CC BY
75
Казаков Александр Леонтьевич,
Братский алюминиевый завод, старший инженер по газоочистке
Основное производство электроэнергии из возобновляемых природных ресурсов: ветер, воздушный поток, водный поток (без топлива)
1. Препятствия в развитии гидроэнергетики и ветроэнергетики
В настоящее время возобновляемые природные ресурсы: ветер, воздушный поток, водный поток производят, против своих возможностей, мизерное количество электроэнергии. Например, существующие ветряки используют ~ 1% напора ветра, поступающего в створ ветроколеса. Существующие гидроэлектростанции (ГЭС) используют ~ 29% напора потока воды.
По моему мнению, тормозом в развитии энергетики из природных ресурсов стали такие фундаментальные основы науки, как закон сохранения энергии и теория Н. Е. Жуковского «О ветряках».
В теории Н. Е. Жуковского основные постулаты, на которых базируются расчеты ветроэнергетических устройств, математически не просчитаны, вследствие чего ветроэнергетика малоэффективна. Подробнее о недостатках «Теории...» см. в тексте этой статьи.
В законе сохранения энергии исследуется потенциальная энергия, которая не зафиксирована никакими приборами и по-своему не существует в природе. По сути дела, это флюид «энергии», который якобы сопровождает какую-либо массу (содержится в ней), причем, чем выше эта масса от нулевого уровня Земли, тем больше потенциальной энергии в этой массе. Таким образом, закон сохранения энергии - это положение о трансформации флюида потенциальной энергии. Например, на высоте плотины ГЭС в 100 м. кубометр воды содержит флюида на 100 единиц. При падении этого кубометра на нулевой уровень эти 100 единиц флюида теряются (согласно закону сохранения энергии). Значит, не имеет смысла строить высокие плотины гидроэлектростанций, поскольку вода все равно теряет потенциальную энергию, падая на нулевой уровень...
Под этот «закон... » конструировались радиально-осевые турбины, которые воспринимают мизерную часть давления потока воды, а технология не предусматривает использования кинетической энергии:
Ек = ту2; 2
Поскольку при падении (опускании) массы воды на нулевой уровень теряется потенциальная энергия, а радиально-осевые турбины, несмотря на «отсутствие энергии», все же вырабатывают какую-то часть энергии, значит, турбины вращает работающий поток воды. А вырабатывают они кинетическую энергию (несмотря на отсутствие «потенциальной энергии»). Но в «законе... » сказано, что кинетической энергии не может быть больше, чем потенциальной энергии. Тем не менее, существующие ГЭС все же вырабатывают кинетическую энергию.
Что же касается «закона сохранения энергии», то его следует выявлять в самой массе вещества, например, в жидкости (без использования «потенциальной энергии»). Например, в процессе дросселирования потока, где энтропия - S (внешняя хаотичная энергия, проявляющаяся в виде температуры потока) переходит во внутреннюю энергию - энтальпию, j в равных частях.
Этот пример показывает, что изменение количества энергии следует выявлять в самом веществе при его изменениях, а не в работающем потоке энергоносителя (работоносителя) Это можно увидеть в Приложении 1 и Приложении 2.
Устранение препятствий, которые создает закон сохранения энергии и теория Н. Е. Жуковского о ветряках, позволит более полно использовать природные ресурсы для производства электроэнергии. На это и направлены технологические и конструктивные решения автора, представленные в виде ветроустановок, аэроэлектростанций, высокоэффективных гидроэлектростанций.
2. а) Использование работы потока ветра для производства электроэнергии (переменный, постоянный ток); производства вращательного движения для потребителей (станки, насосы, движители для наземного, водного транспорта); выделения воды из воздуха; непрерывного производства электроэнергии при использовании воздушного потока (без ветра, без топлива)
Предлагаемые автором «Ветроустановки» воспринимают все давление ветрового потока, поступающего в створ разработанных автором турбин без лопастей (см. Рис. 1). Например, при диаметре турбины 3 м. (площадь сечения S = 7м2) и скорости ветра W = 8 м/сек ветер несет энергии (работа потока) на ~ 21 кВт/ч в створ турбины.
Для удобства расчета целесообразно пользоваться Секундным объемом Ус; Секундной массой Мс, а затем рассчитывать съем электроэнергии от работы потока ветра Ек. Секундный объем потока ветра Ус, рассчитывается по формуле
Ус = S * ' (1)
Секундная масса потока
Мс = Ус * р (2)
Ек - съем электроэнергии (кВт/ч.), рассчитывается по формуле
Ек = Мс * '2; 2 (3)
Где; S - площадь сечения турбины, м2.
W - скорость потока ветра, м/сек.
р - плотность воздуха, например, при 20о С (1,225 кг/м3), кг/м3.
Ек - регистрируемая (кинетическая) энергия в киловаттах в час (в кгс - килограмм-сила).
Отсюда, ветроустановка с турбиной диаметром 3 м.
S = 7м2
воспринимает секундный объем потока ветра Ус = 56 м3/сек.
Ус = S * ',
т.е 7м2 * 8м/сек = 56м3/сек.
Масса потока ветра составляет 68,6 кг/м3.
Мс = Ус * р, т.е. 56м3/сек * 1,225кг/м3 = 68,6кг/сек.
Этот напор ветра регистрируется в виде киловатт электроэнергии и составляет ~ 21 кВт ч.
Ек = Мс * '2; 2, т.е. 68,6 * 64; 2 = 2195 кгс ; 101,98 = 21 кВт/ч.
Где 101,98 - коэффициент перевода кгс в киловатты, в кВт/ч.
2. б) Использование конфузора Для полного использования потока ветра (устранения обтекания турбины и обеспечения «самоподсоса» дополнительного энергоносителя) на входе в турбину-1 ветрового потока размещается конфузор-2 (концентратор) (см. Рис. 1), сечение которого в 1,4 - 4 раза больше сечения турбины. На малых сечениях конфузора или при малых скоростях потока ветра обтекание конфузора может иметь место, но на больших сечениях конфузора (на больших турбинах) имеет место «самоподсос» дополнительного энергоносителя в створ конфузора, что повышает КПД ветроустановок.
Отсюда при площади сечения турбины S в 7м2 площадь сечения конфузора Sк составляет 12,6 м2 (при коэффициенте конфузора 1,8).
Sк = S * 1,8 = 12,6м2 Секундный объем Уск составляет 100,8м3/сек при скорости ветра W = 8 м/сек.
Уск = Sк * ',
т.е. 12,6м2 * 8м/сек = 100,8м3/сек.
При этом напор секундной массы Мк = 123,48 кг/сек.
Мк = Уск * р, т.е. 100,8м3/сек * 1,225кг/м3 = 123,8 кг/сек.
Это позволяет вырабатывать ~ 38 кВт/ч. электроэнергии.
Ек = Мк * '2; 2,
т.е. 123,48 * 64 : 2 = 3951 кгс : 101,98 = 38 кВт/ч.
Следует отметить, что в конфузоре обеспечивается стабилизация потока ветра (конфу-зор работает как ресивер) и создается давление 0,4 ат. в представленной конструкции (при полном использовании потока ветра, поступающего в створ конфузора). При этом давление в конфузоре в 1 ат. обеспечивает производительность в 100 кВт/ч. электроэнергии (т.е. коэффициент на сжимаемость потока - 0,593, в данном случае, неуместен и не работает).
Р = Мк * W2 : 2 т.е. 123,48 * 64 : 2 = 3951 кгс : 13,6 = 290 мм.рт.ст. : 735 = 0,4 ат.
Где: Р - давление потока ветра, ат.
13,6 - коэффициент перевода кгс в мм.рт.ст.
735 - количество мм.рт.ст. в технической атмосфере, ат.
Это давление (Р=0,4 ат. или 290 мм.рт.ст.) уменьшает секундный объем потока ветра Укь в турбине на 77%.
Ун1 = Wt * Wo,
т.е. 760 (273 + г) : 273 (760 + Р) = 760 (273 + 20) : 273 (760 + 290) = 222680 : 286650 =
0,77 * 100,8 м3/сек. = 77,6 м3/сек.
Расчет объема Укі осуществляется по «формуле приведения» Менделеева-Клайперона. Поскольку уплотненный поток объемом 77,6 м3/сек. при основной скорости W = 8 с не пройдет через сечение турбины, то избыток объема Ук2 будет обтекать конфузор. В этом случае потери на обтекание (Ук2) составят 21,6 м3/сек., хотя при прохождении всего потока (77,6м3/сек.) через турбину, скорость его ^а) может увеличиться до 11м/с., но это будет выявлено в эксперименте.
Ук2 = Ук - У,
т.е. 77,6 - 56 = 21,6 м3/сек.
Вторичный расчет производительности.
Поскольку упомянутый объем Ук1 (77,6 м3/сек.) имеет массу Мк = 123,48 кг/сек., то 56 м3/сек. будет иметь массу Мз = 89кг/сек.
77,6 - 123,48; Х = 89кг/сек.
56 - Х,
Отсюда Ека (энергия вторичного расчета) составляет 28 кВт/ч.
Ека = Мз * W2: 2, т.е. 89 * 64 : 2 = 2848 (кгс) : 101,98 = 28 кВт/ч.
2. в) Производительность при Ж = 12 м/сек.
Производительность ветроустановки при скорости ветра W = 12м/сек. резко возрастает при тех же параметрах турбины без конфузора за счет увеличения напора ветра. Исходные данные для расчета: S = 7 м2; диаметр 3 м.; W = 12 м/сек. Здесь Ус - секундный объем потока ветра; Мс - секундная масса потока. Отсюда, Ус = 84 м3/сек.
Ус = S * W,
т.е. 7 м2 * 12 м/сек. = 84 м3/сек.
Масса Мс =102,9 кг/сек.
Мс = Ус * р, т.е. 84 м3/сек * 1,225 кг/м3 = 102,9 кг/сек.
При этих данных производительность турбины составляет 72 кВт/ч.
Ек = Мс * W2: 2, т.е. 102,9 * 144: 2 = 7408 кгс : 101,98 = 72 кВт/ч.
2. г) Производительность турбины с конфузором Рассмотрим ту же турбину, но с коэффициентом конфузора 1,8. При этом коэффициенте площадь Sк сечения конфузора составляет 12,6 м2.
Sк = S * 1,8,
т.е. 7 м2 * 1,8 = 12,6 м2.
Отсюда секундный объем потока Уск = 151,2 м3/сек.
Уск = S * W,
т.е. 12,6 м2 * 12м/сек = 151,2 м3/сек.
А секундная масса потока Мск = 185 кг/сек.
Мск = Уск * р, т.е. 151,2 м3/сек. * 1,225 кг/м3 = 185 кг/сек.
И эта масса (Мск) способна выработать Екк = 130 кВт/ч электроэнергии.
Екк = Мск * '2; 2, т.е. 185 * 144; 2 = 13320 кгс ; 101,98 = 130 кВт/ч.
По этим же данным определяем и давление Р, создаваемое потоком ветра в конфузоре, равное 979 мм.рт.ст. или 1,33 ат.
Р = Мск * ; 2,
т.е. 185 * 144 ; 2 = 13320 кгс ; 13,6 = 979 мм.рт.ст. ; 735 = 1,33 ат.
Это давление (Р) способно уменьшить объем потока энергоносителя Ус, поступающего в турбину, до Усь что составляет 70,9 м3/сек.
Ус1 = * 'о,
т.е. 760 (273 + 20) ; 273 (760 + 979) = 222680 ; 474747 = 0,469 * 151,2 = 70,9 м3/сек.
Это меньше первоначального объема потока (84 м3/сек). Отсюда следует, что для поддержания скорости ' = 12м/сек. в турбине требуется дополнительный «подсос» энергоносителя с плотностью Ра = 2,6 кг/м3.
Ра = Мск ; Усь
т.е. 185 кг/с ; 70,9 м3/с = 2,6 кг/м3.
В объеме Ус2 = 13,1 м3/сек.
Ус2 = Ус - Усь
т. е. 84 м3/с - 70,9 м3/с = 13,1 м3/сек.
Причем, этот объем (13,1 м3/сек.) имеет массу Мс = 34 кг/сек.
Мс = Ус2 * Ра, т.е. 13,1 м3/сек. * 2,6 кг/м3 = 34 кг/сек.
Значит за счет «самоподсоса» производительность ветроустановки увеличилась на 24 кВт/ч.
Екп = Мс1 * '2 ; 2, т.е. 34 * 144 ; 2 = 2448 кгс ; 101,98 = 24 кВт/ч.
При этом общая производительность (Ек общ.) ветроустановки с конфузором составляет 154 кВт/ч. электроэнергии.
Екобщ. = Екп + Екк,
т.е. 24 + 130 = 154 кВт/ч.
Причем эту производительность гарантирует общее давление (Робщ.) в турбине, состоящее из давления (Р) и давления «самоподсоса» Рп, равного 180 мм.рт.ст. или 0,2448 ат.
Рп = Мс1 * '2; 2, т.е. 34 * 144 ; 2 = 2448 кгс ; 13,6 = 180мм.рт.ст. ; 735 = 0,2448 ат.
Робщ. = Р + Рп,
т.е. 1,33 + 0,2448 = 1,57 ат.
Представленной ветроустановкой автора осуществляется возможность воспринять все давление ветрового потока с регистрацией производительности в 154 кВт/ч. и гарантированным давлением в 1,57 ат. при скорости ветра 12 м/сек. В качестве иллюстрации высокой производительности предложенных автором ветроустановок следует представить конструкцию ветроустановки с диаметром турбины 6 м (сечение S = 28,27 м2), с коэффициентом конфузора 4 (сечение Sк = 113 м2). При скорости ветра ' = 8 м/сек. производительность этого устройства составляет 348 кВт/ч. При скорости ветра ' = 12 м/сек., производительность составляет ~ 1174 кВт/ч. (См. Приложение 1 «Сравнительный анализ...» и Приложение 2 «Таблица производительности ветроустановок». .
3. О теории Н. Е. Жуковского «О ветряках»
Что же касается теории Н. Е. Жуковского «О ветряках», то, на мой взгляд, сугубая абстрактность постулатов этой теории вводит в заблуждение ученых и препятствует развитию энергетики с использованием работы ветра, воздушного потока (многие постулаты математически не просчитаны и не обоснованы). Так предполагается, что только 1/9 часть энергии напора ветра уносится отходящим потоком (ориентация на флюид энергии), а 8/9 -будто бы воспринимаются ветряком. Но в то же время известно, что напор потока ветра воздействует на проекцию лопастей (на площадь лопастей).
Реальный расчет показывает, что воспринимает давление потока ветра только суммарная проекционная площадь лопастей. Например, 3 лопасти ветряка (при диаметре ветроко-леса 3 м. и площади, обметаемой ветроколесом, в 7 м2) имеют площадь 0,6 м2. Поскольку воздух, например, при скорости ветра 8 м/сек. создает давление потока на площадь в 7 м2 с возможной выработкой ~ 21 кВт/ч, то давление потока на площадь 0,6 м2 (суммарная площадь лопастей) обеспечивает выработку ~ 1-1,8 кВт/ч.
7м2 - 21 кВт ч.; Х = 1,8
0,6 - Х;
Причем, эта производительность в 1-1,8 кВт/ч. подтверждается результатами эксплуатации таких ветряков. Исходя из этого расчета производительности лопастных ветряков, видно, что ветряк не воспринимает 8/9 энергии (напора) прошедшего через ветроколесо потока, а воспринимает только 1/11 часть работы потока ветра.
21 ; 1,8 = 11,6
3. а) Не нужно останавливать поток ветра, чтобы воспринять его напор Предполагается, что для того, чтобы получить энергию ветра, нужно остановить его. Это суждение базируется на том, что якобы энергия - это флюид, сопровождающий поток ветра, причем имеющий какое-то процентное соотношение к объему потока ветра. На самом же деле, энергия в виде киловатт - это просто регистрация работы ветрового потока, где скорость и масса ветрового потока совершают работу, к примеру, вращают турбину. Таким образом, восприятие работы потока ветра зависит только от конструктивных решений воспринимающего этот поток устройства.
Чтобы работа потока продолжалась, не надо ставить перед ним преграду, надо предоставить возможность потоку воздействовать на наклонные контактные поверхности, например турбины, дробно «отдавая» свое давление этим контактным поверхностям. Причем, надо предоставить возможность потоку ветра уплотниться (сжаться) перед контактными поверхностями турбины. Тогда турбина, вращаясь за счет этого давления, будет производить электроэнергию, вращать станки, насосы, движители.
3. б) Анализ постулата о «снижении скорости»
Далее предполагается (анализ постулата), что замедляется скорость потока ветра при прохождении через ветроколесо. Если допустить, что скорость ветра уменьшилась на 1/3, то в этом случае ветроколесо целесообразно сравнить по сопротивляемости с распределительной решеткой, имеющей «живое сечение» в 4,72 м2 (или 2/3 от сечения 7м2), будто бы лопасти ветряка перекрывают 2,28 м2, т.е. 1/3 площади ветроколеса (7м2), хотя, как сообщено выше, суммарная проекционная площадь 3-х лопастей равна 0,6 м2. Отсюда вывод; скорость потока ветра при прохождении через ветроколесо может снижаться в зависимости от площади лопастей или не снижаться, когда давление на лопасти равна «подъемной силе» под лопастью, а производительность равна нулю (См. Рис. 5).
Отсюда следует, что на малолопастном ветряке не происходит обтекания 1/3 потока ветра вокруг ветроколеса, т.е. весь поток ветра проходит через ветроколесо.
3. в) Имеет ли место «расширение потока за ветроколесом»
Далее (анализ постулата), в теории утверждается, что за ветряком поток ветра расширяется относительно сечения ветроколеса в два раза (См. Рис. 1).
Чтобы занять площадь сечения в 14 м2 (7 м2 * 2 = 14м2), надо создать давление на окружающий ветер в 0,438 ат., хотя поток ветра, поступающего в створ ветроколеса (7м2), создает давление в 0,219 ат. (См. расчет давления), что не обеспечивает представленного расширения, поскольку окружающий ветер имеет такое же внутреннее давление, кроме того, представленное расширение не обосновано логикой, поскольку скорость ветра «замедляется» на ветроколесе, значит, давление потока ветра снижается. Откуда взяться «расширению» потока?
3. г) Необоснованность коэффициента ВЭУ = 0,593.
И, наконец, в отношении ВЭУ = 0,593. Поскольку, в действительности 1/3 часть потока ветра не обтекает ветроколесо, а проходит между лопастями, причем лопасти не воспринимают 8/9 давления ветра (воспринимают 1/11 часть напора ветра, см. расчет производительности), то использование этого коэффициента (0,593) - не оправданно в расчетах вет-роустройств и препятствует развитию науки и ветроэнергетики. Дополнительно
предполагается, что за лопастью ветряка создается разряжение, которое, якобы, повышает производительность лопастного ветряка. На самом же деле, за лопастью ветряка создается давление (лопасть набегает на прошедший между лопастями поток ветра) - «подъемная сила», которая снижает производительность ветряка. (См. Рис. 4).
Следует обратить внимание, что вместо оценки возможности работы потока ветра, в теории «О ветряках» решили притянуть закон сохранения энергии, все так же ориентируясь на то, что энергия «сопровождает» поток ветра. Поэтому представлена формула, базирующаяся на необоснованных постулатах о производительности ветряка, а именно формула из текста теории «О ветряках» 3.1.3. (т! * УЬ2 ; 2 = т^УЬ - У2)2 ; 2 т! * У2(УЬ - У1), т.е. по этой формуле пытаются проследить весь путь прохождения флюида энергии... На самом же деле, принципиально важно воспринять напор ветрового потока конструктивными решениями, а насколько эти конструктивные решения совершают работу под напором ветра, регистрируется экспериментальными или эксплуатационными результатами в виде произведенных кВт/ч. электроэнергии. Г лавное, суметь воспринять напор ветрового потока Ек = ту2 ; 2 = кгс. На это и направлены технологические и конструктивные решения автора, представленные в ветроустановке.
Для того, чтобы оценить эффективность работающего ветроустройства, необходимо;
1. Определить, какой напор потока ветра поступает в створ (сечение) устройства. Какую работу может совершить данный поток, с учетом
-' потока,
- У объема потока,
- М массы потока (См. формулы пунктов 1, 2, 3).
2. Определить количество снимаемой электроэнергии, например, в кВт/ч. По этим данным определяется эффективность конкретного устройства.
Сравним наши выводы со следующим; при определении мощности двигателя внутреннего сгорания не используют формулу теории «О ветряках» (3.1.3.), т.е. не стремятся выявить какое количество топлива «не сгорело», чтобы посчитать разницу между расчетной полной энергией и энергией, прошедшей через камеры сгорания в выхлопную трубу в виде «не сгоревшего» топлива. В данном случае регистрируется мощность двигателя в процессе экспериментальной обкатки или в процессе эксплуатации испытуемого двигателя. Так же следует оценивать и эффективность конкретных устройств.
4. Использование воздушного потока для НЕПРЕРЫВНОЙ выработки электроэнергии, независимо от наличия ветра или штиля без использования топлива. (См. Рис. 2).
В башне-трубе на Рис. 2 создаются «естественная» тяга и другие явления, где скорость потока воздуха определяется расчетом веса воздушного столба М по высоте Н трубы 2 и по сечению S выходного сечения башни-трубы.
М = Нм * р * Sм2 = кг. (4).
В нижней части башни-трубы 2, предлагаемой автором конструкции, на входном сечении размещается турбина 1. Если ожидается высокоскоростной поток воздуха, то целесообразно размещать каскад турбин перед входным сечением.
Пример конструктивного решения.
Высота Н башни-трубы 2 = 100 м. ( См. Рис. 2). Верхнее сечение S башни-трубы = 4,9 м2. Отсюда объем У столба воздуха составляет 490м3.
У = Н * S,
т.е. 100 м. * 4,9м2 = 490 м3.
Этот объем У имеет массу М = 600 кг.
М = У * р,
т.е. 490м3 * 1,225кг/м3 = 600 кг.,
которая формирует экспериментально выявленную скорость ' воздушного потока (при снятии поля скоростей) = 10м/сек. Значит секундный объем воздуха Ус составляет 49 м3/сек. Ус = ' * S,
т.е. 10м/сек * 4,9м2 = 49 м3/сек.
Соответственно, секундная масса Мс составляет 60 кг/сек.
Мс = Ус * р,
т.е. 49м3/с * 1,225кг/м3 = 60 кг/сек.
Отсюда выработка электроэнергии Ек. от работы этого потока составляет ~ 24 кВт/ч.
Ек = Мс * '2 ; 2,
т.е. 60 х 100 ; 2 = 3000(кгс) ; 101,98 = 24 кВт/ч.
Целесообразно поставить «куст» из 4-х этих устройств с общей производительностью ~ 96 кВт/ч. электроэнергии.
Представленным устройством можно НЕПРЕРЫВНО (без топлива, без ветра) производить электроэнергию. У этого устройства также есть и другие возможности.
5. Гидроэлектростанции (ГЭС). (См. Рис. 3).
Существующие расчеты гидроэлектростанций базируются на законе сохранения энергии, который гласит, что кинетической энергии не может быть больше чем потенциальной энергии. Таким образом, ориентация в суждениях на «энергию», как на флюид, сопровождающий поток движущейся массы (хотя, как я считаю, потенциальная энергия не зафиксирована приборами, и ее не существует в природе). В результате КПД ГЭС очень низкие, как мы считали выше, они воспринимают всего ~ 29% напора потока воды сбрасываемой с плотин ГЭС. Они не используют кинетическую энергию потока (потока в существующих ГЭС просто нет, там используется масса воды-энергоносителя), вода накапливается в «банках», откуда струей из щели направляется на лопасти радиально-осевых турбин, т.е. только лопасти в секторе 90о подвергаются воздействиям напора воды. Отсюда следует, что 4м3 воды, падая с высоты в 100 м. ( к примеру, на Братской ГЭС), вырабатывают всего 1 кВт/ч. электроэнергии. Но если этой массе придать скорость в 25 м/сек., то этот поток способен выработать 12 257 кВт. на высоте плотины всего 25-30 м.
С плотины Братской ГЭС высотой в 100 м. сбрасывается по 1 000 000 кубометров воды м3/час. Эта масса вырабатывает всего 250 000 кВт/ч., хотя секундный объем воды Ус = 277,7 позволяет при скорости потока в 25 м/сек. (на высоте в 25-30 м.) вырабатывать по 851 199 кВт/ч. электроэнергии, что в 3,4 раза больше, чем сейчас вырабатывает Братская ГЭС с высотой плотины в 100 м.
Ек = Мс * ; 2,
т.е. 277 777 * 625 ; 2 = 86 805 312 кгс ; 101,98 = 851 199 кВт/ч.
А если задействовать в работу всю оставшуюся высоту плотины 70 м. (100м - 30 = 70 м.), то электроэнергии будет произведено гораздо больше.
Из существующих трактовок, базирующихся на Законе сохранения энергии, который я назвал бы «Положением о трансформации флюида энергии», и на тупиковом способе восприятия работы потока энергоносителя, следует, что поток «зависнет», если снять с него флюид энергии, на первой же турбине, и скорость потока станет равна нулю ' = 0. Но проработанные автором гидротурбины даже в неработающем состоянии пропускают поток воды беспрепятственно (без снижения скорости потока). Поэтому автор, выйдя из тупикового мышления, предоставляет возможность потоку 277,7 м3/сек. при скорости ' = 25 м/сек. и давлении Р = 851 ат. воздействовать на наклонные контактные поверхности гидротурбин, дробно «отдавая» свое давление этим контактным поверхностям и, тем самым, вращать вертикально размещенные гидротурбины 3, разработанные автором. (См. Рис. 3).
Отсюда представилась возможность размещать яруса гидротурбин 8 (См. Рис. 3) ниже первого яруса в направляющих каналах 2. Причем, на каждом ярусе гидротурбин будет вырабатываться примерно столько же электроэнергии, как и на первом ярусе, т.е. ~ по 851199 кВт/ч. и даже больше (с увеличением высоты падения потока возрастает и скорость этого потока). Например, до скорости падения для воды ~40 м/сек., и так же возрастает давление этого потока.
Из сообщенного следует, что на оставшейся высоте плотины (70 м.) можно разместить еще несколько ярусов гидротурбин 8 автора, поместив их в направляющие каналы 2, например, 14 ярусов гидротурбин 8, на которых можно выработать 11 916 786 кВт в год при том же расходе массы воды.
Ради этого изобилия дешевой электроэнергии следует отказаться от фундаментальных основ науки (закона сохранения энергии и теории Жуковского Н.Е. «О ветряках»), являющихся, как я считаю, тормозом для развития гидроэнергетики и ветроэнергетики.
6. Другие изобретения и разработки автора
К примеру, патент 2271854 «Реактор-диспергатор», установки для очистки газовых выбросов заводов (рекуперации сырья из газовых выбросов) и другие работы также разрабо-
таны автором в 2009 году.
Приложение 1, где работы автора эффективнее существующих ветряков в 5743 раза при одинаковом расходе средств на изготовление установок. Здесь мы приводим сравнительный анализ предлагаемых автором изобретений - ветроустановок (турбины с конфузором), и ветряков (производства Дании, с диаметром ветроколеса в 100 м.).
Ветряки производства Дании за год могут произвести ~ 2,5 МВт, и это при стоимости таких ветряков 1 000 000 евро за один ветряк (окупаемость ветряков ~ за 13 лет, а такие ветряки работают 2 - 4 года). Соответственно, эти изобретения себя не оправдывают.
А. Предлагаемая автором ветроустановка с диаметром турбины 6 м. и коэффициентом конфузора 4 будет производить при скорости ветра 12 м/сек. ~ 1174 кВт/ч. При 70% ветровых дней в году (255 дней) производительность составит ~ 7184880 кВт/год, что в 287 раз эффективнее стометрового ветряка.
Б. При скорости ветра 8 м/сек. одна ветроустановка автора будет производить ~ 782 кВт/ч, а за 255 дней в году эта установка будет производить ~ 4 785 840 кВт/год.
За сумму в 1 000 000 евро можно изготовить ~ 30 ветроустановок с общей производительностью за 255 дней в году ~ 143 572 200 кВт/год. на сумму прибыли ~ 7003668 евро (только на электроэнергии по современным тарифам 2 руб. за 1 кВт/ч.). Отсюда следует, что окупаемость изготовления 30 ветроустановок осуществляется за ~ 36 дней эксплуатации этих 30 ветроустановок.
Приложение Таблица производительности «ветроустановок:
1. С различными диаметрами сечения турбин;
2. С различным коэффициентом конфузоров, К;
3. При различных скоростях ветра, W, в м/с.
1. Диаметр турбин, 0 2. Коэффициент конфузоров, К 3. Производительность в кВт/ч Скорость ветра, W, м/с
2 II £ 0 II £ W =8 W =6 W =5 W =4
6 - 300 348
6 4 1174 90 14,6
4 4 521 351 60 12
4 1,8 88 10,2 4,8
4 1,6 19
4 2 150
4 - 47
3 4 290 9,2
3 3 88 10,8 5,6 2,77
3 5 28 12,2
3 1,8 154 28 5,2
3 1,6 21 9,6 5,2
3 72
2 - 32 9,6
2 1,4 45,6 1,68
Диаметры турбин от 2 до 6 м.
Коэффициенты конфузора от 1,4 до 4.
Скорость ветра от 4 до 12 м/сек.
Обоснование низкой производительности ветряков, которые были изготовлены ранее
Ветряк вращается за счет давления ветра на наклонную поверхность лопасти ветряка, (См. Рис. 4), а не за счет надуманной «подъемной силы» (разряжения над поверхностью лопасти). Появляется зависимость производительности ветряка от площади лопастей (См. расчет в тексте статьи).
А. Взаимодействие лопасти 1 и ветрового потока 2.
Поток ветра создает давление Р1 на наклонную поверхность лопасти 1, принуждая ее смещаться влево (См. Рис. 4). Лопасть 1, двигаясь поперек ветрового потока 3, набегает на этот поток, вследствие чего под лопастью 1 создается реальная «подъемная сила» 4 (или давление Р2), препятствующая движению лопастей ветряка.
Б. Утопия теории ветряка в отношении «подъемной силы».
По существующей «теории ветряков...», работа напора ветра (Р1) полностью отвергается... Тем самым подразумевается, что вращение лопастям придает своеобразная «подъемная» сила, которая, завихряясь, подлезает под лопасти, хотя этот «процесс» не обоснован никакими экспериментами. Должна быть очень большая сила, чтобы преодолеть реальную «подъемную силу» Р2 от поступающего под лопасть ветрового потока, а также суметь обогнуть край лопасти, с которой срывается поток ветра под давлением Р1, и еще создать «вакуум» над лопастью. Это все необходимо сделать за сотые, тысячные доли секунды.
Как сообщено в этой статье, все можно сконструировать гораздо проще: поток ветра создает давление Р1 на наклонную поверхность лопастей ветряка, что побуждает лопасти перемещаться влево (как сообщено выше и как показано на Рис. 4).
В. Влияние скорости движения лопастей на производительность ветряка.
При скорости вращения части 1 лопастей (См. Рис. 5) ниже скорости ветра, эта часть лопастей производит работу. Часть 2 лопастей при скорости движения равной скорости ветра не производит работу (электроэнергию), поскольку давление Р1 над лопастью становится равно Р2, т.е. реальной «подъемной силе» под лопастью. И, наконец, та часть лопастей 3, которая движется (вращается) быстрее ветра, не производит работу (электроэнергию), а наоборот снижает производительность ветряка (он «рубит воздух»), поскольку «подъемная сила» Р2 превышает давление ветра Р1 на лопасть. Эта же часть лопастей 3, отгибаясь за счет «подъемной» силы создает вибрацию на уровне ультра- или инфразвуков, что губит все живое вокруг поля ветряков и даже вызывает ишемическую болезнь сердца у взрослых и детей. В отношении экономичности, опять же, ветряки работают 2-4 года, а срок их окупаемости ~ 13 лет
Рис. 1. Ветроустановка
1. Турбина; 2. Раструб (конфузор-диффузор); 3. Элероны; 4. Вращающаяся платформа; 5. Опорная башня.
Рис. 2. «Ветроустройство»
Непрерывное производство электроэнергии и отделение целевого продукта из парогазовых выбросов
1. Турбина;
2. Башня-труба;
3. Привод;
4. Генератор;
5. Дефлектор;
6. Насадка (преобразование энтропии S
в интальпию J)
1. Тело плотины;
2. Направляющий канал;
3. Гидротурбина первого яруса;
4. Воронка-накопитель;
8. Гидротурбина второго яруса.
Рис.5.Производительность частей лопастей в зависимости от скорости вращения
Каценберг Марк Миронович, г. Ростов-на-Дону
Структура материи в мультивселенной
Предположим, что наша Вселенная является элементом кубической гранецентрирован-ной гексагональной решетки, в которой все вселенные расширяются с одинаковой скоростью (Рис. 1). После их слияния начнется деструктуризация вещества, и возникнут предпосылки зарождения нового поколения вселенных. В ходе расширения они достигают равных размеров, но могут отличаться содержанием вещества. Обозначим массу одной вселенной символом М. При сменах поколений в массиве вселенных идет упорядоченное перераспределение параметра М.
Рис. 1. Кубическая гранецентрированная гексагональная решетка
Помимо данного массива существует множество аналогичных массивов, состоящих из многократно меньших и многократно больших вселенных. Каждый заполняет один из уровней в иерархии космического универсума и служит субстратом, структурирующим переносы параметра М в пространстве последующего уровня. В частности, пространство, в котором сформировалась наша Вселенная, структурировано массивом, состоящим из вселенных, на много порядков меньших микрочастиц. Они непосредственно не участвуют в физических взаимодействиях и не являются компонентами нашей материальной среды. У всех вселенных имеются границы, представляющие собой перепады параметра М в массиве ближайшего микроуровня. За границей среднее значение М выше, чем внутри, и она постоянно расширяется, формируя волны параметра М. Материальные объекты вселенной не разрушаются под воздействием этих волн, так как обладают соответствующими механизмами устойчивости.
Гравитация - диссипативный процесс Простейший механизм устойчивости материи - экстремум параметра М. Благодаря диссипации он создает градиент М, при взаимодействии с которым у волн параметра М уменьшается амплитуда и растет частота. Фактически волны притягиваются к точке экстремума, где их амплитуда падает до нуля, а принесенные ими приращения М расходуются на диссипацию. Волны сходятся к точке экстремума не прямолинейно, а по эвольвентам, образуя сферический волновой поток, устойчивый за счет равновесия поглощения и диссипации. Он представляет собой первичную микрочастицу - преон (Рис. 2). Преоны служат исходным строительным материалом вещества вселенной. Их волновые потоки имеют одинаковое направление закручивания, идентичную центральную хиральность. Этим обусловлена барионная асимметрия вселенной, проявляющаяся в малочисленности антивещества.
Г радиент М притягивает волны параметра М, в том числе преоны. Это гравитационное поле. Источниками гравитации являются преоны и образованные ими материальные объекты, в структурах которых имеются экстремумы М. Другой источник гравитации - область с высоким параметром М, расположенная за границей Вселенной. При расширении границы она убывает, и волны, несущие приращения параметра М, постоянно поступают во вселенную. Формируется граничный градиент М - гравитационное поле, придающее ускорение разлету галактик.
Зарождение вселенных
Когда расширение вселенных приводит к слиянию, в границах появляются увеличивающиеся стыковочные промежутки. В отличие от расширяющихся границ, они не продуцируют волны параметра М, необходимые для устойчивости преонов. Теперь вглубь каждой вселенной движется линия распада вещества, на которой все материальные объекты: галактики, звезды, планеты теряют устойчивость, нивелируются и превращаются в потоки волн параметра М, растекающиеся в пространстве. Хотя среди них встречаются волны, как с левой, так и с правой осевой хиральностью, большинство имеет одну из этих хиральностей, так как образовалось при распаде преонов.
Через определенное время после начала слияния вселенных в центре каждой ячейки их массива происходит объемная интерференция когерентных волн параметра М, поступающих из четырех соседних распадающихся вселенных. При интерференции образуется множество экстремумов М. Те экстремумы, высота которых превышает некое пороговое значение, приобретают диссипативную устойчивость и превращаются в преоны. В то же время средняя величина параметра М вблизи преонов становится ниже, чем вокруг занятой ими области. Возникает перепад М - граница новой вселенной, которая начинает расширяться с постоянной скоростью и продуцирует волны параметра М, обеспечивающие устойчивость преонов. Во всех ячейках слившегося массива зарождаются вселенные очередного поколения. Формируется аналогичный массив со смещенным расположением вселенных. Повторяющиеся циклы рождения, расширения и слияния дают чередование расположения вселенных - пульсацию их массива.
Сборка преонов продолжается и после рождения вселенной. Через ее границу поступают потоки волн параметра М, являющиеся следами распада материальных объектов в прежних вселенных. Встречаясь, они вновь и вновь образуют интерференционные решетки с многочисленными экстремумами М, превращающимися в устойчивые преоны. Поскольку интенсивность этих волновых потоков варьируется, инкубаторы преонов возникают в разных секторах вселенной. От каждой из четырех предшественниц каждая вселенная получает столько преонов, сколько содержалось в сопредельном с ней секторе. Если их долевой вклад различен, секторы новой вселенной будут разниться по количеству вещества. Секторное наследование материи во вселенных низшего иерархического уровня, конфигурирует волны параметра М в пространстве нашего уровня.
От преонов к кваркам
Вскоре после зарождения преонов из них формируются первые композитные структуры. При гравитационном сближении двух преонов происходит резонанс когерентных волн параметра М. В зоне резонанса образуется поток волн, имеющий не центральную, как у преона, а осевую хиральность. Он представляет собой глюон - частицу, которая поглощается другим близлежащим преоном и служит переносчиком сильного взаимодействия. Между двумя преонами, отдавшими глюон, нивелируется градиент М (гравитационное поле), и они дистанцируются.
Сильное взаимодействие меняет статус преонов, превращает их в кварки. Высота экстремумов М у кварков не статична. Она уменьшается при излучении глюона и возрастает после его поглощения. Таким образом, варьируется гравитационное поле, продуцируемое кварком, меняется его масса. После каждого цикла сильного взаимодействия кварк, поглотивший глюон, сближается с тем из двух кварков, отдавших глюон, чья масса больше. Образуется новый глюон. Его поглощает кварк с наименьшей массой, оставшийся без пары. Устойчивую структуру из трех кварков, связанных только гравитационным и производным от него сильным взаимодействием, мы назвали «Пробарион». В нем кварки по очереди передают друг другу глюоны, упорядоченно вращаясь внутри сферической области. Поскольку очередность их участия в циклах сильного взаимодействия не меняется, трем кваркам и трем глюонам присвоены так называемые три цветовых заряда.
Пробарионы, сформировавшиеся на втором этапе эволюции вещества, являются предшественниками микрочастиц из группы барионов, в том числе нейтронов и протонов. Кварки пробарионов обладают наименьшей переменной массой. Они не существуют в земных условиях и не выявляются экспериментально.
Устойчивость звезд
Звезды образуются из пробарионов, когда они уплотняются до состояния кварк-глюонной плазмы, начинающей излучать фотоны.
Мы предположили, что излучение фотона происходит при аннигиляции волновых потоков преона и антипреона, имеющих противоположную центральную хиральность. Обозначим хиральность преона знаком (-), а антипреона (+). Сливаясь, они теряют устойчивость и превращаются в два потока волн с осевыми хиральностями (-) и (+), которые составляют суммарный дубль-пакет (±), движущийся с постоянной скоростью. Благодаря взаимодействию двух его составляющих, через определенное время после аннигиляции в нем происходит сборка преона и антипреона. Повторяется аннигиляция, и дубль-пакет (±) продолжает движение до новой точки сборки. Цепочка переносов дубль-пакета (±) представляет собой фотон - квант электромагнитного излучения. Длина волны фотона равна интервалу между точками сборки. С увеличением массы аннигилирующей пары, т.е. с ростом энергии фотона, время сборки сокращается, и длина волны уменьшается. Поляризация света обусловлена пространственной ориентацией преонов и антипреонов в точках сборки. Фотоны, излучаемые плазменным ядром звезды, поглощаются кварками барионов, находящихся за его пределами. Это придает устойчивость всему веществу звезды.
Поглощая фотон в его точке сборки, кварк образует триаду сферических волновых потоков, у двух из которых центральная хиральность (-), а у одного (+). В ней поток (+) аннигилирует с исходным потоком (-), и излучается бозон 2, представляющий собой дубль-пакет (±), аналогичный фотону. Поскольку при аннигиляции поток (-) массивнее потока (+), избыточная часть его волновой структуры не аннигилирует. Потеряв устойчивость, она
меняет центральную хиральность на осевую и излучается в виде бозона W-. Теперь в составе кварка остается один сферический волновой поток с центральной хиральностью (-), появившийся в точке сборки поглощенного фотона. Он поглощает бозон W-, излученный другим кварком, и его масса возрастает до изначального уровня. Так реализуется тот алгоритм слабого взаимодействия, в котором задействованы бозоны W-. Благодаря фотонам, пробарион превращается в нейтрон, содержащий динамическую сеть глюонов и бозонов. Масса нейтрона превышает массу пробариона.
Когда три дубль-пакета (±), возникшие в соседних нейтронах или в плазме ядра звезды, стыкуются в одной точке сборки, образуется мезон - метаустойчивая частица, состоящая из кварка и антикварка. Известно, что в ускорителях спонтанный синтез мезонов наблюдается при столкновениях частиц с высокой энергией. Не останавливаясь на детализации волновых процессов в структуре мезона, отметим, что их динамика включает сборку и аннигиляцию пар с хиральностью (-) и (+), обмен бозонами 2, W- и W+.
В каждом цикле слабого взаимодействия в нейтроне образуется два пи-мезона. Они включаются в композитные структуры тех двух кварков, которые в данный момент свободны от поглощения глюона, и придают им аромат d (нижний). Гравитационное поле мезонов на время уравновешивает внешнюю гравитацию и, тем самым, препятствует движению кварков нейтрона к центру звезды. После выполнения этой работы каждый мезон распадается на три дубль-пакета (±), один из которых передается другому нейтрону, находящемуся ближе к центру звезды, где повторяется сборка мезона. Так, перемещаясь от нейтрона к нейтрону, мезоны достигают ядра звезды и становятся сырьем для излучения фотонов, разлетающихся по радиальным направлениям и инициирующих синтез мезонов. Встречная фотон-мезонная циркуляция между плазменным ядром и нейтронной оболочкой служит механизмом устойчивости, останавливающим гравитационный коллапс звезды. Все обменные процессы в нейтронах строго упорядочены. Они осуществляются по фиксированным траекториям, а не стихийно, как при столкновениях частиц в ускорителях.
Свечение звезды свидетельствует о том, что фотон-мезонная циркуляция не замкнутый процесс. Но где источник излучаемой энергии? Плазменное ядро звезды ассимилирует волны параметра М, поступающие от границы Вселенной, и трансформирует их энергию в энергию излучения. Подобной энергетикой обладают ядра планет и шаровые молнии. У них фотон-мезонная циркуляция создает антигравитационную силу, предотвращающую падение на поверхность Земли.
При проектировании генераторов, потребляющих неисчерпаемую энергию расширения Вселенной, необходимо учитывать, что устойчивость кварк-глюонной плазмы зависит от стабильности фотон-мезонной циркуляции в ее нейтронной оболочке. С увеличением массы оболочки возрастает объем плазмы и усиливается интенсивность излучения. Рост плотности плазмы лимитируется сильным взаимодействием, которое препятствует слиянию кварков и тем самым исключает появление гипотетических черных дыр, способных поглощать и сжигать вещество.
Устойчивость атомов
На первых трех этапах физической эволюции устойчивость преонов, пробарионов и первичных звезд обеспечивается обменными процессами, адаптированными к стабильным условиям среды. Четвертый этап начинается, когда у звезд появляются мантии с низкой плотностью барионов, недостаточной для фотон-мезонной циркуляции. Здесь условия взаимодействия частиц варьируются. Нарушается баланс переносов фотонов равной длины волны, необходимый для устойчивости нейтронов. В мантиях звезд происходят бета-распады многих нейтронов на протоны и электроны.
Электрон, как и кварк, поглощая фотоны, приобретает метаустойчивую структуру. Ее исходным компонентом является антипреон - сферический поток волн с центральной хиральностью (+). В момент поглощения фотона электрон представляет собой триаду волновых потоков, у двух из которых центральная хиральность (+), а у одного (-). При аннигиляции излучается фотон. Поскольку у потока (-), поступившего из точки сборки поглощенного фотона, экстремум М выше, чем у исходного потока (+), его избыточная часть не включается в аннигиляцию. Она меняет центральную хиральность на осевую и растекается в пространстве, образуя квант электрического поля (-), который не поглощается другими электронами. После аннигиляции в составе электрона остается один сфериче-
ский волновой поток (+), образовавшийся в точке сборки фотона. Он поглощает очередной фотон, и цикл трансформаций структуры электрона повторяется.
При бета-распаде нейтрона в нем распадается один из 2-бозонов с образованием лептона и антилептона. Первый в виде электрона приобретает метаустойчивость в электронной оболочке атома, а из второго формируется антимюон, мигрирующий в триаде кварков протона взамен одного из мезонов. Поглощая и излучая фотоны, антимюон постоянно продуцирует кванты поля с хиральностью (+), которые не поглощаются кварками и растекаются в пространстве. В результате протон становится заряженной частицей. Равенство абсолютной величины элементарных электрических зарядов протона и электрона диктуется единым ритмом поглощения фотонов, по сути, неизменной частотой пульсации субстрата пространства. В отличие от протона, в нейтроне в каждом цикле слабого взаимодействия поглощаются все волновые потоки (+) и (-). Этим обусловлен его нулевой заряд.
Орбита атомарного электрона - это не линия окружности, а относительно широкая сферическая область, в которой его сменяющиеся субкомпоненты перемещаются от точек сборки к точкам аннигиляции. Среднее расстояние между каждым электроном и ядром атома (радиус орбиты) зависит от длины волны фотонов, излучаемых ядром. Оно меняется при смене квантового состояния атома. Распределение электронов по энергетическим уровням в электронной оболочке атома зависит от числа излучаемых фотонов, а значит, от количества нуклонов в ядре. Нуклоны находятся на разных расстояниях от центра ядра, распределяясь по своим энергетическим уровням. Они излучают фотоны разной длины волны. Когда в спектре излучения ядра имеются пары фотонов с равной длиной волны и противоположной поляризацией, два энергетически схожих электрона занимают одну орбиту, огибая ядро по встречным направлениям. Переход электрона на другой энергетический уровень обусловлен изменением длины волны фотонов, излучаемых ядром, и передислокацией их точек сборки.
Устойчивость атома требует более сложных связей, чем устойчивость тела звезды. В барионах атомного ядра для синтеза мезонов используются дубль-пакеты (±), поступающие не только от соседних барионов, как при фотон-мезонной циркуляции в звездах, но и от электронов, которые регулярно поглощают и излучают фотоны. Изменчивая сеть переносов фотонов и мезонов варьирует стационарные состояния атома, обеспечивая большой резерв резистентности. Различные внешние воздействия, которым подвергается атом, приводят к изменениям длины волны фотонов, курсирующих между его электронной оболочкой и ядром. При этом меняется энергия мезонов ядра, а с ней и параметры движения нуклонов, что позволяет атому сохранять устойчивость в изменчивой среде. По сути, мезоны служат стабилизаторами инерционного или ускоренного движения атома. Точная расшифровка алгоритмов переносов фотонов и мезонов в атомарном веществе позволит переосмыслить глубинную организацию физических процессов макромира.
В мантиях звезд из протонов формируется дейтерий, тритий, идут термоядерные реакции с образованием гелия и различных изотопов. Они порождают разнообразие химических элементов вселенной. Термоядерные реакции имеют второстепенное значение для энергетики звезды. Их интенсивность зависит от массы мантии, увеличивающейся при поглощении космической пыли, астероидов, комет, близлежащих планет. Дисбаланс между мантией и телом звезды может нарушить ее устойчивость, привести к взрыву и превращению в сверхновую.
Структурирование материи
Фотоны или 2-бозоны, излучаемые при аннигиляции преона с антипреоном, а также бозоны —, бозоны W+ и кванты электромагнитного поля, возникающие при неравновесной аннигиляции, являются необходимыми элементами композитных структур кварков, лепто-нов и их античастиц. Без обменов фотонами, бозонами или квантами поля они не образуются. Глюон увеличивает массу исходного компонента композитной структуры кварка. Без обмена глюонами она представляет собой не кварк, а антилептон.
Отличие кварков от лептонов заключается в том, что в метаустойчивой триаде кварка экстремум М исходного потока (-) всегда выше, чем у потоков (-) и (+), включенных в нее при поглощении фотона. Поэтому кварк излучает бозоны W-, которые поглощаются кварками. В лептонах экстремум М исходного потока (+) ниже экстремумов фотонной точки
сборки, и они излучают кванты поля (-), не поглощаемые лептонами. Соответственно, антикварки излучают бозоны W+, а антилептоны кванты поля (+).
Сходство между лептонами и кварками в том, что в их триадах постоянно идут замены доминантных волновых потоков, а значит, изменяется местоположение источника гравитационного поля. Он исчезает в точке аннигиляции и появляется в точке сборки поглощенного фотона. Когда меняется квантовое состояние лептона или кварка, возникает ощутимый перепад гравитационного поля, который ошибочно интерпретируется, как микрочастица -нейтрино или антинейтрино. Перепады поля произвольно комбинируются, суммируются, образуют осцилляции. Не оказывая существенного влияния на электромагнитное взаимодействие, они могут вызвать реорганизацию слабого взаимодействия, фиксируемую с помощью детекторов нейтрино.
Среди многочисленных барионов лишь нейтроны и протоны обладают устойчивостью в составе звездного и атомарного вещества. В ускорителях частиц образуются нестабильные барионы (гипероны), содержащие, помимо кварков с ароматами и и d, кварки с ароматами с, s, ^ Ь, отличающиеся массой, зарядом и другими свойствами. Дополнительными комплектующими структур кварков с, s, ^ Ь являются не только пи-мезоны или мюоны, как у кварков d и и, но и более массивные мезоны в комбинациях с тау-лептонами. Барионы, состоящие из тяжелых кварков, быстро распадаются, так как их устойчивость требует сверхвысоких скоростей, недостижимых вне ускорителей, искусственно наделяющих их избыточной энергией. Для расчета физических параметров кварков необходимы точные математические модели волновых процессов в структурах различных барионов. Здесь нужны новые теоретические методы, учитывающие фундаментальные принципы устойчивости и изменчивости материи.
Принцип устойчивости. Каждый материальный объект постоянно подвергается воздействиям окружающей среды и не разрушается ими, так как обладает механизмами устойчивости, которые в ответ на внешние воздействия воспроизводят его структурнофункциональную организацию. Он устойчив в определенном диапазоне условий среды, вне которого реструктуризируется. В стабильных условиях отбираются объекты с однотипными механизмами устойчивости. Если условия среды незначительно разнятся, идет дивергенция объектов со схожими механизмами устойчивости. Устойчивость - это не статичность, а непрерывная динамика.
Принцип изменчивости. Экспансия устойчивых объектов меняет свойства их среды. В ней появляются новые реструктуризирующие факторы, вызывающие стагнацию прежнего развития. Теперь среда диктует новые критерии отбора, которые служат движущей силой качественного перехода. Так начинается очередной эволюционный этап, на котором отбираются объекты с более сложными механизмами устойчивости. Он вновь ведет к качественному переходу.
Принципы устойчивости и изменчивости служат основой дедуктивного метода познания, связывающего частные свойства материальных объектов с общей моделью мира. Эволюционная теория, построенная на базе дедуктивного метода, упрощает изучение физических явлений; определяет порядок формирования микрочастиц и уточняет их классификацию; выявляет диссипативную природу гравитации и ее роль в реализации сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия; предсказывает существование ранее неизвестных процессов, обеспечивающих трансформацию энергии в кварк-глюонной плазме и ее нейтронной оболочке.
