bigdrum (bigdrum) wrote,
bigdrum
bigdrum

Prototype this по-русски - выпуск второй

Продолжаем наш виртуальный клуб "юный изобретатель". На колонку редактора "Изобретения Дедала" мы пока не тянем, но кто его знает, чем черт не шутит :)

Сегодня речь пойдет о волнении. Конкретно - о волнении на море. Каковое волнение, в силу своего постоянства в течении долгого промежутка времени, приводит к такому явлению, как эрозия береговой линии. Гляциологи вон диссертации пишут, математику сложную используют, а строители в прибрежных населенных пунктах матерятся. Потому что год прошел - море становится ближе. С каждым днем...

Для защиты от волн строят молы (ограждения, обычно насыпные) и волноломы ("гребенка" из бетонных "зубьев"). И то и другое - требует большого количества материала, и экономически оправдано только в зонах интенсивного пользования береговой линией. Молы используют в портах, волноломы - на пляжах. В то же время территория с менее интенсивным использованием береговой линии, не снабженная волнозащитными сооружениями, к серьезной эксплуатации, как правило, не годна, и пропадает впустую либо используется в качестве "дикого пляжа". И даже как "дикий пляж" ее использовать небезопасно - история с обвалом в Каче тому свидетельство.

Задачей волнолома является не сколько снижение силы волн, сколько предотвращение продольного переноса породы волнением вдоль береговой линии, что является первым по интенсивности фактором волновой эрозии. Идея волнолома заключается в том, что волна, идущая под углом к берегу, вызывает перемещение грунта вдоль берега, сопровождающееся перемещением его вглубь моря. Если перемещение грунта вдоль берега заблокировать (что и делает волнолом), то он будет зажат в относительно узкой зоне (обычно сотня-другая метров) с уклоном, гарантирующим прекращение эрозии. Если же позволить волне нести грунт вдоль берега, то в разных местах будут появляться размытости и наносы, каковые меняют профиль дна и при изменении волнения размываются очень быстро.

Задача мола - не пропускать волнение в бухту (акваторию). Мол стоит забором, в его наружную сторону бьет прибой, а внутри - тишь да гладь. Одна беда - из-за препятствия естественному току воды в конце мола (в силу сужения сечения водотока) образуются очень сильные приливные течения, да и вода в огороженной территории застаивается. Кроме того, мол препятствует нормальной жизни морской фауны, а при больших размерах (как в Питере) - вызывает определенные проблемы и с флорой. Помимо этого, огораживая слишком большую акваторию, мы не препятствуем образованию собственного ветрового волнения на огороженной территории.

А можно сделать такое ограждение для волн, чтобы и приливы через них нормально проходили, и обычные волны - гасились?

Волны в жидкости бывают двух типов - продольные (цунами, приливы) и поперечные (собственно волнение). С продольными волнами мы ничего делать не будем. Ибо, как показывает практика Японии - от продольных волн нужно съебывать, и съебывать быстро. Займемся волнами поперечными. Специфика волнения в водоемах заключается в том, что частота поперечного волнения приблизительно одинакова. Она определяется исходя из плотности воды и воздуха, и при изменении силы ветра колеблется несильно. Поскольку система вода-воздух является автоколебательной, из-за чего волны и образуются, то при сильном изменении амплитуды волнения происходит выделение гармоник. Но в общем и целом - обычную (нештормовую) волну можно считать постоянной по частоте.

Берем обычную трубу, ставим вертикально и до середины опускаем в воду. При прохождении волны, согласно закону сообщающихся сосудов, уровень воды в трубе будет стремиться достичь уровня воды вне ее. Однако в случае трубы мы также будем иметь автоколебательную систему, где действующими факторами будут с одной стороны, дельта давления на нижнем срезе трубы, а с другой - масса водяного столба в трубе. Иными словами, колебания уровня внутри трубы будут отставать по фазе от колебаний поверхности воды в любом случае. Подобрав соотношение диаметра трубы и заглубления, можно добиться противофазы. Таким образом, наша труба станет демпфером, запасающим энергию на переднем фронте волны, и отдающим ее на заднем, что приведет к уменьшению амплитуды волнения, то есть - к нашей цели.

Много-много труб некоего диаметра (ориентировочно около метра), находящихся на определенном расстоянии одна от другой, и удерживаемых с определенным заглублением на поплавках (например) - послужат поглотителями энергии волнения. Они не будут препятствовать нормальному естественному продольному водотоку (приливы), косякам рыбы, полчищам медуз, сворам креветок и прочей живности крейсировать по привычным маршрутам.

Попробуем представить себе всю конструкцию. Берем квадратную ферму (например, 100х100 метров), на которой прямоугольной сеткой с шагом метра 3 (шаг должен быть меньше длины волны) устанавливаются вертикально наши трубы. С шагом метров 20 у нас стоят полностью заглубленные (чтобы не испытывать воздействие волн) поплавки. Вся эта конструбация болтается в море на якоре. Поскольку избытка плавучести формы у нее нет (то есть выше ватерлинии водоизмещающий объем близок к нулю) шторм ей не страшен. Болтается и болтается. И фиг с ней, главное - чтобы волны гасила. И таких конструкций много.

Строить такие конструкции легко, так как не требуются дорогостоящие подводные работы по подготовке фундаментов (как для обычных молов и волноломов), вся работа выполняется на верфи, а в море нужно просто мертвые якоря поставить, и на якоря - бочки. В такой конструкции ничего поломаться не может, так как там нет движущихся частей. И с точностью до способности морской воды разрушать используемые материалы - такая конструкция вечна.

Но русский мозг не останавливается ("еще бы!" - говорит мне русский мозг), а идет дальше. Что мы имеем в трубе? А в трубе мы имеем колеблющийся уровень воды и воздушную массу над ним. То есть, если мы закроем верхнюю часть трубы, вставим там два клапана - на впуск и на выпуск - то получим воздушный насос. Допустим, сечение нашей трубы 1 кв.м., амплитуда колебаний воды - 1 м., частота - 15 раз/мин. Это нам дает расход воздуха 15 куб.м./мин. Пятнадцать кубометров в минуту! С одной трубы! А у нас их - на одну платформу сильно не меньше тысячи... Достаточно поставить двух-трех-контурную турбину, и получится ветрогенератор. Все, что может в нем поломаться - это сам ветряк, и клапана на трубах. Ну уж клапана-то мы сделать сможем, не смешите меня...

Мы не просто смогли победить волнение - мы сделали достаточно надежную энергоустановку. Электростанцию. Чтобы в розетке была та ебическая сила, которая нас трахает, когда мы в нее пальцы суем. Вот так - одним махом - семерых обогревахом, осветляхом и прочие плюшки цивилизации им обеспечивахом...

Берегись, супостат, русские идут! :)

Tags: Prototype this по-русски
Subscribe

promo bigdrum february 17, 2019 22:31 6
Buy for 10 tokens
На мейл-ру пролетела очередная "желтая" новость, коих не счесть. Касательно контактов с инопланетянами. В силу чего, втыкая по причине небольшой эмоциональной раздолбанности, я вот тут вдруг решил взять и откомментировать это дело. Да, ребята! МЫ БУДЕМ ГОВОРИТЬ ОБ НЛО, ПРИШЕЛЬЦАХ…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments