Наверное в своей жизни каждый житель Земли наблюдал смерчи-вихри. Это собирательное название ряда вертикальных вихрей, которые образуются в результате подъема более нагретого воздуха от поверхности земли. Известны пыльные вихри, называются они еще “Пыльные дьяволы”, огненно-дымовые вихри, тепловые, снежные, водяные, невидимые воздушные вихри. Пыльные вихри могут достигать в высоту 900-1000м, до ста метров в диаметре и продолжаются они около получаса. На первый взгляд может показаться, что в этих явлениях нет ничего загадочного. Перепад давлений и температур создает порывы ветра, которые закручиваются в вихрь.
 С давних пор люди научились использовать силу ветра для своих нужд. В настоящее время используются ветряные электростанции горизонтального и вертикального типа. Для слабого напора ветра применяются ветряки с вертикальной осью вращения винта. Винт вращается в горизонтальной плоскости, за счет чего достигается более высокий коэффициент полезного действия установки. Если еще нарастить вертикально вверх трубу, то мощность повышается на двадцать процентов. Существуют патенты, где авторы предлагают установить трубу высотой в пятьсот метров. Если в нижней части подогревать воздух электрическими нагревателями, то за счет установившегося вихревого потока можно вырабатывать электрическую энергию без всякого топлива. В этом проекте не понятно: “За счет какой энергии вырабатывается электричество? Достаточно ли ее, чтобы подогревать воздух“.
 В природе много загадок и порой простые на первый взгляд явления, оказываются непонятными для современной науки. Например, смерч-вихрь получен в трубе Ранка – Хилша По современным понятиям науки и техники это очень простое устройство, в нем нет ни одной движущейся части. Вихревой эффект Ранка – Хилша был открыт впервые французским инженером Жозефом Ранком в конце 20х годов. Он получил патент на “Фихревую трубу” в США в 1934г. Более 20 лет открытие Ж. Ранка игнорировалось и лишь в 1946г. немецкий физик Р. Хилш опубликовал работу об экспериментальных исследованиях вихревой трубы, в которой дал рекомендации для конструирования таких устройств.
 При отношении давления 3,0-5,0 можно получить на холодном конце вихревой трубы температуру газа на 50 – 60 градусов Цельсия ниже начальной точки. Не смотря на низкий коэффициент полезного действия .в установке, основанной на эффекте Ранка, удалось достигнуть на одной ступени рекордное охлаждение исходного потока более 200 градусов Цельсия. Газ вводится в трубу по касательной и за счет перепада давления разгоняется до скорости порядка 180 м/сек. Этого вполне достаточно, чтобы поток, вращающийся в трубе, разделился на две части, холодную и горячую. Вопреки всяким законам физики, холодная часть потока собралась на оси вращения трубы.
 В чем здесь загадка, пусть выясняют физики. Важно лишь подчеркнуть, что упорядочить броунское движение можно даже в таком простом устройстве, как “Вихревая труба”. В процессе испарения жидкости также происходит упорядоченное движение молекул, вопреки второму закону термодинамики. Более того, упорядоченные молекулы, при испарении воды с поверхности океана, иногда поднимаются на высоту в 10-11 километров выше уровня моря. Для этого у них достаточно полученного при испарении импульса, чтобы преодолеть силу земного тяготения. На такой высоте сконденсировавшаяся вода в облаках обладает огромной потенциальной энергией.
 Торнадо, а если над поверхностью воды, то смерч, — атмосферный вихрь, возникающий в дождевом (грозовом) облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров. Внутри воронки воздух поднимается, быстро вращаясь, создается область сильно разреженного воздуха. Разряжение настолько значительное, что замкнутые наполненные газом предметы, в том числе и здания, взрываются изнутри из-за разности давлений. По косвенным оценкам скорость потока воздуха в хоботе может достигать 1300км/час, а эта величина выше скорости звука.
 Подсчитано, что энергия обычного смерча радиусом 1км. и средней скоростью 70м/сек. сравнима с энергией, выделяемой при взрыве, эталона атомной бомбы. Рекордом времени существования смерча можно считать Мэттунский смерч, который 26 мая 1917г. за семь часов двадцать минут прошел по территории США 500км., убив 110 человек. Ширина расплывчатой воронки этого смерча составила 0,4-1км, внутри нее была видна бичеподобная воронка. Механизм образования смерчей полностью не изучен до сих пор. Скорость передвижения смерчей также различна, в среднем 40-60км/час. В очень редких случаях скорость смерча может достигать 200км/час.
 Из вышесказанного можно сделать вывод, что “Вихревая труба” моделирует только часть процесса, который протекает в смерче. Для полного процесса необходимо испарение жидкости, преодоление силы тяготения испарившимися молекулами и ее конденсация. Более того, в описанной трубе разделение потока на горячую и холодную составляющую происходит за счет сил трения, а это связано с большими потерями в потоке. Судя по длительности существования смерча, процесс там протекает с более высоким коэффициентом полезного действия, чем в трубе Ранка – Хилша. Некоторые авторы доказывают, что в пограничном слое раздела вращающегося хобота и неподвижной части атмосферы возникает жидкая субстанция, которая обеспечивает идеальную смазку.
 Даже в этом вопросе природа позаботилась о том, чтобы смерч существовал как можно дольше. Несомненно то, что в будущем ученые раскроют все загадки, протекающие в смерчах и торнадо. Сейчас же неопровержимо одно обстоятельство, рассеянная солнечная энергия в воде и воздухе легко концентрируется в мощный заряд, который эквивалентен взрыву атомной бомбы. Это очевидный факт и ссылки на второй закон термодинамики в данном случае неуместны. В настоящее время второй закон термодинамики запрещает самопроизвольную концентрацию рассеянной энергии. Любые попытки авторов, пытающихся упорядочить броунское движение, считаются противоестественными. Более того, ученые демонстративно не обращают внимание на те случаи, когда процессы в природе происходят в другом направлении, отличном от второго закона термодинамики.
 Но не смотря на этот запрет в технике давно уже применяются тепловые насосы. Эти устройства позволяют за счет испарения жидкости отнимать тепловую энергию у более холодных тел и передавать ее более горячему телу. Естественно, на этот процесс затрачивается внешняя энергия, но ее затрачивается во много раз меньше, чем извлекается тепловой энергии. В настоящее время тепловые насосы далеки от совершенства. Если смоделировать полный цикл, протекающий в смерчах и торнадо, то можно создать тепловой насос с коэффициентом полезного действия в несколько раз выше, чем у существующего устройства.
 При испарении воды в океане, полученный молекулами импульс используется для того, чтобы преодолеть притяжение Земли. За счет этого молекулы взлетают на большую высоту и преобразовывают свою кинетическую энергию в потенциальную энергию. В современных тепловых насосах импульс испарившихся молекул не используется для превращения его в механическую энергию. Импульс энергии испарившихся молекул сразу превращается в броунское движение. Эта энергия броунского движения и откатывается тепловым насосом из более холодного тела в более горячее. Во вращающейся системе импульс испарившихся молекул оказывает давление на перегородку ротора, поэтому кинетическая энергия молекул передается вращающемуся ротору в виде вращающего момента. Это очень эффективный процесс преобразования тепловой энергии в механическую работу.
 По циклу Карно для получения высокого коэффициента полезного действия необходима большая разность температур в нагревателе и холодильнике. В холодильнике, которым обычно является атмосфера Земли, примерно 300 градусов Кельвина. Значит, для эффективного теплового двигателя необходимо поднимать температуру нагревателя. В МГД — генераторах температуру нагревателя подняли до 3000 градусов Кельвина. Вращающихся деталей в этом устройстве нет, значит нет и механических потерь. На первый взгляд кажется, что это идеальная машина, где должен быть получен максимальный к.п.д., но в реальной действительности все получилось наоборот. Вместо 90 процентов к.п.д., рассчитанных по формуле, в действующей установке получилось всего десять процентов полезной мощности. Это примерно сравнимо с экономичностью паровоза.
 В комбинации с паровой турбиной МГД – генератор преобразовывает половину подведенного тепла в электрическую энергию. Наиболее эффективны в энергетике бинарные термодинамические циклы. Самыми экономичными в настоящее время являются паро-газовые установки. По сообщениям в печати в Японии действует паро-газовая установка с к.п.д. близким к 75 процентам. Такие высокие параметры экономичности достигнуты за счет промежуточного охлаждения воздуха в компрессоре газовой турбины и за счет многократного перегрева пара в паровой турбине. Значит, дело не в перепаде температур, а в правильной организации термодинамического цикла. Газовая турбина срабатывает свой тепловой перепад, но в выхлопных газах остается еще много тепловой энергии. Именно за счет этой энергии и работает паровая турбина.
 Человечество использует для выработки электрической энергии температуру нагревателя, достигающую 3000 градусов Кельвина и получает давление в паровых котлах турбин свыше 300 атмосфер. Но не смотря на эти критические параметры, большая половина тепловой энергии выбрасывается в атмосферу Земли, вызывая ее перегрев. Бинарные циклы еще очень редко используются в энергетике и в общем балансе они не оказывают заметного влияния. Для создания критических параметров нужны очень дорогие жаропрочные металлы, а для создания высоких давлений в котлах и турбинах требуется много прочной нержавеющей стали. Энергетические установки получаются громоздкими и тяжелыми сооружениями.
 В атмосфере Земли протекают явления, сравнимые по мощности со взрывом атомной бомбы. Для этого вполне достаточно перепада температур в 10-20 градусов Цельсия и давления всего в одну атмосферу. Более того, все процессы протекают без металлических конструкций. Создаваемое разряжение в хоботе торнадо значительно выше, чем разряжение, которое создает самая мощная авиационная турбина на входе воздуха во входное устройство двигателя. Есть над чем задуматься современной науке. Перед нами находится огромный, можно даже сказать бесконечный, резервуар тепловой энергии, который включает в себя атмосферу Земли и мировой океан.
 В этом резервуаре накопилась лишняя тепловая энергия, которую необходимо срочно извлекать и использовать для роста различных видов растений. За счет этой энергии можно разлагать углекислый газ, выделяя кислород в атмосферу, а полученный углерод использовать для производства прочных материалов. За счет полученной из этого резервуара энергии необходимо извлекать из воды водород. Наступает время водородного топлива. Это очень экологически чистое топливо, которое можно использовать во всех отраслях промышленности и на любом виде транспорта. Нефть и другие виды органических соединений необходимо использовать в нефтехимии для производства различных товаров, сжигать его в топках для получения тела непозволительная роскошь.

 Автор: Н.Т.Бобоед