэтому ее всегда нужно делать как можно меньше.

Оптимальные значения параметров ;Т, ;I, d и h рассчитываются последовательным дифференцированием последней формулы и определением таких значений параметров, при которых производная обращается в нуль. Опуская все промежуточные выкладки, привожу окончательный результат

(3.1.20)

(3.1.21)

(3.1.22)

(3.1.23)

(3.1.24)

(3.1.25)

(3.1.26)

(3.1.27)

Расчет начинается с определения hOPT из уравнения (3.1.23), которое затем используется для расчета других оптимальных характеристик. На практике второе слагаемое (6Mg -YN)h уравнения (3.1.23) намного меньше остальных, поэтому его можно опустить.

Формулы (3.1.20) — (3.1.27) были получены в предположении исключительно малого гидравлического сопротивления сопла, а также подъемного и опускного каналов. В реальности это не так, и при определенных условиях трение в сопле и каналах может заметно влиять на характеристики станции. Для расчета диаметра сопла запишем уранение гидростатического баланса между статическим давлением столба жидкости в опускном канале ;PST, трением канала ;PFD, трением в сопле ;РN и потерь давления с выходной скоростью ;РOUT

(3.1.28)

где ;PFD = ;(H/dFD)(;w2/2), ;PN = ;(LN/dN)(;w2/2), ;POUT = ;(;w2/2), ; = 0.11(;/dFD+68/Re)0.25 – коэффициент трения, dFD – диаметр опускного канала, ; — высота бугорков шероховатости, ; — коэффициент потерь давления с выходной скоростью (меняется от 1.5 для параболического распределения скоростей в сопле до 1.0 для плоского распределения), LN – длина сопла. Расписывая скорости w и числа Рейнольдса Re через расход G, можно получить выражение для расчета диаметра сопла

(3.1.29)

Зная диаметр сопла, можно рассчитать скорость рабочей жидкости на выходе из него и энергию, передаваемую гидротурбине струей жидкости. Следует отметить, что рассчитываемый по данной формуле диаметр сопла будет иметь оптимальное значение. Любые отклонения от него в ту или иную сторону приведут к снижению выработки энергии. Если диаметр уменьшить по сравнению с оптимальным значением, тогда статический вес столба жидкости в опускном канале уже не сможет преодолевать возросшее трение сопла, и уровень жидкости в канале начнет подниматься, заливая снизу теплообменники. В этом случае площадь поверхности теплообмена станет снижаться, а расход рабочей жидкости по контуру станет падать. В конце концов конденсат в теплообменниках установится на таком уровне, когда возросшее трение в сопле будет компенсироваться малым расходом жидкости. А малый расход означает малую производительность. При увеличении диаметра сопла сверх оптимального значения расход рабочего тела останется неизменным, но уровень жидкости в опускном канале будет падать. Вместе с ним будут снижаться напор жидкости, скорость на выходе из сопла и энергия струи жидкости. При оптимальном значении диаметра сопла жидкость в опускном канале стоит на таком уровне, когда она заполняет весь канал полностью, но теплообменники еще не заливает. В этом случае реализуются максимальные значения напора жидкости и ее расхода.

Для расчета стоимостных характеристик нам нужно уметь оценивать хотя бы грубо затраты на строительство станции. Оказалось, что это не сложно сделать. Основная масса станции приходится на теплообменники, поэтому стоимость их изготовления будет определять стоимость всей станции. В настоящее время цену листового железа толщиной 0.5-1.0 мм можно считать равной 0.5 евро/кг, а цена меди превышает цену железа в 7.5 раз. Практика показывает, что общие затраты на изготовление пластинчатых теплообменников превышают стоимость металла грубо в 10 раз, а затраты на строительство атомной станции примерно равны стоимости всего оборудования. Поэтому для грубой оценки общих затрат на строительство станции достаточно массу теплообменников умножить на цену металла и полученную цифру увеличить в 20 раз.

Будем считать, что давление рабочей среды Р=1 бар, длина и ширина верхнего отсека D=100 метров, толщина стенки тепообменника ;W = 0.2мм, толщина наружного мелкопористого слоя ;Е = 0.1мм, толщина теплообменников и шаг между ними ;1 = ;2 = 5 мм, эффективность работы гидротурбины ;Н = 0.9, эффективность работы компрессора ;F = 0.85, радиус пор наружного покрытия rE = 0.04;10(-6) м, пористость ; = 0.6, диаметр подъемного и опускного каналов d = 2м, длина сопла LN = 0.2м, коэффициент сопротивления ; = 1.5. В качестве конструкционного материала будем рассматривать сталь с теплороводностью ; = 36.8 вт/м/гр и медь, для которой ; = 337 вт/м/гр.

Для таких исходных данных получились следующие значения оптимизируемых параметров: толщина внутреннего слоя капилляров ;I = 0.45мм (1.0мм), температурный напор ;Т = 0.260 (0.210), ширина теплообменников d = 4.86м (2.8м), высота теплообменников h = 136.5м (150м). Цифры вне скобок относятся к стали, цифры в скобках — к меди. Другие харктеристики имеют следующие значения: высота подъемного и опускного каналов Н = 328м (446м), мощность гидротурбины WH = 534 MВт (1555 МВт), полезная мощность WE = 347 МВт (1208 МВт), коэффициент полезного действия станции ; = 65% (77.2%), капитальные вложения Z = 17.1 млр.евро (30 млр.евро), стоимость установленного киловата С = 49.3 евро/ватт (25.7 евро/ватт). Было найдено, что основная доля затрат приходится на изготовление и монтаж оборудования (94% всех затрат для Fe и 73% для Сu), на закупку конструкционных материалов приходится 3.8% всех затрат для Fe и 24% для Сu, а закупка рабочего тела обходится совсем дешево (2.2 — 3.0% в обоих случаях).

Расчеты показывают, что медь в качестве конструкционного материала себя оправдывает. Несмотря на высокую цену, она позволяет при одинаковых условиях поднять электрическую мощность станции более чем в четыре раза и тем самым заметно снизить стоимость установленного киловатта. Но общие затраты на строительство даже в этом случае оказываются неприемлемо высокими. В настоящее время стоимость установленного киловатта на атомных станциях лежит в интервале (2;4) евро/ватт. Например, английская АЭС „Сайзуэл — В“ мощностью 1200 МВт потребовала в свое время на строительство столько фунтов стерлингов, сколько сегодня соответствуют 2.9 млр.евро, что сделало стоимость ее установленного киловатта равной 2.4 евро/ватт. Чтобы сделать гравитационную электростанцию конкурентной, необходимо добиться таких же показателей как минимум.

Эту задачу можно решить уменьшением высоты теплообменников. Найденные выше формулы расчета оптимальных параметров станции соответствуют условию достижения максимальной электрической мощности. А нам сейчас нужно снизить капитальные вложения, пусть даже мощность станции от этого окажется ниже. Уменьшение высоты тепообменников ведет к снижению расхода рабочей жидкости из-за уменьшения площади поверхности теплопереноса. Но при этом из-за снижения гидравлического сопротивления потоку жидкости появляется возможность увеличения высоты подъемного и опускного каналов. В итоге расход и гидросопротивление так компенсируют друг друга, что электрическая мощность станции с уменьшением высоты теплообменников от 150 до 75 метров практически не меняется, а падать начинает лишь при дальнейшем уменьшении высоты h менее 75 метров.

Вследствие того, что капитальные затраты на строительство падают с уменьшением высоты теплообмеников гораздо сильнее, стоимость установленного киловатта опускается до вполне приемлемых значений. Минимальное значение стоимости киловатта 1.65 евро/ватт наблюдается при h = 15м. Дальнейшее уменьшение выысоты теплообменников сопровождается увеличением стоимости киловатта. Дело в том, что при h > 15м капитальные затраты на строительство определяются в основном стоимостью изготовления теплообменников, поэтому уменьшение их высоты сопровождается пропорциональным уменьшением капитальных затрат. Но при h < 15м основные капитальные затраты приходятся уже на изготовление того, что не относится к теплообменникам: гидротурбина и компрессоры, подъемные и опускные каналы, стоимость рабочего тела и т. д. Поэтому дальнейшее уменьшение высоты теплообменников менее 15 метров сказывается на снижении капитальных затрат слабее, а мощность станции при этом продолжает пропорционально падать. Как результат, стоимость киловатта начинает расти.

Эффективность работы станции при h = 15м составляет 52%. Хотя эта цифра заметно меньше значений (60-80)%, которые наблюдаются для h > 100 м, она значительно превосходит стандартные значения кпд тепловой или атомной станции порядка (30-40)%. При этом тепловые выбросы ГРАЭС на жидком металле будут характеризоваться намного более высокими температурами. Для ТЭС или АЭС температура сбросного тепла лежит обычно в интервале (30;40)0, что делает промышленное использование такого тепла довольно затруднительным. Для ГРАЭС на жидком металле температура сбросного тепла будет всего на несколько десятков градусов меньше температуры рабочего тела, то есть она будет лежат в интервале (700;750)0. Если это тепло преобразовать в электричество стандартным турбомашинным способом с эффективность 35%, общий кпд станции поднимется до 69%.

Эффективность ГРАЭС вполне по силам поднять значительно выше уровня 52%. Это можно сделать уменьшением температурного напора между зонами испарения и конденсации, что достигается снижением мощности компрессора. На рис. 3.1.3 показано

Рис.3.1.3. Влияние температурного напора ;Т между зонами испарения и конденсации

на параметры ГРАЭС: синяя кривая - мощность гидротурбины WH (МВт), черная кривая - полезная электрическая мощность WE (Мвт), зеленая кривая - эффективность станции ;(%).

влияние температурного напора между зонами испарения и конденсации на мощность гидротурбины WH (МВт), полезную электрическую мощность WE (МВт) и эффективность электростанции ; (%). По мере увеличения температурного напора от нуля и выше гидротурбиннная мощность постоянно и монотонно растет. Но электрическая мощность ведет себя более сложным образом: она растет лишь до определенного момента, соответствующего температурному напору ;Т = 0.420. Максимальное значение электрической мощности при ;Т = 0.420 составляет 634 МВт, при этом мощность гидротурбины равна 1093 МВт. Тогда ; = 58%. Дальнейшее увеличение температурного напора сопровождается падением электрической мощности (следовательно, эффективности) вплоть до нуля при ;Т = 0.850. В этом случае вся выработка энергии гидротурбиной идет на питание компрессоров, и затем преобразуется в тепло, а потребителю уже ничего не поступает: станция работает только на себя. Очевидно, что минимальная стоимость установленного киловатта будет соответствовать максимальному значению электрической мощности: при ;Т = 0.420 стоимость киловатта С = 1.6 евро/ватт.

Следует отметить, что понятие коэффициента полезного действия для ГРАЭС теряет свой старый смысл, заимствованный из тепловой энергетики. Для ТЭС кпд рассчитывается как отношение полезной энергии, отданной потребителю, к полной энергии сгораемого топлива. Последняя величина определяется только количеством и качеством сгораемого угля (или нефти, или газа). И никакие технические усовершенствования станции повлиять на нее не могут. Зато могут повлиять на отдаваемую потребителю электрическую мощность. Поэтому можно сказать, что кпд тепловой электростанции характеризует степень совершенства процесса преобразования энергии.

Для ГРАЭС ситуация сильно меняется. Многие параметры станции влияют одновременно на мощность гидротурбины и на электрическую мощность. Поэтому отношение мощностей (или коэффциент полезного действия) может меняться самым неожиданным образом. Рис. 3.1.3 это как раз и показывает. Уменьшение температурного напора ведет к повышению кпд, и для ;Т = 0 эффективность стремится к 100%. Но при этом полезная мощность станции стремится к нулю. Ясно, что такая станция никакого смысла не имеет. Поэтому если концентрироваться только на кпд и не обращать внимания на другие величины, можно сделать неправильные выводы. Поэтому для характеристики степени совершенства преобразования энергии в ГРАЭС следует использовать иные параметры, а не кпд.

Настоящие результаты обусловлены различной зависимостью выработки энергии гидротурбиной и энергопотреблением компрессора от расхода рабочего тела. Мощность гидротурбины пропорциональна расходу примерно в первой степени, в то время как энергозатраты компрессора — в степени 2.5;3. Поэтому если мы увеличиваем расход рабочего тела по контуру, энергетические затраты компрессора ;N растут быстрее гидротурбинной мощности и кпд постоянно снижается. До тех пор, пока энергопотребление компрессора остается значительно меньше гидротурбинной мощности, электрическая мощность станции продолжает расти. Но когда энергетические нужды компрессора сравнимы с выработкой энергии на гидротурбине, дальнейшее увеличение расхода рабочего тела будет вести к снижению электрической мощности станции.

Сложной проблемой для будущих ГРАЭС может оказаться осаждение твердых нелетучих соединений в порах внешнего капиллярного покрытия. Любая жидкость (и рабочее тело ГРАЭС также) всегда имеет некоторые примеси независимо от степени очистки: абсолютно чистых жидкостей не бывает. Когда эти примеси попадают с потоком жидкости в наружный капиллярный слой, здесь они не испаряются, а накапливаются. Постепенно их концентрация растет и они начинают кристаллизоваться на стенках пор, уменьшая проходное сечение и увеличивая гидросопротивление. Рано или поздно поры полностью перекрываются и станция останавливается. Поэтому необходимо оценить хотя бы грубо интенсивность осаждения примесей, чтобы выяснить, насколько велика данная проблема.

Исследования тех ученых, которые изучают тепловые трубы с щелочными металлами натрием и калием в качестве рабочего тела, показывают, что весовая концентрация кислорода в металле после его очистки титановыми и циркониевыми гетерными ловушками составляет менее одной миллионной доли процента. Примем для расчета величину 0.3;10(-6)%. Скорость движения рабочего тела в наружном капиллярном слое, как было найдено, составляет обычно (0.05;0.09) мм/сек. При столь малых скоростях обратный поток нелетучих примесей от места испарения жидкости, где примеси накапливаются в максимальных количествах, должен быть достаточно велик. Поэтому следует ожидать, что примеси будут равномерно распределяться по толщине наружного капиллярного слоя. В этом случае они будут полностью забивать капилляры, то есть снижать пористость с 0.6 до нуля, за время 17 лет. Это примерно вдвое меньше нормативного срока работы АЭС, составляющего 30 лет. Однако, если увеличить толщину наружного капиллярного слоя с 0.1 до 0.2 мм, тогда время бесперебойной работы станции возрастает также примерно вдвое и становится равным 32 годам. К сожалению, такой способ увеличения длительности работы станции сопровождается некоторым увеличением капитальных затрат и снижением мощности из-за возросшего гидросопротивления, поэтому стоимость установленного киловатта становится на (5;15)% выше.

Электрическая мощность станции может быть резко увеличена за счет выравнивания эпюры скоростей в сопле. Если распределение скоростей в сопле подчиняется обычному параболическому закону, тогда коэффициент трения ; = 1.5. Но если скорость движения в сопле постоянна по его сечению, тогда коэффициент трения падает с 1.5. до 1.0. Снижение потерь гидравлического напора на преодоление трения позволяет уменьшить диаметр сопла с соответствующим увеличением скорости истечения и выработки энергии гидротурбиной. Это хорошо видно из рис. 3.1.4, который показывает зависимость электрической мощности WE и стоимости установленного киловатта от коэффициента трения сопла: снижение коэффициента трения с 1.5 до 1.0 сопровождается ростом электрической мощности примерно вдвое и соответствующим падением стоимости киловатта. При этом кпд станции также растет и достигает 72%. Конечно, случай ; = 1.0 в идеале недостижим. Максимум, на который можно рассчитывать, это ; = 1.3. Но даже в этом случае электрическая мощность растет с 634 до 780 МВт, а стоимость установленного киловатта падает с 1.6 до 1.3 евро/ватт. Такой способ увеличения производительности станции привлекателен тем, что он практически не сказывается на капитальных затратах.

Рис. 3.1.4.Влияние трения сопла на параметры ГРАЭС: черная кривая — электрическая

мощность (МВт), зеленая кривая — стоимость установленного киловатта (евро/ватт).

Рис. 3.1.5. Влияние диаметра подъемного и опускного каналов на электрическую мощность ГРАЭС (МВт, черная кривая) и стоимость установленного киловатта (евро/ватт, зеленая кривая).

На первый взгляд может показаться непонятным, за счет каких механизмов изменение трение сопла сказывается на выработке энергии гидротурбиной, если расход рабочего тела и высота опускного канала — главные характеристики, определяющие производительность станции — не зависят от параметов сопла. Все дело в том, что в сопле может теряться значительная доля гидравлического напора опускного канала. Трение в сопле ведет к выделению тепла и испарению части жидкости. Тогда на турбину будет поступать меньше рабочей жидкости, чем проходит по опускному каналу. Вследствие этого выработка энергии гидротурбиной падает. Уменьшая трение в сопле, мы сокращаем непроизводительные расходы и повышаем общую выработку электроэнергии.

Дальнейшего уменьшения стоимости установленного киловатта можно добиться оптимизацией диаметров подъемного и опускного канала. На рис.3.1.5 показано, как меняются электрическая мощность станции и стоимость установленного киловатта с изменением диаметра каналов. Когда диаметр превышает 1.5 м, его гидросопротивление настолько мало по сравнению с гидросопротивлением капиллярных слоев, что размеры канала практически не сказываются на гидротурбинной и электрической мощности. Но заметно сказываются на общих капитальных затратах: чем больше диаметр, тем больше масса циркулирующего в контуре станции рабочего тела, тем больше денежные затраты на его приобретение и очистку в ходе эксплуатации. Поэтому уменьшение диаметра каналов от 3.0 до 1.5 метров способствует снижению как общих капитальных затрат, так и стоимости установленного киловатта.

С другой стороны, слишком узкий канал препятствует свободной циркуляции жидкости по контуру и мощность станции падает. А капитальные затраты в этом случае зависят от диаметра достаточно слабо. Поэтому уменьшение диаметра менее 1.0 метра сопровождается резким ростом стоимости киловатта. В итоге, оптимальные значения диаметра каналов попадают в интервал (1.1;1.3) м, когда стоимость киловатта составляет (0.6;0.7) евро/ватт.

Полученное значение стоимости установленного киловатта можно еще немного снизить путем уменьшения радиуса пор наружного слоя тонкопористого капиллярного покрытия. Оказалось, что электрическая мощность станции практически обратно пропорциональна квадрату радиуса, а стоимость киловатта прямо пропорциональна первой степени радиуса. Когда радиус пор наружного капиллярного слоя уменьшается с 0.04 до 0.03 микрон, электрическая мощность вырастает с 634 до 1150 МВт, а стоимость киловатта падает от 0.65 до 0.5 евро/ватт. Но ничего даром не дается и за все приходится платить. В данном случае платой является увеличение высоты подъемного и опускного каналов: они растут с 610 до 790 метров. Очевидно, что чем больше высота каналов, тем больше капитальные затраты. С другой стороны, осложняется проблема выбора подходящей площадки для станции.

Реальная осуществимость настоящего способа получения полезной работы из гравитационного поля может быть проверена на простой модели, описанной в статье А.Лихачева „Как построить вечный двигатель своими руками“, журнал «Юный техник», №11, 1997 год и в книге А.Вейника „Термодинамика реальных процессов“. Данная установка получила название „Кольцар Лазарева“ по фамилии изобретателя, построившего ее в 60х годах прошлого века. Первое описание кольцара появилось в статье Жвирблиса, опубликованной в журнале «Химия и жизнь» в 70х годах. Хотя потом на публикацию сведений о кольцаре был наложен строгий запрет, многие успели статью Жвирблиса прочитать. А кое-кто установку даже изготовил. На сегодня таких умельцев набралось уже несколько тысяч. И у всех кольцар работал. У кого хуже, у кого лучше, но работал.

Кольцар изготавливается из обычной пластиковой колбы для газированного напитка (рис.3.1.6). Разрезаем ее пополам и получаем две половины — верхнюю и нижнюю. В нижнюю половину устанавливаем деревянную перегородку (желательно из лиственных пород, а не хвойных, т. к. хвойные породы содержат смолу, которая может забивать поры и препятствовать прохождению через них рабочей жидкости). Древесные волокна перегородки должны быть ориентированы в вертикальном направлении, а не в горизонтальном, иначе жидкость не сможет просачиваться через дерево. В нижнюю часть перегородки вкручиваем металлические болты: чем больше болтов, тем лучше будет работать модель. Устанавливаем в перегородке также трубку, через которую жидкость будет переливаться из одного отсека в другой. После этого частично заливаем нижнюю половину колбы под перегородкой так, чтобы головки болтов находились уже в жидкости, но сама жидкость еще не достигала дерева. То есть надо сохранить под перегородкой воздушную прослойку. Затем наливаем на перегородку сверху немного этой же жидкости и надеваем верхнюю половину колбы на нижнюю. Модель готова к работе.

Рис.3.1.6. Принципиальная схема модели гравитационной электростанции: 1 — пластиковая колба, 2 — трубка, 3 — деревянная перегородка, 4 — металлические болты, 5 — жидкость. Жидкость просачивается через перегородку под действием капиллярных сил сверху вниз и сжимает слой воздуха под перегородкой. Воздух в свою очередь выталкивает жидкость через трубку в верхний отсек.

Установка работает следующим образом. Жидкость просачивается через перегородку сверху вниз и воздушная прослойка под ней оказывается со всех сторон окружена жидкостью. Под действием окружающего тепла жидкость начинает испаряться и заполнять воздушную прослойку. Одновременно с испарением жидкости начинается обратный процесс конденсации уже образованного пара. Рано или поздно достигается равновесное состояние, когда скорости испарения и конденсации уравновешивают друг друга.

Если внешняя сила отсутствует, тогда любая молекула пара имеет одинаковую вероятность уйти из паровой фазы как в верхний, так и в нижний слой жидкости. Но если имеется внешняя сила гравитации, тогда на хаотическое броуновское движение молекул пара накладывается их медленый дрейф в сторону этой силы. И каждая молекула приобретает более высокую вероятность уйти в жидкую фазу вниз, чем вверх. Если, скажем, сверху и снизу испарилось по 100 молекул пара, то вверх уйдет 99 молекул, а вниз уйдет 101 молекула. Начинается медленный переток вещества сверху вниз через паровоздушную прослойку. Уровень жидкости в нижнем отсеке поднимается, воздух под перегородкой сжимается и выдавливает жидкость в трубку, по которой та поднимается в верхний отсек, капает сверху на перегородку, просачивается через нее вниз и так процесс постоянно повторяется.

Вследствие того, что на нижней поверхности перегородки превалирует испарение, она охлаждается. А поверхность жидкости в нижней части колбы нагревается, т. к. здесь превалирует конденсация. Возникает разность температур и тепловой поток снизу вверх через паровоздушную прослойку. Стационарный режим устанавливается, когда прямой перенос тепла гравитацией сверху вниз уравновешивается обратным переносом тепла теплопроводностью снизу вверх. Очевидно, что чем больше будет обратный перенос тепла, тем больше окажется и прямой перенос тепла и вещества. Вот для этого и нужны металлические болты в перегородке: за счет своей высокой теплопроводности металл интенсифицирует обратный перенос тепла. Однако, если металла будет слишком много, уменьшение площади испарения может снизить эффективность установки. Следовательно, должна быть некоторая оптимальная концентрация металла, когда достигается максимальная эффективность. Расчеты показали, что оптимальная величина поперечного сечения установки, занятая металлом, составляет более 99%. В реальности такой степени заполненности проходного сечения достичь невозможно. Поэтому с практической точки зрения надо вкручивать в дерево так много болтов, сколько удастся сделать.

Была получена следующая формула, описывающая степень интенсификации процесса извлечения энергии из гравполя в данной модели за счет использования металла

(3.1.30)

где SM – поперечное сечение той части перегородки, которая занята металлом, S0 – полное поперечное сечение перегородки, G0 – расход жидкости в случае отсутствия всякого металла, ;M – теплопроводность металла, ;A – теплопроводность воздуха. Пусть ;A = 0.02 вт/м/гр (сухой воздух) и ;M = 50 вт/м/гр (углеродистая сталь). Тогда при SM / S0 = 0.01 будем иметь G / G0 = 26.25, а для SM / S0 = 0.1 получаем G / G0 = 278.8. Замена стали на медь (;M = 372 вт/м/гр) при SM / S0 = 0.1 дает отношение расходов G / G0 = 2068.

Повысить эффективность работы кольцара можно также путем удаления всего воздуха из паро-воздушной прослойки под перегородкой, чтобы она была заполнена только паром. Воздух ухудшает процесс переноса пара через прослойку сверху вниз по следующей причине. Он увлекается медленно опускающимся паром и концентрируется на поверхности жидкости, где идет конденсация. Поэтому парциальное давление воздуха в этом месте растет, а парциальное давление пара снижается. Как итог, снижаются температура насыщения на зеркале жидкости, температурный напор между зонами испарения и конденсации, и общая эффективность кольцара. Удалить воздух из паро-воздушной прослойки достаточно легко. Нужно сразу после заливки жидкости немного подержать колбу в руках, не закрывая заливочного отверстия. Жидкость от тепла рук будет понемногу испаряться и уходить через заливочное отверстие в атмосферу, увлекая за собой воздух. Через некоторое время воздух под перегородкой исчезнет практически полностью. И после этого заливочное отверстие можно будет закрывать.

В качестве рабочей жидкости я использовал вначале фреон. И он показал себя очень хорошо, первые капли стали падать из трубки через полчаса после окончания сборки. Но у фреона оказался неожиданный недостаток: пластмассовая колба при контакте с фреоном стала очень медленно сжиматься и за ночь колба ужалась почти вдвое. В такой колбе уже ничего не работало, пришлось ее выбрасывать и все делать заново. Поэтому потом я перешел на обычный бензин. Он работал намного хуже фреона (первые капли появились только на следующий день), но пластмасса колбы на бензин не реагировала. Поэтому всем интересующимся изготовлением кольцара я советую найти такой материал колбы, чтобы он был „равнодушным“ по отношению к фреону. Или найти иное легкоиспаряемое вещество, которое не будет реагировать с пластмассой. Можно ли использовать для этого различные эфиры — я сказать не могу.

Наблюдения показали, что использование бензина в качестве рабочей жидкости для кольцара характеризуется некоторыми особенностями. Во-первых, кольцар начинал работать лишь при повышенных температурах окружающей среды порядка (30;40)0С, то есть во второй половине жаркого летнего дня. И работал до тех пор, пока держалась такая температура. Под вечер он останавливался и возобновлял работу лишь на следующий день, когда температура воздуха достигала отмеченного уровня. Такая особенность работы кольцара может подтолкнуть к неправильному выводу, будто кольцар использует тепловую энергию окружающей среды. На самом деле он использует все же гравитационную знергию земного поля, а тепловая энергия атмосферы нужна лишь в качестве первоначального толчка для испарения самых первых порций жидкости (мы в автомобиле тоже используем аккумулятор для запуска двигателя в работу, однако из этого не следует, что автомобиль постоянно использует для своей работы электрическую энергию аккумулятора). Во-вторых, в случае загрязнений бензина установка довольно быстро выходила из строя: примеси проникали вместе с бензином внутрь деревянной перегородки, здесь они накапливались и мешали дальнейшей работе. Приходилось модель выбрасывать и строить невую.

Была обнаружена следующая особенность, наблюдавшаяся при температуре наружного воздуха порядка (30;35)0С, когда модель только начинала свою работу. Если в это время я подносил руку к нижней части колбы, даже не касаясь ее, частота падения капель из трубки на перегородку заметно росла. Но когда я подносил руку к верхней части колбы, также не касаясь ее, частота падения капель снижалась. Иной раз капли вообще переставали падать. Я объяснил этот эффект тепловым излучением моей руки. Нагрев стенки колбы инфракрасным излучением руки ведет к повышению давления в соответствующей части колбы. И повышенное давление либо загоняет в трубку новые порции жидкости, либо наоборот вытесняет жидкость из трубки. Увеличение температуры окружающего воздуха свыше температуры моего тела, то есть выше уровня 360С, сводило найденный эффект к нулю.

На основе обнаруженного эффекта можно предложить практический способ увеличения производительности кольцара: нагрев нижней половины колбы. Для этого ставим под падающие капли колесико с электромоторчиком и лампочку в нижней половине колбы. Моторчик будет вырабатывать электричество и обеспечивать работу лампочки с некоторым нагревом нижней половины колбы. Таким приемом мы организуем в кольцаре обратную положительную связь, когда увеличение одного параметра (нагрев) будет способствовать увеличению другого параметра (производительность), что в свою очередь обеспечит повторное увеличение первого параметра (нагрев). На обыденном языке модель начнет сама себя разгонять и так будет происходить до тех пор, пока не начнут срабатывать технические ограничения. В кольцаре таким ограничением станет скорость просачивания жидкости через пористую перегородку: если жидкость не успевает просачиваться, уровень жидкости в нижнем отсеке опустится до уровня нижнего среза трубки и работа остановится.

Наверняка у многих, кто читает эти строки, уже созрел вопрос: а нельзя ли на основе кольцара построить полномасштабную установку по использованию гравитационной энергии? К сожалению нельзя. Точнее, саму установку построить можно, но она будет экономически невыгодной. Любой генератор за весь период жизни должен выдать энергии больше, чем было потрачено на его создание. Иначе постройка теряет экономическую целесообразность. Кольцар имеет настолько малый уровень энерговыделения, что не окупит затраты на свое строительство. Так получается потому, что перепад давлений между зонами импарения и конденсации, нужный для формирования перепада температур, создается самой гравитацией. Но он исключительно мал. По расчетам, в моей модели он составлял всего около 10н/м;. А в описанной выше ГРАЭС перепад давлений создается компрессорами и достигает уровня в 200-300 н/м;. Поэтому ГРАЭС может оказаться экономически конкурентоспособной в отличие от кольцара.

Рис. 3.1.7. Принципиальная схема гравитационной электростанции с использованием

силы Архимеда: 1 — шахта, залитая водой; 2 — электролизер; 3 — гидротурбины; 4 — разделительный отсек с полупроницаемой мембраной; 5 — топливный элемент.

На просторах Интернета был найден еще один проект гравитационной электростанции, схема которого приводится на рис. 3.1.7 (к сожалению, автор проекта не известен). Имеется глубокая шахта, полностью залитая водой, на дне которой установлен электролизер, а выше над ним по вертикали одна за другой несколько гидротурбин. Электролизер разделяет воду на Н2 и О2, которые при подъеме крутят гидротурбины с электрогенераторами. После выхода из шахты смесь газов поступает в разделительный отсек с полупроницаемой мембраной. Молекулы водорода из-за своих малых размеров легко проникают сквозь мембрану и оказываются на другой ее стороне. А кислород проникать сквозь мембрану не может. Так происходит разделение газов. Затем водород и кислород поступают в топливный элемент, где при соединении дают электричество и воду. Вода сбрасывается в шахту, а полученное в топливном элементе электричество идет на электролизер и снова разделяет воду на водород и кислород.

Если убрать из схемы гидротурбины и ограничиться только топливным элементом и электролизером, то никакой полезной выработки электроэнергии мы не получим: с учетом неизбежных затрат электролизер будет всегда требовать больше энергии, чем сможет обеспечить топливный элемент. Но добавка гидротурбин кардинально меняет ситуацию. Чем больше глубина шахты, тем больше поместится в ней гидротурбин и тем больше окажется выработка энергии станцией. Конечно, давление на дне шахты с увеличением ее высоты будет расти, но затраты энергии на электролиз не зависят от давления. От давления будет зависеть растворимость полученных газов. При большом давлении газы могут оказаться в связанном состоянии. Но по мере подъема воды вверх давление снижается и газы начинают бурно выделяться, обеспечивая вскипание воды. Образованая смесь устремляется вверх и крутит турбины. А в самом верху шахты освобожденная от газов вода поступает в обводные каналы и по ним опускается на дно шахты.

3.2 Устройства на основе вибраций или резонанса

Имеется большая вероятность того, что устройства, извлекающие энергию из физического вакуума на основе колебаний или резонанса, будут показывать наилучшие характеристики по сравнению с другими аппаратами. Так происходит потому, что любое колебание является, если можно так выразиться, самым неравномерным движением: при колебаниях меняется как численное значение скорости, так и положение вектора скорости в пространстве. Лучше всего это видно на примере механического маятника. Когда маятник идет вниз от своего крайнего положения, он ускоряется под действием силы тяжести, следовательно, на этом отрезке пути гравитационное поле совершает работу над физическим вакуумом и отдает в него часть своей энергии. Пройдя самую нижнюю точку траектории, маятник начинает подниматься вверх против направления силы тяжести и движется замедленно, следовательно, здесь физвакуум совершает работу над гравполем и отдает в него ту энергию, которую он получил от поля на предыдущем этапе. Во всех точках такой траектории меняются как скорость, так и направление движения. Дойдя до самой верхней точки, маятник начинает двигаться назад, то есть вектор его движения меняется на противоположный. И так происходит с любым колебанием.

Любое колебание является таким образом весьма неравномерным движением. Но будет ли при этом извлекаться энергия из физического вакуума, зависит от того, под действием какой силы совершаются колебания. В случае с механическим маятником выделение энергии не наблюдается по той причине, что движение происходит под действием гравитационной силы, следовательно, здесь осуществляется всего лишь перераспределение энергии между вакуумом и гравполем. А так как гравитационное поля является одной из разновидностей деформации вакуума, на деле вся энергия продолжает оставаться в нем. Для того, чтобы все-же реализовать выделение энергии из вакуума, необходимо использовать иную силу, которая не была бы так явно с ним связана. Очевидно, что чем больше будет частота и амплитуда колебаний, осуществляемых с помощью такой силы, тем больше энергии отдаст физвакуум.

Неизвестно точно, кто был первым в разработке аппаратов, извлекающих энергию из физического вакуума на основе колебаний или резонанса. Имеются сведения, что американский изобретатель Генри Мюррей еще в середине 20х годов прошлого столетия выполнил первый успешный опыт по выделению энергии из физвакуума в достаточно больших количествах. А в конце 20х годов он построил 30-ступенчатыый агрегат мощностью 50 кВт, который работал несколько месяцев беспрерывно и демонстрировался всем желающим. Мюррей не делал секрета из своего изобретения и это его погубило. Какой-то безумец однажды пронес с собой бомбу и взорвал лабораторию Мюррея со всем, что там находилось. А сам американец вскоре после этого трагически погиб.

Следующим был сербский физик Никола Тесла. Он также создал действующий агрегат и показывал его всем желающим. Но не известно, на каком принципе действовал его агрегат и какой вид деформации вакуума использовал. Во второй половине прошлого столетия чешский физик Вацлав Павлита также изготовил несколько действующих моделей генератора. В СССР в этой области успешно работали Охатрин, Чернетский и другие. Однако большинство из них преждевременно скончались: одни — из-за травли непримиримо настроенных представителей официальной науки, не желающих признавать свою некомпетентность перед лицом непонятных явлений, другие — по причине нарушения мер безопасности. В настоящее время подобные исследования выполняют Дон Мартин (Don Martin) из International Tesla Institute (Колорадо-Спрингс, США) и Андрей Мельниченко в России.

Американец взялся за изобретение вечного двигателя по необходимости. Его дом стоит довольно далеко от линии электропередачи и в непогоду часто случается обрыв проводов. Машина Дон Мартина состоит из электродвигателя, генератора, маховика, выпрямителя тока, батарей и блока управления. К сожалению, подробная схема установки неизвестна, т. к. американцы стараются держать ее в секрете. Но мой личный разговор с директором International Tesla Institute доктором Джонном МакГиннисом (John McGinnis) привел меня к выводу, что установка Дон Мартина практически идентична машине А.Мельниченко.

Начинал А.Мельниченко с самого простого устройства, куда входили только генератор, электродвигатель и конденсатор. Никаких других элементов в его самой первой машине не было. Вот как он сам рассказывает об этом в интервью, опубликованном в журнале «Свет», №6 за 1997 год: „Прошлым летом я зарабатывал деньги на строительстве подмосковных дач. И работал с циркуляркой, у которой был двигатель в полтора киловатта. Все шло прекрасно, пока не отключили энергию. Я пошел к соседу и взял у него старый бензиновый генератор на 127 вольт. Но у циркулярки двигатель рассчитан на 220 вольт. Чтобы циркулярка хорошо бегала, надо было увеличить мощность генератора с половины киловатта до полутора, то есть в три раза. Но как? Я взял пару обычных конденсаторов и поставил их последовательно с двигателем. Напряжение подскочило до 500 вольт. Тогда я снял один конденсатор, чтобы работать в режиме полурезонанса. Пришел местный электрик и чуть не упал в обморок. Бензиновый генератор имел 100 вольт и 0.5 киловатта, а электродвигатель — 270 вольт и 1.5 киловатта при одинаковой силе тока в 0.5 ампер. Пила работала как зверь — доски только отлетали. „Ну — сказал электрик — я пас, ничего не могу понять.“ Тут я вытащил из под двигателя конденсатор величиной со спичечный коробок и объяснил суть эксперимента. Любой специалист может воспроизвести его за пару секунд“.

Модернизированная схема установки А.Мельниченко, а также схема устройства Дон Мартина приведена на рис. 3.2.1. Установка состоит из конденсатора переменной емкости, нагрузки, блока управления, батарей и двух электродвигателей, один из которых играет роль собственно двигателя, а другой — генератора. Двигатель и генератор соединены между собой механически через муфту и электрически. Цепь нагрузки и цепь двигателя подсоединены к генератору параллельно. Конденсатор находится в цепи нагрузки. Блок управления меняет емкость конденсатора в зависимости от нагрузки так, чтобы в цепи постоянно поддерживался электрический резонанс. Батареи нужны лишь для того, чтобы запустить установку в работу. После выхода на устойчивый режим батареи отключаются.

Формула резонанса выглядит как

(3.2.1)

где С и L — емкость и индуктивность цепи, f — частота тока. Если постоянно держать

Рис. 3.2.1. Установка А.Мельниченко и Дон Мартина: 1 — батарея, 2 — муфта, 3 — конденсатор, 4 — нагрузка. Батарея заставляет работать двигатель, который через муфту передает импульс генератору, вырабатывающему электрический ток. Конденсатор поддерживает в цепи состояние резонанса и распределяет токи таким образом, что на вход двигателя поступает минимальный ток, а в нагрузку — максимальный. После установления рабочего режима батарея отключается и двигатель работает на энергии, производимой генератором.

параметры цепи такими, чтобы они соответствовали резонансным значениям, тогда произойдет следующее. Электрический резонанс в цепи ведет к тому, что в генераторе вырабатывается энергии заметно больше, чем потребляет двигатель. При этом максимальный ток идет в цепь нагрузки, а минимальный — в цепь двигателя. Тем не менее, минимальный ток двигателя вполне достаточен, чтобы двигатель крутил генератор через механическую муфту. Но если мы переместим конденсатор из цепи нагрузки в цепь двигателя, тогда токи перераспределятся: максимальный ток пойдет в двигатель, минимальный ток — в нагрузку. И двигатель перегорит.

Описанная схема позволяет экспериментально проверить одну особенность, характерную для вакуума: зависимость спектральной плотности энергии от частоты. В первой главе книги была приведена полученная нами формула квадратной зависимости. Но другие специалисты, работающие в данной области, говорят о кубической зависимости энергии от частоты. Кто прав? Следует ожидать, что мощность установки, использующей частотный принцип резонанса, должна быть пропорциональна спектральной плотности энергии вакуума. Изменяя нагрузку цепи, мы тем самым будем менять емкость. Подбирая новую частоту резонанса при новом значении емкости и замеряя мощность, можно узнать, как энергия зависит от частоты.

Подобные схемы исследовал еще Никола Тесла. Но в его времена не было электронных устройств, которые меняли бы емкость цепи в нужную сторону. Поэтому сербский физик использовал обычный разрядник. Когда между электродами проскакивает искра, в ней присутствуют колебания очень широкого спектра частот. И какая-нибудь из них обязательно совпадет с нужным значением. Если нагрузка изменится, резонанс будет осуществляться на другой частоте искры. Поэтому блок управления становится не нужным.

Однако разрядник обладает двумя отрицательными особенностями, которые в свое время не дали возможности Н.Тесла использовать его разработку для промышленного использования. Во-первых, искра испускает рентгеновское излучение, постепенно убивающее любого, кто будет долго находиться рядом. Именно по этой причине ушли преждевременно из жизни те ученые, которые использовали в своих схемах разрядник: Арсений Меделяновский, Владилен Докучаев, Александр Чернетский. Во-вторых, искра порождает радиоволны, от которых глохнут все телевизоры и радиоприемники в округе.

Первый недостаток легко устранить, организовав искровой разряд внутри герметичной емкости с металлическими стенками: рентгеновское излучение будет поглощаться в стенках. Но будет ли экранироваться испускание радиоволн? Если да, тогда мы получаем простую систему, не требующую блока настройки. Если нет, нужно менять всю схему и отказываться от искры.

Тесла быстро разобрался в недостатках искры и отказался от такого способа, разработав иной более безопасный и даже испробовав его на практике. Дело происходило в американском городе Далласе, штат Техас. Там организовали промышленную выставку и Тесла принял в ней участие. Заручившись поддержкой фирм «Pierce-Arrow» и «General Electric», он снял бензиновый мотор с демонстрируемого автомобиля «Arrow» и установил на нем электрический двигатель переменного тока мощностью 80 л.с. и скоростью вращения 1800 об/мин. Потом пошел в местный магазин, купил там несколько электронных ламп, провода, резисторы и из всего этого барахла соорудил небольшую коробочку размерами 60х30х15 см с двумя антенками. Установил коробочку за сиденьем шофера, подсоединил ее к электромотору и поехал. Гонял он автомобиль целую неделю, развивая скорость до 150 км/час. А на все вопросы об источнике энергии отвечал, что энергия берется из эфира. Но неграмотные обыватели сочли, что Тесла связался с дьяволом, который и толкает автомобиль. Разгневанный такими инсинуациями, Тесла снял коробочку с автомобиля и отказался рассказывать, как она работает.

Некоторые из современных ученых считают, что энергия в автомобиль Теслы поступала из магнитного поля Земли. В принципе такое возможно. Земное магнитное поле имеет основную частоту колебаний 7.5;7.8 герц (резонанс Шумана). Настроив установку в резонанс с этой частотой, можно снимать энергию из магнитного поля. Но такое объяснение противоречит тому, что говорил сам Тесла. Ведь он прекрасно разбирался в магнитных полях, однако в качестве источника энергии для свого автомобиля всегда упоминал эфир, а не магнитное поле.

Можно предложить такую схему его коробочки. Это был обычный колебательный контур, имеющийся во всех радиоприемниках, и содержащий по меньшей мере одну индукционную катушку и один электрическимй конденсатор переменной емкости. Катушка, конденсатор и электромотор должны соединяться параллельно. На Земле постоянно бушуют грозы с молниями, порождающие электромагнитные волны широкого спектра частот. Антенна улавливает эти волны и возбуждает в контуре слабый переменный ток. Если настроить конденсатор на такую емкость, чтобы в цепи установился резонансный режим, выделяется огромное количество энергии из эфира, ток усиливается и мотор начинает работать. Правда не понятно, зачем Тесла делал две антенны, а не одну.

Явление резонанса в разветвленной электрической сети прекрасно известно всем электрикам. Постоянное подключение новых и отключение старых потебителей ведет к изменению индуктивности и емкости сети в очень широких границах, и рано или поздно параметры сети случайным образом совпадут с резонансными значениями. Когда возникает резонанс, в сети выделяется из вакуума громадное количество дополнительной энергии (выброс энергии может в 5-10 раз превышать норму), и те потребители, которые работают на пределе своих возможностей, обычно перегорают. Их выход из строя сопровождается изменением издуктивности и емкости цепи и выходу из резонансного режима. Но для перегоревших потребителей от этого лучше не становится. Чтобы избежать подобной аварийной ситуации, на выходе из станции устанавливают специальные антирезонирующие вставки. Как только сеть оказывается слишком близко к условиям резонанса, вставки автоматически изменяют свою емкость и уводят сеть из опасной зоны. Но если мы будем уменьшать в соответствующее число раз выработку электроэнергии на самой станции, поддерживая одновременно резонанс в сети, тогда потребление топлива электростанциями упадет в несколько десятков раз.

В интернете изредка проскальзывают скупые сообщения о том, будто можно добиться многократного снижения затрат электроэнергии при разложении воды на водород и кислород (в десятки или даже сотни раз), если использовать переменный электрический ток с частотой, равной частоте колебаний атома водорода в молекуле воды. К сожалению, никакой конкретики в этих сообщениях не приводится. А верить просто на слово затруднительно по той причине, что при резонансном разложении воды необходимо иметь слишком уж высокую частоту колебаний. Например, ионы металлов колеблются в узлах кристаллической решетки с частотой порядка 10(12) герц. Пусть даже частота колебаний атома водорода в составе молекулы воды будет в несколько раз ниже, все равно получить и использовать такую сверхвысокую частоту в энергетике будет довольно затруднительно. Хотя если отбросить технические затруднения, сама идея резонансного разложения воды на составляющие газы выглядит вполне здраво. Ведь разрушается же мост под сапогами марширующих солдат, когда частота солдатского шага совпадет с собственной частотой колебаний мостовых конструкций.

3.3 Устройства на основе электромагнитного поля

Самые первые генераторы, извлекающие энергию из физического вакуума на основе электрических полей природного происхождения, были построены на Земле еще за десятки тысяч лет до нашей эры. Имеются в виду большие пирамиды из каменных блоков в Египте, Мексике, Европе и т. д. Следует сказать, что у археологов нет прямых доказательств того, что наиболее известные пирамиды Гизехского комплекса под Каиром — Хеопса, Хефрена и Микерина — были построены перечисленными фараонами в третьем тысячелетии до нашей эры. Так принято считать по привычке, по традиции. Впервые о принадлежности пирамид Гизехского комплекса фараонам Хеопсу, Хефрену и Микерину упомянул Геродот в своей «Истории», а он сам узнал об этом у местных жителей. Однако имеется достаточно много геологических и археологических фактов в пользу гораздо более древнего времени постройки. Вполне возможно, что фараоны не строили пирамиды Гизы, а отремонтировали их. А народная молва приписала им сам факт строительства.

Блоки пирамид изготавливались либо из песчаника, т. к. окаменевшего песка, либо из известняка. Песок — это зерна кварца с примесью окислов различных металлов. У кварца есть интересное свойство, широко используемое в электронной индустрии: при сжатии тонкой кварцевой пластинки на ее противоположных гранях возникают заряды разного знака. Этот эффект называют пьезоэффектом, а создаваемые заряды — пьезоэлектричеством. Когда пластинка ровная, тогда создаваемое зарядами электрическое поле будет однородным. Сделать поле пространственно неоднородным можно двумя путями: 1) изготовить пластинку неровной так, чтобы она слегка сужалась к концу; 2) сжимать пластинку с разной силой — на одном конце сильнее, на другом слабее. А сделать пьезоэлектрическое поле неоднородным во времени можно использованием нестационарной силы, которая сама будет изменяться во времени.

В пирамидах работает второй способ создания пространственной неоднородности электрического поля. Вследствие того, что высота пирамиды растет по направлению к центру, на те части блоков, которые лежат ближе к центру, действует более высокое давление. Они сильнее сжаты и генерируют более сильное пьезоэлектрическое поле по сравнению с другими блоками, которые лежат с краю. Под действием электрического поля кванты физвакуума поляризуются и становятся диполями, а затем начинают двигаться в сторону большей напряженности поля, т. е. к оси пирамиды. В итоге на всех уровнях пирамиды возникают потоки физвакуума, направленные от периферии к центру. Здесь они разворачиваются на 90 град и далее устремляются вверх, выходя из вершины пирамиды наружу. Схема вакуумных потоков показана на рис. 3.3.1.

Иногда ранним утром, когда воздух особено чист, можно увидеть над вершиной пирамиды слегка дрожащий световой столб. Это светится воздух. Выходящий из вершины пирамиды поток вакуума возбуждает молекулы кислорода в атмосферном воздухе и отдает им небольшую часть своей энергии. А молекулы затем сбрасывают полученную от вакуума

Рис. 3.3.1. Схема вакуумных потоков, генерируемых пирамидой. На всех уровнях пирамиды формируются горизонтальные направленные к центру потоки вакуума, обусловленные неравномерным сжатием кварцевых зерен внутри строительных блоков. В центре пирамиды потоки разворачиваются на 900 и движутся вверх. В скальном основании, на котором стоит пирамида, формируются точно такие же потоки физвакуума.

энергию в форме световых квантов. Этот эффект работает из-за наличия кварцевых зерен внутри блоков, поэтому саму пирамиду можно устанавливать на любом основании, хоть скальном, хоть земляном.

Если же блоки изготавливать из известняка — осадочной породы, не содержащей зерен кварца — тогда необходимо саму пирамиду устанавливать на скальное основание, в котором имеются примеси кварца. Под действием тяжести пирамиды основание сдавливается точно также, как блоки самой пирамиды, и генерирует такое же пространственно неравномерное электрическое поле со всеми последующими эффектами. Пусть даже прямо под пирамидой залегает известняк, как это имеет место на плато Гизы, но глубже под ним должен находиться скальный массив. Скалы очень часто состоят из гранита. А гранит — это смесь полевого шпата, кварца и слюды.

Что касается временной неравномерности электрического поля пирамиды, оно возникает практически всегда на рассвете и закате. Восходящее Солнце нагревает наружные блоки и заставляет их слегка расширяться. Эти наружные блоки начинают сильнее давить на блоки внутренние, что ведет к усилению напряженности внутреннего электрического поля пирамиды. Аналогичный эффект возникает на закате.

Следует отметить, что любая пирамида будет работать лишь в том случае, если она создает собственное электрическое поле или деформирует нужным образом уже имеющееся электрическое поле Земли. Для этого она сама или основание должны состоять из металла или определенных минералов, обладающих эффектом пьезоэлектричества. Но если пирамиду изготовить из легкого материала, который никак не влияет на природное электрическое поле и не давит на кварцесодержащее основание, никакого эффекта пирамиды не возникнет. По этой причине я очень скептически отношусь ко всем новомодным пирамидальным конструкциям, изготовленными из фанеры, картона, стекла и аналогичных материалов.

Рис. 3.3.2. Принципиальная схема генератора вакуумной энергии на основе экспериментальной установки СНИЦИАФОС. На центральный стержень одевается вал с лопастями. Стержень и конический корпус заряжаются разными знаками. Под действием электрического поля кванты вакуума становятся диполями и движутся к узкой горловине конуса, увлекая за собой масло, которое в свою очередь крутит лопасти. Вращение передается на электрогенератор.

Простенький генератор, извлекающий энергию из физвакуума с помощью электрического поля, можно изготовить на основе экспериментальной установки СНИЦИАФОС, описанной в разделе 1.7. Схема установки показана на рис. 3.3.2. Отличие предлагаемого генератора от установки томичан состоит в наличии вала с лопастями, который надевается на центральный стержень и передает вращение электрогенератору. Формирующийся в установке вакуумный поток увлекает за собой масло, которое давит на лопасти и приводит их во вращение. Предварительно можно покрасить электроды краской, не реагирующей с маслом, отсоединить от электродов подводящие кабели и места разъемов осторожно закрасить этой же краской. Тогда находящиеся на электродах избыточные электроны и вакуумные дырки оказываются в ловушке и уйти с металла не могут (такой источник электрического поля называют электретом по аналогии с магнитом, создающим магнитное поле). Поэтому создаваемое ими электрическое поле будет существовать практически вечно и не придется тратить энергию на его обновление.

Из-за того, что вакуум взаимодействует только с полями, в частности с гравитационным полем, для улучшения эффективности работы генератора следует использовать тяжелые жидкости. Чем тяжелее жидкость, тем лучше должна происходить передача энергии от потока вакуума к потоку жидкости. К сожалению, самая тяжелая жидкость, которая известна на сегодня (ртуть) относится к металлам и не годится для использования в качестве рабочего тела.

Вода также не годится из-за своей способности экранировать электрические поля. Любая вода (даже дистилированная) всегда имеет в своем составе некоторое количество отрицательно и положительно заряженных ионов. Под действием внешнего электрического поля отрицательные ионы устремятся к электроду со знаком плюс, а положительные ионы устремятся к электроду со знаком минус. И по соседству с электродами в жидкости образуются тонкие пограничные слои противоположно заряженных ионов, которые будут создавать собственное электрическое поле. Такая сепарация зарядов происходит в воде достаточно быстро и в итоге внутреннее электрическое поле полностью уравновесит внешнее поле, не давая ему возможности проникать в жидкость и формировать вакуумные потоки. Наличие вращающихся лопастей частично блокирует этот нежелательный эффект, но далеко не полностью (вращающиеся лопасти соскребают пограничные слои с электродов). Чтобы эффект образования пограничных слоев подавить полностью, частота прохождения лопасти мимо некоторой выделенной точки поверхности должна составлять несколько сотен или даже тысяч герц. А это практически не достижимо.

Следует также заметить, что если ограничиться стационарным электрическим полем, для получения большой мощности генератора может потребоваться очень высокая напряженность поля. Так получается из-за того, что пространственная неравномерность менее эффективна по сравнению с неравномерностью временной. Это следует хотя бы из математической формулировки второго закона механики F = ma = m dv/d;. Если расписать дифференциал времени через дифференциал координаты и скорость, то получится выражение F = mv dv/dx. Из сравнения формул видно, что если ограничиться только изменением скорости в пространстве, то для достижения большой силы потребуется также высокая скорость. А если менять скорость во времени, то наличие больших скоростей уже не требуется. И этот вывод справедлив также для нашего случая извлечения энергии из физического вакуума. Но если мы используем стационарное электрическое поле высокой напряженности, то это 1) опасно для человека из-за возможности удара электрическим разрядом, 2) не гарантирует достижения нужной напряженности из-за электрического пробоя.

Также необходимо отметить, что должен существовать некоторый оптимальный угол раствора конического корпуса, когда эффективность генератора максимальна. Дело в том, что любое неоднородное электрическое поле создает два вакуумных потока, направленных с разных сторон к области максимальной напряженности поля — основной поток и встречный. Основной поток разгоняется в объеме между электродами и приобретает достаточно большую скорость. Встречный поток не имеет такой возможности, поэтому он не может нейтрализовать основной поток и остановить его. Но это происходит лишь до тех пор, пока угол раствора конуса далек от 1800. Чем ближе угол раствора к 1800, тем больше интенсивность встречного потока по сравнению с основным, и тем больше нейтрализация основного потока. При угле раствора ровно в 1800 оба потока полностью нейтрализуют друг друга. Поэтому должен быть оптимальный угол раствора, когда нейтрализация основного потока минимальна. Но значение оптимального угла пока не известно, его надо искать на практике.

Недостатком данной схемы является наличие жидкости. Жидкость обязательно должна присутствовать в конструкции как переносчик воздействия от потока вакуума к турбине. Но она же будет ограничивать мощность установки. Чтобы сделать генератор пригодным для бытового или промышленного использования, необходимо добиться стандартной частоты производимого тока в 50-60 герц. Следовательно, лопатки внутри установки должны вращаться с такой же или чуть меньшей скоростью. Но трансформаторное масло, используемое в качестве рабочей жидкости, обладает довольно высокой вязкостью и потому вряд ли сможет обеспечить нужную скорость. А отказаться от масла невозможно, т. к. без него лопатки вращаться не смогут. Данный недостаток обусловлен тем обстоятельством, что в такой конструкции поток вакуума движется вдоль оси вращения вала. Для передачи воздействия от вакуумного потока на турбину напрямую без посредника в форме жидкости надо изменить конструкцию так, чтобы поток вакуума был направлен перпендикулярно оси вращения вала.

Такая конструкция показана на рис. 3.3.3. Пластинчатые электроды установлены тангенциально к лопаткам турбины и параллельно ее оси. Электроды могут быть как

Рис. 3.3.3. Поперечный разрез генератора вакуумной энергии: 1 — электроды; 2 — лопатки; 3 — корпус. Электроды выполняются прямыми или изогнутыми и направляют потоки вакуума перпендикулярно оси вращения вала. Стрелки показывают направления движения вакуумных потоков.

плоскими (в этом случае они образуют плоский канал), так и изогнутыми. Расстояние между электродами сужается по мере приближения к турбине. Количество электродов всегда должно быть четным: 4, 6, 8 и т. д. Каждый четный электрод заряжается знаком плюс, каждый нечетный — знаком минус (или наоборот). При подаче зарядов на электроды образуется поток вакуума, движущийся от корпуса к центру. Так как потоки вакуума направлены перпендикулярно плоскости лопаток, они увлекают их за собой и заставляют турбину вращаться. Поэтому отпадает необходимость жидкости как переносчика воздействия и вместе с ней исчезают ограничения на скорость вращения турбины.

Использование изогнутых электродов должно по идее давать лучший эффект в сравнении с плоскими электродами из-за большей неравномерности. Если делать электроды изогнутыми, тогда появляется дополнительная компонента неравномерности: изменение положения вектора скорости вакуумного потока в пространстве между электродами. А чем больше неравномерность, тем лучше вакуумный поток взаимодействует с материальными объектами.

Возможно, подобная установка уже где-то создана и даже выдает энергию, только изобретатель назвал ее «гравитометр» по причине того, что согласно его мнению источником движения установки служит некий гравитационный ветер, постоянно обдувающий планету. Вот что рассказал Е. и М.Голомолзиным, авторам книги „Грани нового мира“, изобретатель агрегата Евгений Крылов: „Гравитометр — это закрытая со всех сторон емкость, грубо говоря ящик размерами 1 х 1 метр, к которому ничего не подводится. Из стенки ящика торчит вал, который непрерывно вращается. Подсоединив к валу редуктор, можно поднять число оборотов, чтобы крутить генератор. Внутри заполнитель и механическая часть. Большего сказать не могу: агрегат настолько прост, что каждый, у кого руки растут из нужного места, может его воспроизвести. Для подготовки опыта, доказывающего возможность преобразования энергии гравитации, мне достаточно одного часа. Аппарат начинает работать сам сразу после окончания сборки. Как только я укрепил последнюю деталь на первой модели, она сразу заработала. И работала неделю, пока меня не было. Вернулся — а она работает, лишь поскрипывал вращающийся вал. Эта установка — стационарного типа. Ее нельзя использовать в качестве движителя для автомобиля, поезда или самолета. Связано это с тем, что ее мощность прямо пропорциональна объему и потому она имеет большие габариты. Самая подходящая область применения — стационарная электростанция“.

Хотя автор почти ничего не говорит о сути изобретения, кое-какие выводы можно сделать самостоятельно, опираясь на отдельные детали из его рассказа. Во-первых, внутри находится некий заполнитель, который наверняка должен быть жидким, иначе не сможет вращаться вал. Во-вторых, скорость вращения вала невелика, т. к. требуется редуктор. К тому же вал поскрипывает, а это бывает при малой скорости вращения. В-третьих, аппарат начинает работать сам сразу после окончания сборки. Вторая и третья особенность заставляют меня предполагать, что изобретатель не догадался заряжать электроды противоположными знаками, поэтому в его установке источником поляризации квантов вакуума служило природное поле планеты. Вследствие того, что напряженность земного поля невелика и поле является стационарным, а не пульсирующим, мощность установки получается небольшой. Об этом, кстати, говорит и сам изобретатель.

О похожем аппарате пишет также В.Чернобров в книге „Путешествия во времени: миф или реальность?“. Цитирую написанное Чернобровым: „... еще один мой знакомый, инженер Борис Петрович Додонов из Москвы, соорудил несколько экранных спиралевидных статоров, один из которых поистине колоссальных размеров был изготовлен из нескольких десятков листов жести размерами 3 х 1 метр. Прямые листы после закрепления деревянными распорками располагались радиально с небольшим отклонением от центра, образуя кольцо с внешним диаметром чуть больше 6 метров и внутренним пустым пространством диаметром менее полуметра. В этом пустом круге на достаточно длинной нити подвешивался диск, который почти сразу начинал медленную раскрутку, совпадающую по направлению с направлением спирали. В 1991 году он запатентовал свой вихревой двигатель (патент №2005505 «Двигатель, исользующий космическую энергию»)“.

Описание двигателя Додонова в пересказе Черноброва практически полностью совпадает с предлагаемым нами генератором вакуумной энергии, схема которого была приведена на рис.3.3.3. В описании двигателя ничего не говорится о том, чтобы к металлическим листам подводили напряжение (и вероятно Додонов не знал, что небольшая изогнутость листов улучшает эффективность аппарата). Тем не менее двигатель работал. Скорее всего действовало электромагнитное поле Земли, как и в случае с гравитометром Е.Крылова: спиралевидное расположение листов определенным образом деформировало электромагнитное поле планеты и возникал слабый вакуумный поток, который раскручивал находящийся в центре диск. К сожалению, запрос в Роспатент о данном изобретении окончился неудачей: мне ответили, что такого изобретения в архивах нет. Но если предположить, что разработку засекретили, тогда отказ в выдаче информации становится понятен (слишком малое количество цифр в номере патента — всего семь — заставляет предполагать именно это; мои собственные изобретения, которым присваивали гриф секретности, тоже отличались малым количеством цифр).

Все вышеописанные конструкции от пирамид до двигателя Додонова характеризуются тем, что в них формируется поток вакуума, создаваемый с помощью электромагнитных полей. По этой причине их можно назвать генераторами вакуумных потоков. Но возможны и другие конструкции, в которых также используется электромагнитное поле для извлечения энергии из физвакуума, но при этом никаких потоков не возникает.

В разделе 1.1 я уже писал об открытии эффекта «сверхподпрыгивающего» шарика в 50х годах прошлого столетия, когда изготовленный из закаленной стали шарик сбрасывали с высоты 10 метров на массивную плиту из такой же закаленной стали и шарик после соударения с плитой отскакивал на высоту в 13-14 метров. Этот феномен можно использовать для извлечения энергии из физического вакуума. Принципиальная схема электростанции с использованием эффекта «сверхподпрыгивающего» шарика показана на рис. 3.3.4. На ровное

Рис.3.3.4. Принципиальная схема установки по извлечению энергии из физвакуума на основе эффекта «сверхподпрыгивающего» шарика (А) и конструкция самого шарика (В): 1 — направляющая труба с окнами, 2 — падающий шарик, 3 — индукционная катушка, 4 — коническая вставка из закаленной стали, 5 — массивная плита, 6 — оболочка „шарика“ из магнитного материала, 7 — вольфрамовое ядро, 8 — полусфера из закаленной стали.

основание кладется массивная железная плита (не обязательно из закаленной стали, можно из обычной углеродистой), по всей поверхности которой установлены вертикально трубы высотой в несколько метров, имеющие многочисленные «окна» для свободного движения воздуха внутрь и наружу. На нижнюю часть труб намотаны индукционные катушки для генерирования электрического тока. В плите основания строго по центру каждой трубы находятся гнезда, куда вставляют конические вставки из закаленной стали, играющие роль своеобразных пружин для падающего шарика. Когда шарик постоянно скачет в трубе вверх-вниз, он генерирует напряжение в индукционной катушке и создает электрический ток.

На первый взгляд, такая конструкция должна извлекать энергию из гравитационного поля Земли, а не из физического вакуума, потому что шарик падает под действием сил гравитации. Но в реальности энергия извлекается все же из вакуума. Когда шарик падает вниз ускоренно под действием гравитационного поля планеты, на этом отрезке его траектории поле совершает работу над вакуумом и отдает в него часть своей энергии. При столкновении с плитой шарик резко тормозится и в этот момент уже вакуум совершает работу над ним, отдавая ему полученную ранее энергию с некоторым избытком, которая расходуется на упругую деформацию внутренней кристаллической структуры шарика и основания.

Вследствие того, что кристаллическая структура шарика и основания построена из положительно заряженных ионов и пронизана внутренним электрическим полем, деформация структуры при соударении ведет к деформации электрического поля. Поле сжимается подобно пружине, а энергию на сжатие дает вакуум в ходе резкой остановки шарика. Так как вакуум отдает энергии больше, чем получил ее чуть раньше от гравитационного поля, это ведет к большой степени деформации внутреннего электрического поля кристаллической структуры. Накопленные внутренние усилия бросают шарик вверх на большую высоту, с которой он начал падать. Если высвобождаемую энергию из процесса не отводить, высота падения/отскока увеличится настолько, что шарик и плита начнут при соударении разрушаться. Для отвода энергии служат индукционные катушки: пролетая сквозь катушку, шарик наводит в ней напряжение, которое можно снять и с выгодой использовать.

Возможно, в такой конструкции возникнут потери, связанные с механическим прогибом основания. Из классической механики следует, что чем больше масса мишени при абсолютно упругом соударении с ней шарика, тем меньше энергии отдает шарик мишени. Когда масса мишени стремится к бесконечности, тогда шарик отскакивает от нее с той же скоростью, с которой на нее налетел, а кинетическая энергия обратного движения равна кинетической энергии движения прямого. Иными словами, при бесконечно огромной массе мишени налетающий шарик сохраняет всю свою энергию, не отдавая мишени ничего.

В нашей конструкции масса мишени будет бесконечно огромной, если обеспечить 100%-ное сцепление плиты основания с Землей. Сделать это чисто механическим путем невозможно, потому что невозможно выполнить основание и плиту абсолютно гладкими. Всегда будут иметь место некоторые отклонения от идеально ровной поверхности. Следовательно, плита будет касаться основания не всей своей поверхностью, а лишь несколькими точками. И в момент контакта шарика с плитой она будет прогибаться под действием удара. На эти механические деформации будет уходить значительная энергия, которая будет потом выделяться в самой плите в форме бесполезного тепла. Чтобы исключить механические деформации, предлагается основание, нижнюю поверхность плиты и вставки из закаленной стали смазать тонким слоем глицерина. Глицерин, будучи жидкостью, заполняет все щели между элементами конструкции и за счет своей высокой вязкости обеспечивает надежное сцепление вставок с плитой, а плиты с основанием. В то же время он не станет мешать демонтажу и разборке конструкции, если в этом возникнет нужда.

Для достижения максимальной эффективности станции и минимальных затрат на ее строительство падающий шарик должен обладать таким набором свойств, которые трудно совместить в чисто шарообразном изделии. Во-первых, шарик должен быть изготовлен из закаленной стали, чтобы обеспечить максимально упругое соударение с основанием. Во-вторых, шарик нужно изготовить из такого магнитного материала, который наводил бы максимальную эдс в индукционной катушке. В-третьих, материал шарика должен быть максимально тяжелым, чтобы при той же самой высвобождаемой энергии до предела снизить высоту падения. Поэтому предлагается заменить собственно шарик на цилиндрическую конструкцию, составленную из разных металлов: внутреннее ядро из вольфрама обеспечивает максимальную тяжесть, наружная оболочка из магнитного материала наводит максимальную эдс в индукционной катушке, нижняя полусфера из закаленной стали способствует максимально упругому соударению с основанием.

Рассчитать величину высвобождаемой энергии в такой конструкции очень легко: это та потенциальная энергия (неверное название, но не будем сейчас придираться к мелочам), которая соответствует превышению высоты отскока над высотой падения, то есть 3-4 метра. Если шарик имеет массу 1 кг, то для 4х метров получается энергия 40 дж за один цикл. Расчеты показали, что если разместить такие конструкции на площади 100 х 100 метров с учетом проходов для обслуживающего персонала, то получится мощность 15-17 МВт. А с увеличением площади до размеров 1000 х 1000 метров мощность станции вырастает до 1500 — 1700 МВт.

Надо сказать, что современные тепловые электростанции со всеми их корпусами, градирнями и подъездными путями занимают примерно такую же площадь. Но если обычная ТЭС содержит массу сложнейшего оборудования (котлы, парогенераторы, электрогенераторы, турбины, систему трубопроводов, систему водоподготовки, охладители и т. д.), то станция на «сверхпрыгающем» шарике ничего этого не имеет. И потому она окажется в сотни раз дешевле по капитальным затратам на строительство. А отсутствие затрат на топливо и отсутствие вредных экологических выбросов сделают ее запредельно конкурентоспособной. Единственный ее недостаток — внутри помещения работающей станции невозможно будет находиться без специального шумопоглощающего шлема, иначе можно будет оглохнуть от грохота сотен тысяч падающих шариков.

В 70х годах прошлого столетия белорусский физик Сергей Ушеренко наткнулся на странный энергетический парадокс, напоминающий эффект «сверхподпрыгивающего» шарика. Он обстреливал массивную стальную мишень мелкими быстролетящими песчинками и обнаружил, что отдельные песчинки прожигали мишень насквозь. Для такого сквозного прожигания требовалась энергия в 100 — 10 000 раз больше кинетической энергии песчинки. А удельное энерговыделение в прожигаемом канале составляло 10(9) ; 10(10) дж/кг, что заметно выходило за рамки химических процессов. Кроме того, спектральный анализ срезов показал наличие в образованных каналах новых химических элементов, которых ранее в мишени не было. Также неоднократно регистрировали присутствие газа радона, который обычно сопровождает ядерные реакции деления. И наконец, рентгеновская пленка рядом с опытной установкой оказывалась засвеченной, что указывало на присутствие некоторого излучения.

Эти особенности заставили многих ученых, выступающих с альтернативных позиций, склониться к мнению, будто в эффекте Ушеренко мы столкнулись с холодным ядерным синтезом. Однако такая точка зрения не согласуется с хорошо известными и пока не опровергнутыми законами ядерной физики. Вспомним, как именно выглядит график зависимости энергии связи ядра от массового числа: кривая вначале резко идет вверх, достигая максимума 8.7 Мэв/нуклон в районе железа, а затем плавно спадает к тяжелым трансурановым элементам (график показан на рис. 3.3.5). По этой причине выделение энергии возможно только при реакциях деления тяжелых элементов (что уже осуществили в атомных электростанциях) или при реакциях синтеза легких элементов (что хотят осуществить в будущих термоядерных электростанциях). Но для железа любые ядерные реакции — хоть деления, хоть синтеза — идут с поглощением энергии, а не с выделением. И потому ядерные реакции не могут обеспечить нужного выброса энергии в эффекте Ушеренко.

Конечно в используемой мишени присутствовали различные легирующие элементы. Однако в составе периодической таблицы все легирующие добавки лежат рядом с железом. И потому они тоже не могут обеспечить нужный выброс энергии.

И сейчас я предлагаю собственное объяснение данному феномену. В эффекте Ушеренко работает тот же механизм, который отвечает за феномен «сверхподпрыгивающего» шарика. Но вследствие того, что скорости столкновения летящего предмета с мишенью в опытах Ушеренко были намного больше (до 1 км/сек и даже выше), высвобождаемая из вакуума

Рис.3.3.5 Зависимость энергии связи ядра от массового числа.

энергия также была намного больше. Настолько больше, что металл мишени не выдерживал соударения и разрушался.

При соударении быстролетящей песчинки с мишенью внутреннее электрическое поле мишени на очень краткий миг резко возрастает и его напряженность становится достаточной для того, чтобы разделить постоянно рождающиеся из вакуума и снова уходящие в вакуум виртуальные пары частица+античастица. Частицы разлетаются в стороны и из виртуальных становятся реальными. Античастица тут же реагирует с частицей внутреннней структуры металла, порождая гамма-излучение, засвечивающее рентгеновскую пленку. И это же гамма-излучение, сталкиваясь с ионами кристаллической решетки, включает ядерные реакции, изменяющие элементный состав мишени. В ходе ядерных реакций появляется газ радон.

Создать генератор вакуумной энергии на основе данного эффекта в принципе можно. Но технические трудности могут оказаться слишком велики. Эксперименты показали, что не всякая песчинка прожигает мишень. Это делают лишь те, которые попадают прямо в центр уже имеющейся естественной микротрещинки в поверхности мишени либо искусственно созданной. В этом случае песчинка начинает работать как кумулятивный снаряд и прожигает металл. Но если песчинка ударится о мишень рядом с микротрещиной, она просто отлетит в сторону без всякого эффекта. А энергия на разгон песчинки была затрачена.

Чтобы до максимума повысить количество песчинок, прожигающих металл, надо всю поверхность мишени покрыть микротрещинками и направлять песчинки точно в их центр. А с этим могут возникнуть огромные трудности. Песчинка летит со скоростью порядка 1 км/сек и на электрическое поле не реагирует. Как тогда ею управлять и направлять в нужное место?

Конечно, можно заменить песчинки на мелкую стальную дробь и такой способ опробовал некто Рой Паттерсон из США, получив выброс энергии при соударении в 980 раз больше кинетической энергии летящих дробинок. Но даже в этом случае трудности управления полетом дробинок кажутся колоссальными. Если дробинки летят последовательно одна за другой, их полетом еще можно худо-бедно управлять, изменяя электрическое поле в нужную сторону. Но в этом случае высвобождаемая из вакуума энергия окажется слишком малой для практических целей. А если запустить параллельно сразу несколько сот или даже тысяч дробинок, управление становится невозможным. Потому что электрическое поле, направляя одну дробинку точно в центр намеченной микротрещинки, будет сбивать с правильного курса все остальные дробинки.

У данного способа извлечения энергии из вакуума есть еще один недостаток, который может сделать практическую реализацию способа недостижимой. Недостаток заключается в том, что несмотря на все усилия по управлению полетом песчинок или дробинок многие из них будут лететь мимо и соударяться с мишенью вне микротрещины. Такие песчинки просто рикошетят в стороны. До тех пор, пока мы имеем дело с экспериментальной установкой, подобный рикошет проблем не создает. Но совсем иная картина будет иметь место в случае установки промышленного назначения: отлетающие в стороны от мишени песчинки станут изнутри разрушать стенки аппарата, вызывая быстрый выход его из строя.

И наконец последний не то чтобы недостаток, а нежелательная особенность: в аппарате Ушеренко энергия физвакуума высвобождается в форме тепла, а не в форме электричества. Если нужно именно тепло, тогда никаких проблем нет. Но чаще нужно все же электричество. Поэтому рядом с аппаратом Ушеренко придется ставить огромную массу оборудования для преобразования тепла в электричество. И это сразу удорожает всю систему и делает ее непригодной для индивидуального использования.

Имеется гипотеза, будто в России какое-то время (впрочем очень непродолжительное) даже использовалась некоторая технология извлечения энергии из физвакуума на основе электрических полей, предназначенная для военного дела. Во времена Петра Великого жил в России очень интересный человек, выходец из Шотландии Яков Виллемович Брюс. В роду Брюсов были даже шотландские короли. Яков Брюс был известен как чернокнижник и знаток древних учений. И однажды он построил пушку, названную им василиском, которая с одного выстрела разносила в щепки целый корабль или даже крепостную стену. Когда появилась необходимость снести стены бывшей шведской крепости Ниеншанца, за год то этого взятой русскими войсками под началом Меньшикова, Брюс упросил поручить это дело ему. Разрешение он получил. И его пушка одним ядром снесла половину крепостной стены между башнями, второе ядро снесло оставшуюся половину. Восхищенный царь потребовал было раскрыть ему секрет столь разрушительной артиллерии, но Брюс ответил прямо: „Петр, тебе никогда этого не понять. Мы работаем совсем на ином более высоком уровне“. После смерти царя Яков Брюс отказался участвовать в дворцовых интригах, ушел из политики и поселился в Сухаревой Башне Кремля, посвятив себя астрономии, а секрет своей пушки он так никому и не выдал.

О брюсовской пушке известно следующее: 1) ее ствол был немного изогнут кверху; 2) пушка стреляла каменными ядрами; 3) ядро вибрировало. И эти особенности сразу наводят на мысль об использовании пьезоэффекта для создания сильных электрических полей. Когда ствол пушки немного изогнут кверху, работает следующий эффект. При движении ядра по такой изогнутой траектории возникает центробежная сила, прижимающая ядро к верхней половине орудийного ствола. И ядро начинает по ней катиться. Когда затем ядро вылетает наружу, при его вращении в атмосфере возникает эффект Магнуса, состоящий в появлении подъёмной силы, частично компенсирующей силу тяжести, поэтому ядро летит дальше обычного. Но кроме увеличения дальности возникает и другой эффект. Вращение, будучи разновидностью неравномерного движения, деформирует структуру окружающего вакуума и совершает над ним работу, переводя его в возбужденное состояние. А это необходимо для дальнейшего перехода вакуума из возбужденного состояния в нейтральное с отдачей энергии.

Хотя в 18м веке уже постоянно использовали при стрельбе чугунные ядра, а каменные считались анахронизмом, Брюс использовал каменные ядра. Какой именно камень, истории не известно. Ясно только, что не любой камень годился для этой цели, потому что после смерти великого чернокнижника попытки стрелять из его пушки каменными ядрами успехом не увенчались: ядро вылетало из пушки без проблем, но такого эффекта, как при разрушении стен Ниеншанца, больше не наблюдалось. Поэтому дальше начинаются мои гипотезы.

Для изготовления ядра использовали камень с большим содержанием кварца, может быть гранит. При ударе ядра о крепостную стену содержащиеся в породе кварцевые зерна резко сжимались и за счет пьезоэффекта в ядре возникало сильное электромагнитное поле, которое переводило физвакуум в возбужденное состояние. А так как ядро при этом еще вращалось, эффект усиливался. И затем при переходе в нейтральное состояние из вакуума выделялось столько энергии, что крепостную стену сдувало как бумажный стаканчик ветром.

Откуда Яков Брюс мог получить информацию о такой технологии? Оказывается, то ли дед, то ли прадед Брюса тесно общался с последними кельтскими друидами. И выкрал у них священные книги, за что друиды приговорили его к смерти. Пришлось потомку шотландских королей бежать из страны. Так семейство Брюсов оказалось в Москве.

3.4. Устройства на основе торсионного поля

(вихревые генераторы)

В конце 20х годов прошлого столетия французский физик Ж.Ранке в ходе исследования процессов вихревого отделения пыли от воздуха в циклонных сепараторах обнаружил удивительный эффект, который до сих пор противоречит всем принципам академической науки и потому ею отвергается: поток воздуха в его установке самопроизвольно разделялся на холодный и горячий. Аппарат Ж.Ранке представляет из себя обычный закрытый с обоих торцов цилиндр, куда тангенциально по касательной к боковой поверхности подается поток сжатого воздуха (рис. 3.4.1). Входной коллектор устанавливался рядом с одним из торцов камеры. Выходных отверстий было два: одно отверстие находилось в середине того торца,

Рис. 3.4.1. Схема вихревой трубы Ж.Ранке. Воздух входит по касательной в цилиндрическую камеру и самопроизвольно разделяется на холодный и горячий потоки. Холодный поток движется по центральной оси камеры, горячий поток движется возле стенок.

рядом с которым располагался вход, другое — на корпусе возле противоположного торца. Когда в камеру подавали воздух, он закручивался в ней по спирали и разделялся на холодный и горячий потоки: холодный поток двигался по оси камеры, горячий — возле ее стенок.

В 1931 году Ж.Ранке запатентовал свое изобретение и назвал его вихревой трубой. А в 1933 году сделал доклад о своих исследованиях на заседании Французского физического общества. Но его открытие было воспринято научной общественностью того времени с недоверием и даже враждебностью. Дело в том, что согласно всем принципам классической науки такого эффекта не могло быть по следующей причине. Для разделения потока воздуха на холодный и горячий над ним нужно совершить работу, которая рассчитывается по хорошо известной и многократно подтвержденной формуле

(3.4.1)

где F — сила, L — расстояние, ; — угол между векторами силы и расстояния. Для движения по круговой траектории вектор силы (центробежной или центростремительной — это сейчас не важно) направлен перпендикулярно вектору перемещения. Значит, угол ; между векторами равен 900, а его косинус равен нулю. И тогда получается, что работа над вращающимся предметом не совершается. Однако, обнаруженный Ж Ранке эффект доказывал иное.

Несмотря на холодный прием со стороны академической науки, Ж.Ранке продолжал свои исследования и даже организовал собственную компанию по выпуску холодильников на основе обнаруженного эффекта. Но не будучи бизнесменом, незадолго до начала 2й мировой войны разорился. После окончания войны немецкий физик Р.Хильш повторил эксперименты Ж.Ранке и даже создал методику расчета, которая давала согласующиеся с экспериментом результаты. Но принцип и механику разделения воздуха на горячий и холодный потоки от также не сумел объяснить. Теперь этот эффект называют эффектом Ранке-Хильша.

Сегодня мы можем объяснить данный эффект. Работа над вращающимся воздухом в вихревой трубе действительно совершается, и совершается она физическим вакуумом. Прежде чем подать воздух в аппарат, мы должны его разогнать, то есть совершить работу над физическим вакуумом. А при дальнейшем торможении в трубе воздух замедляется и уже вакуум совершает над ним работу. Здесь происходят два совершенно разных процесса, которые накладываются один на другой и усложняют понимание работы установки.

Во-первых, в приосевой части трубы происходит обычное адиабатическое охлаждение. Под действием центробежных сил вращающийся воздух отбрасывается к стенкам и по центру возникает зона пониженного давления. Когда сюда попадает сжатый воздух из компрессора, он быстро расширяется и охлаждается. В этой области работают хорошо известные законы термодинамики и газовой динамики и ничего загадочного тут нет.

Во-вторых, в той части внутреннего пространства, которая прилегает к корпусу, воздух продолжает оставаться сжатым из-за действия центробежных сил. А если он сжат, тогда его плотность выше обычного. Когда плотный газ движется вдоль стенки, он обязательно нагревается за счет трения.

Вращательное движение — это разновидность неравномерного движения, при котором меняется положение вектора скорости в пространстве. Любое неравномерное движение деформирует вакуум и вызывает его ответную реакцию, которая проявляется в виде сил инерции, стремящихся устранить деформацию. Для вращательного движения это проявляется в форме центробежной силы, которая является разновидностью инерционных сил. Когда воздух поступает в цилиндр по касательной, центробежная сила прижимает его к корпусу и создает силу трения, за счет которой воздух греется. Иными словами, физвакуум совершает работу над вращающимся воздухом и нагревает его. И рассчитывать надо не работу, совершаемую над вращающимся воздухом, а работу, совершаемую самим вакуумом. Это принципиально разные вещи. Так как вакуум движется в том же направлении, в каком направлена центростремительная сила (к оси симметрии камеры), угол между векторами силы и перемещения равен нулю, а косинус такого угла равен единице. И работа должна совершаться, что и подтверждает эксперимент Ж.Ранке.

Настоящий вывод о выполнении работы при вращательном движении может показаться ошибочным по причине получения парадоксальных результатов, если мы применим этот вывод к случаю гравитационных сил, действующих между космическими телами. Например, рассмотрим, что будет происходить с Луной, которая удерживается на своей орбите гравитационным притяжением Земли. Если считать, что сила земной гравитации совершает работу над Луной, тогда энергия гравитационного поля Земли будет уменьшаться, а радиус Земли будет расти примерно также, как это происходит из-за преобразования гравитационной энергии падающими дождевыми каплями. В этом случае земной радиус станет расти со скоростью 36м/час. Однако ничего похожего не происходит.

На Луну, как на любую планету, вращающуюся вокруг своего светила, действуют одновременно две силы: центробежная и гравитационная. Первая сила, как уже писалось ранее, является разновидностью инерционных сил. Силы инерции и силы гравитации создаются деформацией вакуума. В случае с Луной можно сказать, что инерционная деформация вакуума нейтрализуется гравитационной и суммарная деформация равна нулю. Следовательно, вакуум не совершает работу и не отдает энергию. Гравитационное поле Земли, хоть и деформировано приутствием Луны, также не совершает работу и не отдает энергию, т. к. оно может это сделать только при изменении деформации, а в данном случае деформация поля не меняется.

Совершенно иная ситуация имеет место в случае вихревой трубы. Вращающийся поток воздуха находится под действием центробежной силы и силы реакции со стороны материала корпуса. Из них только первая создается деформацией вакуума, в то время как вторая — деформацией корпуса. Следовательно, инерционная деформация вакуума оказывается нескомпенсированной другой его деформацией, суммарная деформация не равна нулю, вакуум производит работу и отдает энергию. Поэтому нужно всегда обращать внимание на то, какие силы и какие формы деформации действуют в рассматриваемом процессе.

Для увеличения выброса энергии из физвакуума нужно увеличить плотность среды в аппарате Ж.Ранке. Иными словами, надо перейти от газов к жидкостям. И такой переход уже совершен. Вихревые генераторы для нагрева воды, использующие эффект Ж.Ранке, выпускаются в настоящее время серийными партиями кишиневской фирмой «ЮСМАР» под руководством Ю.С.Потапова и многими его последователями. Они в целом не отличаются от аппарата Ж.Ранке. Главное отличие состоит в использовании насоса для перекачки воды вместо воздушного компрессора и отсутствии выходного отверстия для холодного потока.

Потапов повторил исследования Ж.Ранке в 80х годах прошедшего столетия, заменив воздух на воду. И получил интересный результат. Если воздух в установках Ранке и Хильша нагревался возле стенок и охлаждался по центру, то у Потапова охлаждение отсутствовало и наблюдался только нагрев. Но самое интригующее состояло в том, что количество выделяющегося тепла в несколько раз превышало затраты электроэнергии насосом на прокачку воды по контуру (в 1.5 — 4 раза в зависимости от конструкции и размеров). С целью проведения независимой экспертизы Потапов передал первые три образца в одну из российских космических организаций. В состав экспертной комиссии входил ныне покойный академик Акимов, известный в научных кругах как сторонник концепции торсионных полей. И много позже в интервью Акимов поведал следующую историю.

Будто первая проверенная установка показала эффективность 108%, вторая — 320%, третья — 420%. Хотя никто не мог объяснить такой разбежки показаний (даже сам Потапов не мог), все испытания свидетельствовали о явном превышении выдаваемой тепловой энергии над затраченной электрической. Поэтому было принято решение об организации серийного выпуска таких аппаратов. Производство наладили в Кишиневе на военном заводе, а после развала Союза и повальной приватизации завод переоформили в частную компанию. Но когда пошли серийные образцы, эффективность многих из них оказалась всего 85%. Иными словами, при переходе к серийному изготовлению была упущена какая-то очень важная особенность, которая обеспечивала столь волшебный результат превышения выходной тепловой энергии над затраченной электрической. И потому многие, купившие вихревые теплогенераторы (так стали называть новые изделия), сочли себя обманутыми: рассчитывали на бесплатное дополнительное тепло, а получили дополнительные расходы. И сегодня в Интернете можно встретить прямо противоположные мнения об этих аппаратах — от восторженных до ругательских.

Сегодня установки фирмы «ЮСМАР» выпускаются в нескольких модификациях от 5 до 65 кВт и стоимостью от 1700 до 3000 долларов. Производство налажено в Кишиневе, Киеве и Москве, за год выпускается до 1000 таких агрегатов. Эффективность установок согласно официальным заявлениям составляет около 200%, то есть при потреблении электроэнергии из розетки для питания насоса в количестве, скажем, 10кВт, нагрев воды составляет 20 кВт. В настоящее время фирма «ЮСМАР» строит опытную электростанцию мощностью 1 МВт в Южной Корее и разворачивает сбыт своих аппаратов в Германии (когда на очередной научной конференции немецких физиков их партнер делал доклад о совместной работе и многие участники просили сообщить адрес фирмы «ЮСМАР», этот немецкий партнер отвечал, будто сия фирма настолько засекречена и находится под такой "крышей" спецслужб, что любые контакты с иностранцами в корне пресекаются; настолько он не хотел допускать к юсмаровцам будущих конкурентов, которые могли бы предложить более выгодные условия сотрудничества).