Пульсации в репульсине

Шаубергер постоянно акцентирует внимание на необходимости использования прерывистых, пульсирующих процессов. Да и само название — «репульсин» — как бы говорит об этом. Тем не менее все рассмотренные выше варианты представляют собой на первый взгляд абсолютно «прямоточные» конструкции без каких-либо клапанов или заслонок. Правда, на «нацистском» варианте явно виден странный центральный клапан, перемещающийся вверх и вниз. Однако нет никаких сведений о нём кроме того, что можно увидеть на двух фотографиях (одна из которых крайне низкого качества). В «американском» варианте и в патенте также нет никаких намёков на этот клапан. В связи с этим я считаю, что этот клапан пока в расчёт брать не стоит. К тому же у нас есть и другие способы добиться пульсирующих процессов — без каких-либо клапанов.

Дело в том, что любое вихревое образование является квазистационарным. Это означает, что даже если оно остаётся на одном месте и сохраняет свои общие параметры неизменными в течении очень долгого времени, в каждой отдельно взятой точке внутри его объёма давление постоянно меняется при прохождении через него локальных уплотнений и разрежений, обусловленных постоянно движущимися вихревыми жгутами — их стенок, середин и промежутков между ними. В результате каждый фиксированный участок стенок мембран, меж которыми и бушуют основные вихри, будет испытывать постоянные колебания давления. Естественно, в силу некоторой жёсткости мембраны, она будет стараться как-то «усреднить» эти колебания, но очевидно, что поверхности мембран из-за не слишком большой жёсткости и интенсивных вихревых процессов в межмембранном пространстве будут в той или иной мере колебаться (как именно — единым целым или относительно независимыми частями, скорее всего, концентрическими, — это другой вопрос).

С механической точки зрения использованные в репульсине мембраны волнообразного профиля представляют собой как бы плоский сильфон (не путать с сифоном!). Сильфон является конструкцией весьма подвижной и в технике используется при необходимости герметичного соединения подвижных относительно друг друга полостей. Наиболее распространённый пример сильфона — подводка для газовых плит, выполненная в виде гофрированной металлической трубки (обычно из нержавейки), которая по своей гибкости вполне сравнима с аналогичным резиновым шлангом. Мембраны репульсина представляют собой примерно то же самое, но предназначены для изгиба не влево-вправо, а внутрь-наружу. Кстати, ту же роль выполняют валики и желобки на крышках консервных банок, — это сделано для компенсации изменения объёма их содержимого при изменении температуры, чтобы возникающие перепады давления не разорвали и не смяли банку.

В том, что подобное движение мембран предусмотрено специально и обеспечено конструктивно, меня убеждают следующие два факта. Во-первых, во всех вариантах мембраны крепятся лишь к центральной ступице и по внешнему краю. Крепление их к жёстким конструкциям в остальных местах не предусмотрено. Если бы было важно точно сохранить геометрию межмембранного пространства, мембраны следовало бы выполнять из более толстого металла (либо вообще фрезеровать из цельной болванки), или, по крайней мере, предусматривать их крепление к жёсткому опорному диску и внешнему кожуху так часто, как это возможно. Но ничего подобного не наблюдается. Во-вторых, на «американском» эскизе явно видны существенные зазоры между опорным диском и нижней мембраной и между рабочим кожухом и верхней мембраной, причём зазоры эти даже больше, чем высота межмембранного пространства. Если зазор между кожухом и верхней мембраной ещё можно попытаться объяснить какой-либо необходимостью движения воздуха, то пространство между нижней мембраной и опорным диском — глухое, и единственное разумное оправдание зазору, создаваемому специальной прокладкой возле оси, — это необходимость обеспечения колебаний мембраны с достаточно большой амплитудой!

Вероятно, по этой же причине воздухозаборные щели отсутствуют в самом близком к оси гребне — он слишком близко к ступице, и жёсткость мембраны ещё не позволит ей колебаться там с необходимой амплитудой.

Наконец, следует обратить внимание, что некоторые из материалов, рекомендованных Шаубергером для изготовления репульсина, являются отличными проводниками, другие — хорошими диэлектриками, но все они, будучи в виде листов, обладают неплохой упругостью и хорошей прочностью. А именно эти качества важны в условиях постоянных колебаний мембран!

Таким образом, можно почти наверняка утверждать, что мембраны репульсина во время работы испытывали значительные колебания вверх и вниз. Более того, именно малая жёсткость мембран относительно перемещений в вертикальной плоскости способствует развитию и усилению таких колебаний определённой (резонансной) частоты. В общем случае эти колебания могут быть как синфазными (обе мембраны двигаются вниз или обе вверх, а межмембранное расстояние остаётся практически неизменным), так и противофазными (одна мембрана движется вверх, а другая в это время — вниз, затем наоборот; межмембранное расстояние то увеличивается, то уменьшается, вплоть до возможного схлопывания мембран). Очевидно, что должным образом организованное противофазное движение мембран способно обеспечить эффективную прокачку воздуха в межмембранном пространстве. Тем не менее, я склоняюсь к тому, что колебания мембран были близки к синфазным. Это обусловлено не только тем, что для прокачки в противофазном режиме к мембранам необходимо подводить очень много энергии (либо они должны запасать много энергии за счёт собственной упругости в резонансных режимах работы), но и принципами, которые декларировал Шаубергер. При этом движение мембран не было идеально синфазным, но их расхождения автоматически корректировались — одна из них «подтягивала» за собой другую при её «отставании» за счёт локального уменьшения давления в межмембранном пространстве, либо, наоборот, «подталкивала» притормозившую за счёт такого же локального увеличения давления, — также, как внешняя оболочка плевральной полости толкает или тянет за собой лёгкие при дыхании. В результате правильно настроенные мембраны могли локально подстраиваться под вихревые потоки наилучшим образом и стимулировали их развитие и усиление. При этом сами по себе колебания мембран связаны со скоростью вращения ротора лишь опосредовано — через интенсивность вихрей, возникающих при движении вещества в межмебранном пространстве.

Следует отметить, что говорить о каком-то выраженном постоянном резонансе здесь не приходится — прежде всего потому, что даже при мощностях порядка киловатта это привело бы к неминуемому и быстрому разрушению мембран. Если какие-то резонансные явления в мембранах и имели место, то они должны были иметь низкую добротность, чтобы не пойти «вразнос».

И, наконец, очевидно, что столь сложные нестационарные процессы вряд ли можно с приемлемой точностью рассчитать даже на современных компьютерах — необходимо учесть слишком много факторов, взаимовлияние которых изучено очень плохо. Достаточно полному аналитическому расчёту эта ситуация в принципе не поддаётся. Поэтому единственным способом настройки, похоже, оставался эмпирический подбор параметров, исходя из общего понимания происходящих процессов и личного опыта. Эти знания и навыки — существенная, если не основная часть ноу-хау репульсина, — были у Шаубергера, но он не захотел (или не смог) передать их другим. В результате репульсин так и остался штучным изделием. Возможно, имея рабочий образец, не так сложно сделать его реплику, но заставить работать изделие с другими параметрами (размерами и мощностью) без Шаубергера, судя по всему, так никому и не удалось, — а ведь только после этого можно говорить о производстве репульсинов для использования в каких-то практических целях.