SlideShare a Scribd company logo
1 of 8
Download to read offline
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005
Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 39
©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA»
TIDE ENERGY AND SEA TIDE ENERGY
ÏÐÈËÈÂÍÀß ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ È ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ
ÌÎÐÑÊÈÕ ÒÅ×ÅÍÈÉ
ÍÎÂÎÅ ÂÎÄÎÏÎÄÚÅÌÍÎÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÎ,
ÊÀÊ ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÝÊÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈ ×ÈÑÒÎÉ ÝÍÅÐÃÈÈ
Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ
Àêöèîíåðíàÿ êîìïàíèÿ «Inversiones Mosten, S.A.L»
Hotel ”MENGY”, Íàâåðà 38, Ñàíòà-Êðóç, Òåíåðèôå, 38620, Èñïàíèÿ
Òåë.: +3464684730; e-mail: aguagrpower@yahoo.com
Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, çàâåäóþùèé
íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì ñåêòîðîì, íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ëàáîðàòîðèåé,
çàìåñòèòåëü Ãåíåðàëüíîãî êîíñòðóêòîðà â íåñêîëüêèõ âåäóùèõ ÍÈÈ îáî-
ðîííîé ïðîìûøëåííîñòè ÑÑÑÐ (1967–1981 ãã.). Çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåé
ôèçèêè ìèêðî- è ìàêðîñâîéñòâ âåùåñòâ â îäíîì èç ÍÈÈ ïðèáîðîñòðîåíèÿ
ÑÑÑÐ, Ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð, Ïðåçèäåíò íåñêîëüêèõ ðîññèéñêèõ êîîïåðà-
òèâîâ, ÀÎ è ÎÎÎ ïî ðàçðàáîòêå è âíåäðåíèþ ðàçëè÷íûõ âûñîêîòåõíîëîãè÷-
íûõ «íîó-õàó» (1981–1993 ãã.). Ñ 1993 ã. âèöå-ïðåçèäåíò èñïàíñêîãî õîë-
äèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.». Ñ 2001 ã., ïàðàëëåëüíî ñ ðàáîòîé â
«Inversiones Mosten, S.A.L.», ïðåçèäåíò è âëàäåëåö èñïàíñêîé êîìïàíèè
«Inversiones Aquamash, S.L.».
Îáðàçîâàíèå: ÌÀÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Äâèãàòåëè ëåòàòåëüíûõ àïïàðàòîâ».
Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, ãèäðîãàçî-
äèíàìèêà, àýðîäèíàìèêà, ýëåêòðîíèêà.
Ïóáëèêàöèè: 68 íàó÷íûõ ðàáîò, 26 èçîáðåòåíèé.
Ìàðóõèí
Âÿ÷åñëàâ Âàëåíòèíîâè÷
Èâàíîâ
Âàëåíòèí Èâàíîâè÷
Êóòüåíêîâ
Âàëåíòèí Àëåêñàíäðîâè÷
Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, âåäóùèé
èíæåíåð, çàìåñòèòåëü çàâåäóþùåãî íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ëàáîðàòîðè-
åé îäíîãî èç âåäóùèõ ÍÈÈ àâèàöèîííîé ïðîìûøëåííîñòè ÑÑÑÐ (1973–
1990 ãã.). Äèðåêòîð ðîññèéñêîé íàó÷íî-ïðîèçâîäñòâåííîé êîìïàíèè ïî ðàç-
ðàáîòêå è èçãîòîâëåíèþ àâèàöèîííîãî è ìîðñêîãî îáîðóäîâàíèÿ íîâîãî
ïîêîëåíèÿ (1990–1994 ãã.). Òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð ïðåäñòàâèòåëüñòâà â Ìîñ-
êâå ôðàíöóçñêîé êîìïàíèè «Personal Industry SL» (ðàçðàáîòêà è ñîçäàíèå
ýíåðãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ) (1994–1999 ãã.). Ñ 1999 ã. ñòàðøèé ìåíåä-
æåð, ðóêîâîäèòåëü ïðîåêòîâ ïî àëüòåðíàòèâíîé ýíåðãåòèêå èñïàíñêîãî õîë-
äèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.».
Îáðàçîâàíèå: ÌÈÔÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Ìàòåðèàëû è èçäåëèÿ äëÿ ýíåð-
ãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ».
Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, òóðáîàãðåãà-
òû, ýíåðãåòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå.
Ïóáëèêàöèè: 23 íàó÷íûõ ðàáîò, 15 èçîáðåòåíèé.
Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, ñòàðøèé íà-
ó÷íûé ñîòðóäíèê, çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåé ïî ðàçðàáîòêå è âíåäðåíèþ
ýíåðãåòè÷åñêèõ îáúåêòîâ îäíîãî èç ÍÈÈ «Ìèíýíåðãî» ÑÑÑÐ (1975–1986 ãã.).
Çàìåñòèòåëü äèðåêòîðà ïî íàóêå îäíîãî èç ÍÈÈ «Ìèíýíåðãî» ÑÑÑÐ (1986–
1989 ãã.). Èñïîëíèòåëüíûé äèðåêòîð, òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð, ïðåçèäåíò ðîñ-
ñèéñêîãî ÎÎÎ, ÇÀÎ ïî ðàçðàáîòêå, ïðîåêòèðîâàíèþ è ðåìîíòó ýíåðãåòè÷åñ-
êîãî îáîðóäîâàíèÿ (1989–1999 ãã.). Ñ 1999 ã. òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð, ãåíå-
ðàëüíûé äèðåêòîð ïî íîâûì òåõíîëîãèÿì èñïàíñêîãî õîëäèíãà «Inversiones
Mosten, S.A.L.».
Îáðàçîâàíèå: ÌÝÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Ãèäðàâëè÷åñêèå ìàøèíû è ñðåä-
ñòâà àâòîìàòèêè».
Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, ãèäðîýëåêò-
ðîñòàíöèè, ãèäðàâëè÷åñêèå íàñîñû, ãèäðîäèíàìèêà, ýëåêòðè÷åñêèå è òåï-
ëîâûå ìàøèíû.
Ïóáëèêàöèè: 39 íàó÷íûõ ðàáîò, 12 èçîáðåòåíèé.
Ä È Ñ Ê Ó Ñ Ñ È ß
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005
Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200540
©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA»
The new source of inexhaustible environmentally-pure and powerful energy. This new converter of
natural gravitational energy makes it possible, at negligible cost, to generate any commercial quantity
of ecological clean electricity without dependence on a weather and climate continuously many years.
The converter is capable of replacing heat & power and nuclear power station. This device has been
successfully tested and it is ready to introduction in industry.
 1775 ã. â îäíîì èç àíãëèéñêèõ æóðíàëîâ,
ïîÿâèëàñü ñòàòüÿ J. Whitehurst ñ îïèñàíèåì ïðè-
áîðà, èçîáðåòåííîãî è èçãîòîâëåííîãî èì â
1772 ã. Ïðèáîð ïîçâîëÿë îñóùåñòâëÿòü ïîäúåì
âîäû íà çíà÷èòåëüíóþ âûñîòó áåç èñïîëüçîâà-
íèÿ ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè âîäû è òàê íàçûâà-
åìîãî ÿâëåíèÿ «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà». Íî îí
íå ìîã òîãäà ðàáîòàòü ïîëíîñòüþ àâòîìàòè÷åñ-
êè. Äàííûé íåäîñòàòîê áûë óñòðàíåí â 1776 ã.
èçîáðåòàòåëåì âîçäóøíîãî øàðà ôðàíöóçîì
J. Montgolfier.  1797 ã. îí ïîëó÷èë ïàòåíò íà
óñòðîéñòâî. Â òîì æå 1797 ã. ïàòåíò íà òàêîå
æå óñòðîéñòâî ïîëó÷èë â Àíãëèè M. Bulton. Â
1809 ã. àíàëîãè÷íûé ïàòåíò ïîëó÷èëè â Àìåðè-
êå J. Cerneay è S. Hallet. À óæå â 1834 ã. àìåðè-
êàíåö H. Strawbridge çàïóñòèë ïðîìûøëåííûé
âàðèàíò ïîäîáíîãî ïðèáîðà â ìàññîâîå ïðîèç-
âîäñòâî. Îäíàêî ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî èìåííî èçîáðå-
òåíèå, ñäåëàííîå J. Montgolfier, è ÿâëÿåòñÿ óñò-
ðîéñòâîì, êîòîðîå çàòåì ïîëó÷èëî íàçâàíèå
«ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí».
Êàê ïðàâèëî, «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí»
(ðèñ. 1) ñîñòîèò èç ïèòàòåëüíîãî áàêà ñ âîäîé 1,
íàãíåòàòåëüíîé òðóáû 2, óäàðíîãî êëàïàíà 3,
íàãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà 4, âîçäóøíîãî êîëïà-
êà 5 è îòâîäÿùåé òðóáû 6.
Ðèñ. 1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà
1
2
4 3
5
6Âîäà
h
H
qH
qk
òàòåëüíîé òðóáû îò óäàðíîãî êëàïàíà 3 äî íà-
ãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà 4 äàâëåíèå âîäû ïî÷òè
ìãíîâåííî ïîäíèìàåòñÿ äî âåëè÷èíû, ñîîòâåò-
ñòâóþùåé íàïîðó îáúåìà âîäû íà âûñîòå H, â
ðåçóëüòàòå ÷åãî îòêðûâàåòñÿ íàãíåòàòåëüíûé
êëàïàí. Îäíàêî íà ïîâûøåíèå äàâëåíèÿ âîäà
çàòðà÷èâàåò òîëüêî ÷àñòü ñâîåé ñêîðîñòè. À ñ
îñòàâøåéñÿ ñêîðîñòüþ îíà ïîñòóïàåò â âîçäóø-
íûé êîëïàê 5. Âîçíèêøàÿ îò êëàïàíà 3 âîëíà
«ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» ïî òðóáå 2 äîñòèãàåò
áàêà 1 è, îòðàæàÿñü òàì îò íåâîçìóùåííîé âîäû,
íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ îïÿòü ê óäàðíîìó è íàãíå-
òàòåëüíîìó êëàïàíàì, òåðÿÿ ïðè ýòîì ñêîðîñòü.
Òàêèõ îòðàæåíèé âîëíû ïðîèñõîäèò íåñêîëüêî.
Çà âðåìÿ îòðàæåíèé âîëíû îñòàâøèéñÿ îáúåì
âîçäóõà â âîçäóøíîì êîëïàêå ñæèìàåòñÿ òàêæå
äî äàâëåíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî íàïîðó îáúåìà
âîäû íà âûñîòå H.  ñâîþ î÷åðåäü âîäà èç êîë-
ïàêà ïîä òåì æå äàâëåíèåì ïî îòâîäÿùåé òðóáå
6 ïîñòóïàåò íà âûñîòó H ê ïîòðåáèòåëþ. Áëàãî-
äàðÿ òàêèì îòðàæåíèÿì íà÷àëüíàÿ ñêîðîñòü âîäû
â ïèòàòåëüíîé òðóáå 2 ÷åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ
ïîëíîñòüþ çàòðà÷èâàåòñÿ íà ïîääåðæàíèå â òðó-
áå ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ. Ïîñëå ÷åãî äàâëåíèå
âîäû ïîä êëàïàíàìè ïàäàåò ÷óòü íèæå àòìîñ-
ôåðíîãî. Â ðåçóëüòàòå ïîâûøåííîå äàâëåíèå â
âîçäóøíîì êîëïàêå çàêðûâàåò íàãíåòàòåëüíûé
êëàïàí, à íèçêîå äàâëåíèå ïîä óäàðíûì êëàïà-
íîì è ìåõàíèçì îòêðûòèÿ (íàïðèìåð, ñæàòàÿ
ïðóæèíà) ïîçâîëÿåò óäàðíîìó êëàïàíó îòêðûòü-
ñÿ. Òàê âñÿ ñõåìà àâòîìàòè÷åñêè ïðèõîäèò â
èñõîäíîå ñîñòîÿíèå. È ïðîöåññ ïîâòîðÿåòñÿ. Â
èòîãå, ïðè îïðåäåëåííîé êóëüòóðå èçãîòîâëåíèÿ
äåòàëåé, âîäà ìîæåò ïîäíèìàòüñÿ íà ðàñ÷åòíóþ
âûñîòó H àâòîìàòè÷åñêè íåïðåðûâíî ìíîãî ëåò.
Äâèæóùèåñÿ ÷àñòè òàðàíà — äâà êëàïàíà, ïðî-
åêòèðóþòñÿ òàê, ÷òî ïîâûøåíèå äàâëåíèÿ â ïè-
òàòåëüíîé òðóáå çàêðûâàåò óäàðíûé è îòêðûâà-
åò íàïîðíûé êëàïàí, à ïîíèæåíèå äàâëåíèÿ äåé-
ñòâóåò â îáðàòíîì ïîðÿäêå. Ïðè ýòîì âåñü ñìûñë
ðàáîòû óñòðîéñòâà â òîì, ÷òî îíî ïîäíèìàåò
îáúåì âîäû qH íà âûñîòó H, èñïîëüçóÿ ýíåðãèþ
îáúåìà âîäû qh.
«Ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» êàê âîäîïîäúåìíîå
óñòðîéñòâî îáëàäàåò è î÷åíü ñóùåñòâåííûì íå-
äîñòàòêîì. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïîâûøåíèÿ äàâëå-
íèÿ âîäû òðåáóåòñÿ ñëèâ îïðåäåëåííîãî êîëè÷å-
ñòâà âîäû qk = q – qH. Ïðè ýòîì âîäà, âûëèâàþ-
ùàÿñÿ ÷åðåç óäàðíûé êëàïàí íàðóæó, äîëæíà
îáÿçàòåëüíî ìãíîâåííî îñâîáîæäàòü ìåñòî äëÿ
òàêîé æå íîâîé ïîðöèè âîäû, êîòîðàÿ áóäåò
èñòåêàòü â ïîñëåäóþùåì öèêëå. Åñëè âîäà íà
âûõîäå ñëèâíîãî îòâåðñòèÿ êàêèì-ëèáî îáðàçîì
áóäåò íàêàïëèâàòüñÿ, òî áóäåò ñîçäàâàòüñÿ íå-
Åãî ðàáîòà ïðîèñõîäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì:
âîäà èç ïèòàòåëüíîãî áàêà 1 ïîñòóïàåò ïî íà-
ãíåòàòåëüíîé òðóáå 2 ê îòêðûòîìó óäàðíîìó
êëàïàíó 3 è ïîä íàïîðîì îáúåìà âîäû íà âûñî-
òå h âûòåêàåò íàðóæó ñ âîçðàñòàþùåé ñêîðîñ-
òüþ. Ïðè íåêîòîðîé ñêîðîñòè âîäû äàâëåíèå íà
óäàðíûé êëàïàí ïðåâûøàåò ñèëó, óäåðæèâàþ-
ùóþ êëàïàí â îòêðûòîì ñîñòîÿíèè (íàïðèìåð,
ñèëó ïðóæèíû), çàêðûâàåò åãî è ïðåãðàæäàåò
âûõîä âîäå íàðóæó. Ïðîèñõîäèò ðåçêàÿ îñòà-
íîâêà äâèæóùåéñÿ âîäû è, òàê íàçûâàåìûé,
«ãèäðàâëè÷åñêèé óäàð».  ïðîñòðàíñòâå íàãíå-
Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 25.10.2005. The article has entered in publishing office 25.10.2005.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005
Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 41
©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA»
ïðåîäîëèìîå ñîïðîòèâëåíèå äëÿ âûõîäà âîäû, â
ðåçóëüòàòå ÷åãî ðàçãîí âîäû â íàãíåòàòåëüíîé òðóáå
íàðóøèòñÿ è ìîæåò ïðåêðàòèòüñÿ.
Ýòî íå ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü äàííîå óñò-
ðîéñòâî íà ðàâíèííîé òåððèòîðèè ñ îòêðûòûìè
âîäîåìàìè è íà ðåêàõ áåç áîëüøîãî óêëîíà ïî-
âåðõíîñòè çåìëè èëè áåç ïëîòèí. Íåñìîòðÿ íà
ýòî, ñâîåé îðèãèíàëüíîñòüþ è ïðîñòîòîé ðàáîòû
«ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» íåêîòîðîå âðåìÿ ñèëü-
íî ïðèâëåêàë ó÷åíûõ-òåîðåòèêîâ è ïðàêòèêîâ.
 òå÷åíèå XIX ñòîëåòèÿ áûëî âûïîëíåíî ìíîãî
òåîðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé «ãèäðàâëè÷åñêîãî
òàðàíà», íî äî êîíöà 1900 ã. âñå îíè óïèðàëèñü
â îòñóòñòâèå òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» â
òðóáàõ è ïîýòîìó íå äàâàëè ïðàâèëüíûõ ðåçóëü-
òàòîâ. Åùå â 1804 ã. Eitelvein (Ãåðìàíèÿ) ïî-
ñòàâèë áîëåå 1000 îïûòîâ è îïóáëèêîâàë ðÿä
ýìïèðè÷åñêèõ âûâîäîâ è ôîðìóë, áîëüøèíñòâî
êîòîðûõ, êàê âûÿñíèëîñü óæå òîãäà, áûëî íå
ïðèãîäíî äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ. Ïðàâèëüíàÿ òå-
îðèÿ áûëà äàíà âïåðâûå ðóññêèì ó÷åíûì
Í. Å. Æóêîâñêèì. Ñâîè òåîðåòè÷åñêèå âûâîäû
ïðîôåññîð Æóêîâñêèé ïðîâåðèë è ïîäòâåðäèë
ñïåöèàëüíûìè îïûòàìè â 1897–1898 ãã., è â
1898 ã. åãî òåîðèÿ áûëà îïóáëèêîâàíà â «Áþë-
ëåòåíÿõ Ïîëèòåõíè÷åñêîãî îáùåñòâà».
 1901 ã. èòàëüÿíñêèé èíæåíåð Alievi îïóá-
ëèêîâàë ïðàêòè÷åñêè òó æå òåîðèþ «ãèäðàâëè-
÷åñêîãî óäàðà», íî ïðèìåíèòåëüíî ê òðóáîïðî-
âîäàì ðàçëè÷íûõ ñèëîâûõ óñòàíîâîê. Îäíàêî
îïûòû, ïðîâåäåííûå ñàìèì Æóêîâñêèì è ïî-
çäíåå èññëåäîâàòåëÿìè â äðóãèõ ñòðàíàõ, ïîë-
íîñòüþ ïîäòâåðäèëè ïðàâèëüíîñòü îñíîâíûõ
ïîëîæåíèé èìåííî òåîðèè Æóêîâñêîãî. Íî è
îíà, ïîñëå åå ïóáëèêàöèè, òàê è íå ïîëó÷èëà
ïðàâèëüíîãî îñâåùåíèÿ. Èññëåäîâàòåëè è ýíòó-
çèàñòû «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà» èç ãîäà â ãîä
ïî-ïðåæíåìó ñòàâèëè ýêñïåðèìåíòû è íàõîäèëè
äëÿ ñâîèõ öåëåé ðàçíûå íå îáîáùåííûå ýìïèðè-
÷åñêèå ôîðìóëû.  Àìåðèêå, Àâñòðàëèè è â ðÿäå
äðóãèõ çàïàäíûõ ñòðàí «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí»
êàê óñòðîéñòâî, ñïîñîáíîå êà÷àòü âîäó íà âûñî-
òó, ïîëó÷èë ðàçâèòèå â ìåëèîðàöèè è äëÿ ðàç-
ëè÷íûõ áûòîâûõ íóæä ïîä íàçâàíèåì «ram-
pump». Â ýòèõ ñòðàíàõ è â íàñòîÿùåå âðåìÿ
ñóùåñòâóþò íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ìàëûõ êîìïà-
íèé, ñïåöèàëèçèðóþùèõñÿ íà ïðîèçâîäñòâå è
ïðîäàæå «ram-pump».  Èíòåðíåòå ÷åðåç ðàç-
ëè÷íûå ïîèñêîâûå ñèñòåìû ïðè ââîäå â íèõ ñëîâ
«ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» èëè «ram-pump» ìîæ-
íî íàéòè íå òîëüêî ýòè êîìïàíèè, íî è áîëü-
øîå êîëè÷åñòâî ïóáëèêàöèé íà ýòó òåìó. Ìíî-
ãèå èç ýòèõ êîìïàíèé ïðè èíñòàëëÿöèè ñâîèõ
«ram-pump» èñïîëüçóþò èñêëþ÷èòåëüíî ñîá-
ñòâåííûå ôîðìóëû.
 Ðîññèè ñðàçó çà îïóáëèêîâàíèåì òåîðèè
«ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» Æóêîâñêîãî ðàáîòû ïî
ñîçäàíèþ è ðàçâèòèþ òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî
òàðàíà» áûëè óñïåøíî ïðîäîëæåíû åãî ó÷åíè-
êàìè è ïîñëåäîâàòåëÿìè Á. Áóáåêèíûì, Á. Áàõ-
ìåòüåâûì, Ñ. ×èñòîïîëüñêèì.  ÷àñòíîñòè, íà
îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ ñïåöèàëüíûõ îïûòîâ íàä
«ãèäðàâëè÷åñêèì òàðàíîì», âûïîëíåííûõ Á.Áó-
áåêèíûì â 1903–1907 ãã., ïðîôåññîð Æóêîâñ-
êèé äàë ïðàâèëüíóþ ñõåìó ðàáîòû «òàðàíà» â
ïåðèîä íàãíåòàíèÿ, èçëîæèâ åå â äîêëàäå «Íî-
âàÿ òåîðèÿ ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà» â Ìàòåìà-
òè÷åñêîì îáùåñòâå 18 ñåíòÿáðÿ 1907 ã.  äàëü-
íåéøåì ïðîôåññîð Á. Áàõìåòüåâ íà îñíîâàíèè òîé
æå òåîðèè Æóêîâñêîãî è îïûòîâ Áóáåêèíà â ñâî-
åé ðàáîòå «Ââåäåíèå â èçó÷åíèå íåóñòàíîâèâøå-
ãîñÿ äâèæåíèÿ æèäêîñòè» [1] äàë ïðàâèëüíóþ
îáðàáîòêó ïåðèîäà ðàçãîíà âîäû â èññëåäîâàíè-
ÿõ Navler è Harza. Îäíàêî îêîí÷àòåëüíî îáúå-
äèíåíèå òåîðèè è ïðàêòèêè ñäåëàë â 1930 ã. â
ñâîåé ðàáîòå «Ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» [2] ïðî-
ôåññîð Ñ. ×èñòîïîëüñêèé, ñîçäàâøèé ïåðâûé è
äî íàñòîÿùèõ äíåé åäèíñòâåííî èçâåñòíûé è
íàäåæíûé ìåòîä åãî òåîðåòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà. Ýòîò
ìåòîä ïîëíîñòüþ ïîäòâåðæäàëñÿ è ïîäòâåðæäà-
åòñÿ ðåçóëüòàòàìè ìíîãî÷èñëåííûõ èñïûòàíèé.
Ñ ïîÿâëåíèåì è ðàçâèòèåì â äàëüíåéøåì òàêîé
íàóêè êàê ãèäðîãàçîäèíàìèêà ñ öåëüþ îáúÿñíå-
íèÿ ïðîèñõîäÿùèõ ïðîöåññîâ è íàõîæäåíèÿ îï-
òèìàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê ïðåäïðèíèìàëèñü
ìíîãî÷èñëåííûå ïîïûòêè òî÷íîãî ðåøåíèÿ ñó-
ùåñòâóþùèõ îñíîâíûõ ãèäðîäèíàìè÷åñêèõ óðàâ-
íåíèé. Íî òàêîå ðåøåíèå äëÿ íåóñòàíîâèâøåãî-
ñÿ èëè, êàê ïðèíÿòî ãîâîðèòü, íåñòàöèîíàðíîãî
ïîòîêà, êàêèì ÿâëÿåòñÿ ïðîöåññ òå÷åíèÿ âîäû â
«ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», âîçìîæíî òîëüêî ÷èñ-
ëåííûìè ìåòîäàìè, êîòîðûå òðåáóþò çíàíèÿ
î÷åíü ìíîãèõ çàðàíåå íåèçâåñòíûõ èñõîäíûõ
äàííûõ. Ïîýòîìó òàêèå ïîïûòêè íå èìåëè óñïå-
õà. Ýòî ïîäòâåðæäàåòñÿ òåì, ÷òî â ðàçíûå ãîäû
áûëî ïîëó÷åíî ìíîæåñòâî ðàçëè÷íûõ ïàòåíòîâ
íà ìîäåðíèçàöèþ ýòîãî óñòðîéñòâà, êîòîðûå
íèêàê íå êàñàëèñü èçìåíåíèÿ èëè ñîâåðøåíñòâî-
âàíèÿ ñàìîãî ïðèíöèïà åãî ðàáîòû. Îäíàêî è
òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà», ïðè åå âíè-
ìàòåëüíîì ðàññìîòðåíèè, âïîëíå äîñòàòî÷íî,
÷òîáû ïîíÿòü, êàêèå ôàêòîðû è êàêèå ïàðàìåò-
ðû âëèÿþò íà ðàáîòó «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà»,
à òàêæå äëÿ òîãî, ÷òîáû ñäåëàòü âñåñòîðîííèé
àíàëèç. Èìåííî ýòà òåîðèÿ, ìíîãîêðàòíî ïîä-
òâåðæäåííàÿ íà ïðàêòèêå, è ñóùåñòâåííî äîïîë-
íåííàÿ àâòîðàìè äàííîé ñòàòüè, ëåæèò â îñíîâå
äîêàçàòåëüñòâà ñóùåñòâîâàíèÿ èíîé ãèäðîäèíà-
ìè÷åñêîé ñõåìû ðàçãîíà âîäû, ò. å. äîêàçàòåëü-
ñòâà ñóùåñòâîâàíèÿ èíîãî âîäîïîäúåìíîãî óñò-
ðîéñòâà, ó êîòîðîãî âîîáùå ìîæåò îòñóòñòâî-
âàòü ñëèâ âîäû.
Ïðåäñòàâèì ñåáå, ÷òî òðóáà, ïðèñîåäèíåí-
íàÿ ê îñíîâàíèþ ïèòàòåëüíîãî ðåçåðâóàðà 1
(ðèñ. 2), èìååò ó÷àñòîê 2 è 6 ñ îäíîé ñòîðîíû
çàêðûòûé íàãëóõî, à ñ äðóãîé èìåþùèé ñäåð-
æèâàþùóþ âîäó òîíêîñòåííóþ ìåìáðàíó. Ïðè
îïðåäåëåííîì ðàñ÷åòíîì äàâëåíèè âîäû ìåìáðà-
íà ïðîðûâàåòñÿ, è èç ðåçåðâóàðà óñòðåìëÿåòñÿ
ïîòîê âîäû ñ óâåëè÷èâàþùåéñÿ ñêîðîñòüþ. Åñëè
â òðóáå îòñóòñòâóåò âîçäóõ èëè êàêèì-ëèáî ñïî-
Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ
Íîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005
Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200542
©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA»
Ðèñ. 2. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî âîäîïîäúåìíîãî
óñòðîéñòâà
1
2
4
3
5
6
Âîäà
h
H
qH
7
ñîáîì îí âîäîé ñâîáîäíî âûòåñíÿåòñÿ, òî ïðè
äîñòèæåíèè ïîòîêîì ãëóõîãî êîíöà ó÷àñòêà 6
òðóáû, ëèáî ó÷àñòêà ñóùåñòâåííîãî ñóæåíèÿ â
êîíöå òðóáû, âîçíèêíåò òîæå ÿâëåíèå «ãèäðàâ-
ëè÷åñêîãî óäàðà».
Ïðè íàëè÷èè, òàê æå, êàê è â «ãèäðàâëè-
÷åñêîì òàðàíå», ó äíà òðóáû îòêðûâàþùåãîñÿ
ïðè îïðåäåëåííîì äàâëåíèè íàãíåòàòåëüíîãî
êëàïàíà 5, ïðîöåññ «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà»
íà÷íåò îáåñïå÷èâàòü òó æå íàêà÷êó. «Óäàðíàÿ
âîëíà» ñ çîíîé ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ ïîéäåò
íàâñòðå÷ó âîäÿíîìó ïîòîêó, îáåñïå÷èâàÿ äàâëå-
íèåì ïîñòóïëåíèå âîäû ÷åðåç íàãíåòàòåëüíûé
êëàïàí. Îòðàçèâøèñü îò íàõîäÿùåéñÿ â ðåçåð-
âóàðå âîäû, «óäàðíàÿ âîëíà» äâèíåòñÿ ê ó÷àñò-
êó 6 òðóáû. Ïðè äâèæåíèè «óäàðíîé âîëíû» â
ñòîðîíó íàãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà, òàê æå êàê è
â «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», â çîíå îò âõîäà òðó-
áû äî ôðîíòà «óäàðíîé âîëíû» áóäåò íàáëþ-
äàòüñÿ ïîíèæåíèå ñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ. Òà-
êîå äâèæåíèå ñ ïåðèîäè÷åñêèì óâåëè÷åíèåì è
ïîíèæåíèåì äàâëåíèÿ ìíîãîêðàòíî ïîâòîðèòñÿ
äî òåõ ïîð, ïîêà ñòîëá âîäû, íàõîäÿùèéñÿ â
òðóáå, íå èñ÷åðïàåò ñâîþ êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ.
Ïðè ýòîì çà îïðåäåëåííîå âðåìÿ â âîçäóø-
íûé êîëïàê 4 ïîñòóïèò îïðåäåëåííîå êîëè÷å-
ñòâî âîäû. Òàêîé æå ïðîöåññ áóäåò ïðîèñõîäèòü,
åñëè âìåñòî ìåìáðàíû íà âõîäå â ó÷àñòîê 6 óñ-
òàíîâèòü îòêðûâàþùèéñÿ êëàïàí 3 (ñì. ðèñ. 2).
Îäíàêî, åñëè ýòîò êëàïàí ñäåëàòü ïî êîíñòðóê-
öèè îáðàòíûì, ò. å. çàêðûâàþùèìñÿ ñî ñòîðîíû
ó÷àñòêà 6, òî ïðè ñîïðèêîñíîâåíèè ñ ñàìîé ïåð-
âîé «óäàðíîé âîëíîé», äâèãàþùåéñÿ íàâñòðå÷ó
ïîòîêó âîäû è ñîçäàþùåé çà ñîáîé çîíó ïîâû-
øåííîãî äàâëåíèÿ ïîä äåéñòâèåì ðàçíèöû äàâ-
ëåíèÿ, îí íà÷íåò çàêðûâàòüñÿ, ïåðåêðûâàÿ ïðî-
òåêàþùèé ÷åðåç íåãî âîäÿíîé ïîòîê. Èññëåäî-
âàíèå òàêîé ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû, ââåäåíèå
â òåîðèþ ðåàëüíîãî ìåõàíèçìà îòêðûòèÿ è çàê-
ðûòèÿ êëàïàíîâ ñ ó÷åòîì èõ èíåðöèîííîñòè ïî-
êàçûâàåò, ÷òî ïðè îïðåäåëåííîé êîíñòðóêöèè
êëàïàíà 3 è îïðåäåëåííûõ èñõîäíûõ ïàðàìåò-
ðàõ ïðîöåññ çàêðûòèÿ ìîæåò ïîéòè òàêèì îáðà-
çîì, ÷òî êëàïàí óñïååò íå òîëüêî çàêðûòüñÿ îò
ýòîé ïåðâîé âîëíû, íî è áóäåò îñòàâàòüñÿ â çàê-
ðûòîì ïîëîæåíèè, ïîêà äåéñòâóåò èçáûòî÷íîå
äàâëåíèå â ó÷àñòêå 6 ïîä íàãíåòàòåëüíûì êëà-
ïàíîì 5. Â èòîãå, ìîãóò ñîçäàòüñÿ óñëîâèÿ, êîã-
äà êëàïàí 3 íà íåêîòîðîå âðåìÿ ïîëíîñòüþ îò-
ñå÷åò âîäÿíîé ïîòîê. Ïðè ýòîì îòñå÷åííàÿ âîäà,
íàáðàâ îïðåäåëåííóþ ñêîðîñòü, îáÿçàíà ïðîäîë-
æèòü ñâîå äâèæåíèå â êîëïàê 4 óæå ïî èíåð-
öèè. Òàêèì îáðàçîì, ñèëà íàïîðà äëÿ çàêà÷êè
âîäû â êîëïàê ìîæåò áûòü çàìåíåíà ýêâèâàëåí-
òíîé ñèëîé èíåðöèè. Îäíàêî, â îòëè÷èå îò «ãèä-
ðàâëè÷åñêîãî òàðàíà», êàæäàÿ ïîðöèÿ âîäû, çà-
êà÷åííàÿ â êîëïàê, ïîñêîëüêó êëàïàí 3 çàê-
ðûò, äîëæíà âûçûâàòü íåâîñïîëíèìûå ïîòåðè
ìàññû âñåãî ñòîëáà âîäû. Âñëåäñòâèå ýòîãî, íà
ó÷àñòêå 6 ñî ñòîðîíû çàêðûòîãî êëàïàíà 3 óæå
ñ ìîìåíòà íà÷àëà äâèæåíèÿ ïåðâîé îòðàæåííîé
îò íåãî «óäàðíîé âîëíû» äîëæíà ïîÿâèòüñÿ çîíà
ðàçðÿæåíèÿ ñ äàâëåíèåì áëèçêèì ê íóëþ, â êî-
òîðîé ìîæåò íàõîäèòüñÿ òîëüêî íåêîòîðàÿ ìà-
ëàÿ ÷àñòü ðàñòâîðåííûõ â âîäå ãàçîâ. Ïðè ýòîì
åå äëèíà âî âðåìÿ çàêà÷êè áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ.
È â ïðîöåññå çàêà÷êè âîäû â êîëïàê ïîñëå çàê-
ðûòèÿ êëàïàíà 3 âñå ïîñëåäóþùèå îòðàæåíèÿ
«óäàðíîé âîëíû», ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ â íàïðàâ-
ëåíèè êëàïàíà 3, áóäóò ïðîèñõîäèòü èìåííî îò
ãðàíèöû ýòîé óâåëè÷èâàþùåéñÿ ïî äëèíå çîíû
«îòðûâà». Ïðè ýòîì êàæäàÿ ïîðöèÿ çàêà÷èâàå-
ìîé âîäû èç-çà óìåíüøåíèÿ ïðîäîëæèòåëüíîñ-
òè äåéñòâèÿ äàâëåíèÿ ïîä íàãíåòàòåëüíûì êëà-
ïàíîì 5 èç-çà óìåíüøåíèÿ âðåìåíè äåéñòâèÿ
«óäàðíîé âîëíû» òàêæå áóäåò óìåíüøàòüñÿ.
 ðåçóëüòàòå çàêà÷êè âîäû â êîëïàê 4, êàê
è â «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», ðàçíîñòü íà÷àëü-
íîé è êîíå÷íîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ïåðåéäåò
â ïîòåíöèàëüíóþ ýíåðãèþ ïîñòóïèâøåé â êîë-
ïàê âîäû, èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â êîëïàêå äîëæ-
íî çàêðûòü íàãíåòàòåëüíûé êëàïàí, à ïî÷òè ïîë-
íîå îòñóòñòâèå äàâëåíèÿ íà ó÷àñòêå 6 ïðè ðàçðó-
øåíèè ñòîëáà âîäû, åñëè òàêîâîé åùå â òðóáå
îñòàíåòñÿ, äîëæíî îòêðûòü êëàïàí 3, íàõîäÿ-
ùèéñÿ ïîä ñòàòè÷åñêèì íàïîðîì âîäû ñî ñòîðî-
íû òðóáû 2. ×åðåç îòêðûâàþùèéñÿ êëàïàí 3 íà
ó÷àñòêå 6 îïÿòü íà÷íåò ïîñòóïàòü âîäà, îáúåì
êîòîðîé çà âðåìÿ ïîñòóïëåíèÿ áóäåò ðàâíÿòüñÿ
îáúåìó çîíû «íóëåâîãî» äàâëåíèÿ èëè, êàê ïðè-
íÿòî ãîâîðèòü â ãèäðîãàçîäèíàìèêå, çîíû «îò-
ðûâà». Ïðè ýòîì ïàðàìåòðû âîäû â òðóáå ïðè
ñìåøåíèè áóäóò îïðåäåëÿòüñÿ ñîîòâåòñòâóþùè-
ìè çàêîíàìè ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè è èìïóëüñà.
 ðåçóëüòàòå ìàòåìàòè÷åñêîãî îïèñàíèÿ ýòîé
ñõåìû, ó÷åòà ðàçëè÷íûõ îñîáåííîñòåé ìåõàíèç-
ìà çàêà÷êè, ìåõàíèçìà èçìåíåíèÿ äàâëåíèÿ â
êîëïàêå, ó÷åòà âñåõ âðåìåííûõ õàðàêòåðèñòèê,
ðàçëè÷íûõ ïîòåðü, îñîáåííîñòåé ãîðèçîíòàëüíîé
è âåðòèêàëüíîé ñõåìû âòåêàíèÿ âîäû, áûëà ðàç-
ðàáîòàíà äîñòàòî÷íî ïîëíàÿ òåîðèÿ òàêîé ãèä-
ðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû è ìåòîä ðàñ÷åòà ïàðàìåò-
ðîâ, íåîáõîäèìûé äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ. À â ðå-
çóëüòàòå êîíñòðóêòîðñêîãî ïîèñêà áûëà íàéäåíà
è òðåáóåìàÿ êîíñòðóêöèÿ êëàïàíà 3. Îäíàêî
Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005
Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 43
©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA»
èçãîòîâèòü òàêóþ êîíñòðóêöèþ äëÿ ïîëó÷åíèÿ
ðàñ÷åòíîãî ðåçóëüòàòà èç-çà îòñóòñòâèÿ â ïðî-
ìûøëåííîñòè íåîáõîäèìûõ ìàòåðèàëîâ è òåõ-
íîëîãèè èõ ïðîèçâîäñòâà ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæ-
íûì òîëüêî äëÿ h > 15 ì.
Ïîëó÷åííûå ìàòåìàòè÷åñêèå çàâèñèìîñòè
ïîêàçûâàþò, ÷òî â êîíöå çàêà÷êè îáúåì çîíû
«îòðûâà» ïîëó÷àåòñÿ âñåãäà ìåíüøå îáúåìà çà-
êà÷åííîé â êîëïàê âîäû.  èòîãå, ïðè îäèíàêî-
âûõ èñõîäíûõ ïàðàìåòðàõ îáùåå êîëè÷åñòâî çà-
êà÷åííîé â êîëïàê âîäû îêàæåòñÿ ìåíüøå, ÷åì
â «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå». Îäíàêî ìåíüøå ïî-
ëó÷àåòñÿ è âåñü ïåðèîä çàêà÷êè. Ïðè÷åì ïðè
ëþáûõ íà÷àëüíûõ ïàðàìåòðàõ âñåãäà ïîëó÷àåò-
ñÿ, ÷òî 2 > H/h > 1. Ïðè ýòîì ñóùåñòâóþò îïðå-
äåëåííûå êðèòåðèè íà÷àëüíûõ ïàðàìåòðîâ, êî-
òîðûå îïðåäåëÿþò óñëîâèÿ àâòîìàòè÷åñêîãî ïî-
âòîðåíèÿ ïðîöåññà. Îäíèì èç íåîáõîäèìûõ
óñëîâèé ÿâëÿåòñÿ òî÷íîå ñîîòâåòñòâèå ìàññ êëà-
ïàíà 3 è íàãíåòàþùåãî êëàïàíà 5 ïàðàìåòðàì
ïðîöåññà. Êðîìå òîãî, äîëæíû êîíñòðóêòèâíî
ïðåäóñìàòðèâàòüñÿ îïðåäåëåííûé ðàñ÷åòíûé
îáúåì â êîëïàêå äëÿ âîçäóøíîé ïîäóøêè è îï-
ðåäåëåííàÿ ïëîùàäü âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ îòâåð-
ñòèÿ èç êîëïàêà äëÿ îòâîäà âîäû.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ñ ýíåðãåòè÷åñêîé òî÷-
êè çðåíèÿ äàííàÿ ñõåìà ïîòðåáëÿåò áîëüøå ýíåð-
ãèè, ÷åì ñîçäàâàåìàÿ åþ ïîëåçíàÿ ýíåðãèÿ. Åñëè
ïðåäñòàâèòü ê.ï.ä. ýòîé ñõåìû â âèäå îáû÷íîé
ôîðìóëû Ðåíêèíà êàê îòíîøåíèå ïîòåíöèàëü-
íîé ýíåðãèè çàêà÷åííîé â êîëïàê âîäû ê ðàñïî-
ëàãàåìîé ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè âñåé âîäû, êî-
òîðàÿ ïîñòóïèëà íà ó÷àñòîê 6 äî çàêà÷êè, òî
ê.ï.ä. ïîëó÷àåòñÿ âñåãäà ìåíüøå 100 %.
Äàííóþ ãèäðîäèíàìè÷åñêóþ ñõåìó, ðàçóìååò-
ñÿ, âîçìîæíî èñïîëüçîâàòü â òåõ æå óñëîâèÿõ, â
êîòîðûõ ðàáîòàåò «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí». Íî ïðè
ýòîì áóäåò ïðîèãðûø ïî äàâëåíèþ. Íî åå ìîæíî
èñïîëüçîâàòü, êàê áûëî óêàçàíî âûøå, è íà ðàâ-
íèííûõ ðåêàõ, ãäå «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» íå
ðàáîòàåò. Ïðè ýòîì òåîðåòè÷åñêè íåò íèêàêèõ ïðå-
ïÿòñòâèé äëÿ ðàáîòû òàêîãî âîäîïîäúåìíîãî óñò-
ðîéñòâà áåç ïèòàòåëüíîãî áàêà 1. Äëÿ ýòîãî äîñ-
òàòî÷íî ïîãðóçèòü åãî â âîäó íà îïðåäåëåííóþ ãëó-
áèíó h, êàê ýòî ïîêàçàíî íà ðèñ. 3.
Ðèñ. 3. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî íàñîñà ìàëîãî
íàïîðà
Âîäà
h
H
qH
Âîäà
Óðîâåíü âîäû
 òàêîì èñïîëíåíèè ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿ â
èäåàëüíûé íàñîñ ìàëîãî íàïîðà, êîòîðûé ìîæ-
íî èñïîëüçîâàòü, íàïðèìåð, â îïðåñíèòåëÿõ ìîð-
ñêîé âîäû.
Îäíàêî íàèáîëüøèå ïåðñïåêòèâû îòêðûâà-
þòñÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè ýòîé ñõåìû â ñëó÷àå,
êîãäà îòâîäÿùàÿ òðóáà âîîáùå îòñóòñòâóåò èëè
êîãäà íà âûõîäå èç êîëïàêà íà ãëóáèíå èìååòñÿ
ìàëîé äëèíû òðóáà ñ ïðîõîäíûì ñå÷åíèåì ðàâ-
íûì ñå÷åíèþ âûõîäíîãî îòâåðñòèÿ êîëïàêà, êàê
ýòî ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 4.
Ðèñ. 4. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè
Âîäà
h
Âîäà
Óðîâåíü âîäû
hэ
VТ
È â òîì è äðóãîì ñëó÷àå, êàê ïîêàçûâàþò
ïîëó÷åííûå çàâèñèìîñòè, ïðè îïðåäåëåííîì îáúå-
ìå âîçäóøíîé ïîäóøêè â êîëïàêå è ïðè îïðåäå-
ëåííîì ïðîõîäíîì ñå÷åíèè âûõîäíîãî îòâåðñòèÿ
òåîðåòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü äàâëåíèÿ (íàïîðà) â
êîëïàêå îò âðåìåíè áóäåò âûãëÿäåòü òàê, êàê
ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ.5. Ïðè ýòîì âðåìÿ ïîäúåìà
äàâëåíèÿ tï è åãî ñïàäà tñ ìåíåå 0,1tH. Èìåííî â
òå÷åíèå âðåìåíè tîò < tH ïðîèñõîäèò îòêðûòèå
êëàïàíà 3, ðàçãîí âîäû è íàêîïëåíèå ýíåðãèè.
Ïî ýòîé çàâèñèìîñòè ñ ïîãðåøíîñòüþ ìåíåå 0,5 %
äàâëåíèå çà âðåìÿ tH ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííî.
P
t
h
H
tH tHtот
tп
tпtс
tс
0,99(H – h) 0,99(H – h)
Ðèñ. 5. Òåîðåòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü äàâëåíèÿ îò âðå-
ìåíè
Ýòî ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü ñðåäíþþ ñêîðîñòü
èñòå÷åíèÿ âîäû èç êîëïàêà â òå÷åíèå âðåìåíè
çàêà÷êè tH âåëè÷èíîé î÷åíü áëèçêîé ê íåêîòî-
ðîé ïðåäåëüíî âîçìîæíîé ñêîðîñòè. Òàêèì îá-
ðàçîì, íà âûõîäå èç íàñàäêà îäèí ðàç â òå÷å-
íèå âðåìåíè tH äîëæíà ïåðèîäè÷åñêè ôîðìè-
ðîâàòüñÿ ñòðóÿ âîäû ñ îïðåäåëåííûì ðàñõîäîì
è îïðåäåëåííîé ñêîðîñòüþ VT. Ïðè ýòîì ñðåä-
íèé ðàñõîä âîäû çà âðåìÿ tH ìîæåò çíà÷èòåëü-
íî ïðåâûøàòü çíà÷åíèå, êîòîðîå ïîëó÷àåòñÿ â
Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ
Íîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005
Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200544
©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA»
«ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå». Òàêàÿ ñòðóÿ âîäû,
ïîñêîëüêó êëàïàí 3 çàêðûò, ñîãëàñíî çàêîíó
ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà ñèñòåìû, îáÿçàíà ñîçäà-
âàòü ðåàêòèâíóþ ñèëó.
Òàêèì îáðàçîì, äàííàÿ ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿ
â ïóëüñèðóþùèé ãèäðîðåàêòèâíûé äâèãàòåëü.
Ïðè ýòîì åãî ýôôåêòèâíîñòü, êàê è äëÿ ëþ-
áîé ïóëüñèðóþùåé ñèñòåìû, ïðè îòñóòñòâèè
ñèëû çà âðåìÿ tîò, áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ñóììàð-
íûì ïî âðåìåíè èìïóëüñîì ñèëû. Ýòî ýêâèâà-
ëåíòíî ïîñòîÿííîìó ïî âðåìåíè äåéñòâèþ íåêî-
òîðîé íåñêîëüêî ìåíüøåé ñðåäíåé ðåçóëüòèðóþ-
ùåé ðåàêòèâíîé ñèëû RTñð
. Êðîìå òîãî, ñàìà ïî
ñåáå òàêàÿ ñòðóÿ âîäû â òå÷åíèå âðåìåíè tH ñïî-
ñîáíà ïðîèçâîäèòü îïðåäåëåííóþ ðàáîòó, ÷òî
ïîçâîëÿåò íà âûõîäå èç êîëïàêà óñòàíîâèòü ðå-
àêòèâíóþ ãèäðîòóðáèíó ñ ïîñëåäîâàòåëüíî ñî-
åäèíåííûì ýëåêòðîãåíåðàòîðîì.
Òàêèì îáðàçîì, äàííàÿ ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿ
â èñòî÷íèê ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà.
Åñòåñòâåííî, ÷òî ýëåêòðîãåíåðàòîð ïðè ýòîì
äîëæåí ëèáî íàõîäèòüñÿ â ãåðìåòè÷åñêîì êîí-
òåéíåðå, ëèáî íà ïîâåðõíîñòè âîäû, èìåÿ ñîåäè-
íåíèå ñ ãèäðîòóðáèíîé ïîñðåäñòâîì âðàùàþùå-
ãîñÿ âàëà. Ïîñêîëüêó ñðàâíèòåëüíî ìàëûé ïå-
ðèîä âðåìåíè tîò áóäåò âëèÿòü òîëüêî íà âðåìÿ
íàáîðà çàäàííîé óãëîâîé ñêîðîñòè ãèäðîòóðáè-
íû è ýëåêòðîãåíåðàòîðà, òî ïîëó÷àåìàÿ ýëåêò-
ðè÷åñêàÿ ìîùíîñòü áóäåò, â îñíîâíîì, îïðåäå-
ëÿòüñÿ òîëüêî ê.ï.ä. ãèäðîýëåêòðîàãðåãàòà. Äëÿ
îöåíêè âîçìîæíîñòåé äàííîé ñõåìû íà ðèñ. 6
ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ñðåäíåé ðåàêòèâ-
íîé ñèëû è ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè îò ãëóáè-
íû ïîãðóæåíèÿ h ïðè îïðåäåëåííûõ êîíñòðóê-
òèâíûõ ðàçìåðàõ òðóáû 7 è êëàïàíà 3.
Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî íà ãëóáèíàõ 450–650 ì
èìååòñÿ îïðåäåëåííûé ìàêñèìóì, ïðè ýòîì â
äèàïàçîíå ãëóáèí 15–300 ì ðàñ÷åòíàÿ âåëè÷èíà
ê.ï.ä. äàííîé ñõåìû íå ïðåâûøàåò 69 %.
Òåîðåòè÷åñêè äàííàÿ ñõåìà ìîæåò îáåñïå-
÷èòü ëþáóþ ðåàêòèâíóþ òÿãó è ëþáóþ ýëåêòðè-
0 50 100 150 200 250 300
20
40
60
80
100
h, м
RTср
/S0,T/м2
à
h, м
á
NT/S0,МВт/м2
0 50 100 150 200 250 300
5
10
15
20
25
30
35
Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòü òÿãè (à) è ìîùíîñòè (á) îò ãëóáèíû
÷åñêóþ ìîùíîñòü. Äëÿ ýòîãî äîñòàòî÷íî ëèøü
ïðèìåíåíèå óñêîðèòåëüíîé è íàãíåòàòåëüíîé
òðóáû ñ òðåáóåìîé ïëîùàäüþ âõîäíîãî ñå÷åíèÿ.
Íàïðèìåð, ïðè ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷åíèÿ òðó-
áû ðàâíîé 3,6 ì2 íà ãëóáèíå 500 ì ðàñ÷åòíàÿ
òÿãà äâèãàòåëÿ ñîñòàâëÿåò ~380 ò.
Ðåàêòèâíàÿ ñèëà ïîäîáíîé âåëè÷èíû ìîæåò
áûòü èñïîëüçîâàíà äëÿ äâèæåíèÿ ïîäâîäíûõ
àïïàðàòîâ è èìåþùèõ îñàäêó áîëåå 15 ì íàä-
âîäíûõ ñóäîâ.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè äàííîé ñõåìû â ãåíåðè-
ðóþùåé ýíåðãåòèêå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì
ñîçäàòü åäèíè÷íûé ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü îï-
òèìàëüíîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè, à íà åãî
áàçå ñîáðàòü ëþáóþ ïî ìîùíîñòè ïîäâîäíóþ
ìîðñêóþ èëè áàññåéíîâóþ ÃÝÑ, ñîñòîÿùóþ èç
ïàêåòà òàêèõ ìîäóëåé.
Íà ðèñ. 7 ïðèâåäåí îäèí èç êîíñòðóêòèâíûõ
âàðèàíòîâ ãîðèçîíòàëüíîãî èñïîëíåíèÿ òàêîãî
ìîäóëÿ ñ ïðîåêòíîé âûõîäíîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîù-
íîñòüþ ~315 êÂò è åãî âîçìîæíûå ãàáàðèòû.
Ðèñ. 7. Ñõåìà ãîðèçîíòàëüíîãî ìîäóëÿ íà 315 êÂò
2,5 ì
1,5 ì
9,5 ì
À åãî ïàêåòíàÿ êîìïàíîâêà (1) â ñîñòàâå ïðè-
áðåæíîé ïîäâîäíîé ÃÝÑ ìîùíîñòüþ ~31,5 ìÂò,
ðàçìåùàåìîé íà ãëóáèíå ~16,5 ì, ïðèâåäåíà íà
ðèñ. 8. Âûâîäû ñèëîâûõ êàáåëåé (2) è àâòîìàòû
óïðàâëåíèÿ òîêîì (3) ìîæíî ðàñïîëîæèòü íå-
ïîñðåäñòâåííî íà ïîáåðåæüå.
Òàêîãî ðîäà ÃÝÑ òåîðåòè÷åñêè ñïîñîáíà îáåñ-
ïå÷èâàòü ìîùíîñòü ~150 ÌÂò íà ãëóáèíå ~50 ì
è ìîùíîñòü ~320 ÌÂò íà ãëóáèíå ~100 ì.
Ðèñ. 8. Ñõåìà ïîäâîäíîé ÃÝÑ
7,5 ì
16,5 ì
147,2 ì
36,8 ì
1
2
3
Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005
Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 45
©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA»
Íåñêîëüêî áîëüøåé ãëóáèíû ïðè òîé æå
ìîùíîñòè òðåáóåò ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü íà îñ-
íîâå òîé æå ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû, íî âåð-
òèêàëüíîãî ðàñïîëîæåíèÿ â âîäå, êàê ýòî ïîêà-
çàíî íà ðèñ. 9.
Òàêîé ìîäóëü, ñîñòîÿùèé èç âîäîïîäúåìíî-
ãî óñòðîéñòâà 6, ãèäðîòóðáèíû 5, ýëåêòðîãåíåðà-
òîðà 4 ñ êàáåëåì 2, òðåáóåò ìåíüøå ïëîùàäè
äëÿ ñâîåãî ðàçìåùåíèÿ è ìîæåò áûòü, íàïðèìåð,
ïðîñòî ïîäâåøåí â áàêå 1 ñ âîäîé íà òðîñå 3.
Ñàì áàê ñ âîäîé ìîæåò áûòü âûïîëíåí â âèäå
çàêðûòîé ñ äâóõ ñòîðîí öèëèíäðè÷åñêîé òðóáû,
óñòàíîâëåííîé â ïîäçåìíîì êîëîäöå. Âåðòèêàëü-
íîå ðàñïîëîæåíèå ìîäóëÿ óïðîùàåò åãî èñïîëü-
çîâàíèå òàì, ãäå íåò ãëóáîêîâîäíûõ ðåñóðñîâ, òàê
êàê ïîçâîëÿåò îáîéòèñü ìåíüøèì îáúåìîì âîäû.
Ðåçóëüòàòû òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ äàííîé
ñõåìû è ðàçðàáîòàííàÿ ìåòîäèêà åå ïðîåêòèðî-
âàíèÿ ïîäòâåðäèëèñü ýêñïåðèìåíòàëüíûìè èñ-
ñëåäîâàíèÿìè. Â 2003 ã. áûë ðàçðàáîòàí è èç-
ãîòîâëåí â Èñïàíèè ýêñïåðèìåíòàëüíûé ìàëî-
ãàáàðèòíûé ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü, ñîñòîÿùèé
èç ðàñ÷åòíîé ñõåìû ãîðèçîíòàëüíîãî èñïîëíå-
íèÿ, ãèäðîòóðáèíû è ýëåêòðè÷åñêîãî ãåíåðàòîðà
äëÿ èñïûòàíèé íà ãëóáèíå 50ì. Äàííûé ìî-
äóëü èìåë ðàñ÷åòíóþ âûõîäíóþ ýëåêòðè÷åñêóþ
ìîùíîñòü 97,4 êÂò ïðè ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷å-
íèÿ 0,0314 ì2.  êà÷åñòâå îñíîâíûõ äåòàëåé
(êîëïàêà, òðóá è ò. ä.), ñõåìû è ïðèáîðîâ êîíò-
ðîëÿ äàâëåíèÿ â êîëïàêå ÷àñòè÷íî èñïîëüçîâà-
ëè íàáîð ýëåìåíòîâ ñòàíäàðòíîãî îïðåñíèòåëÿ
ìîðñêîé âîäû.
Îáúåì êîëïàêà, ðàçìåð òðóá, àðìàòóðà êëà-
ïàíîâ áûëè âûáðàíû èç óñëîâèé èõ ñîâìåñòèìî-
ñòè ïðè ìèíèìàëüíûõ çàòðàòàõ íà äîðàáîòêó. Â
êà÷åñòâå ãèäðîòóðáèíû ïðèìåíÿëàñü ðåàêòèâíàÿ
ãèäðîòóðáèíà ãîëëàíäñêîé êîìïàíèè «Energi
Teknikk, A/S» ñïåöèàëüíî ìîäåðíèçèðîâàííàÿ íà
âõîäíîé íàïîð 33 ì (ðèñ. 10).  êà÷åñòâå ýëåêò-
ðîãåíåðàòîðà èñïîëüçîâàëñÿ ñèíõðîííûé ãåíåðà-
òîð ïåðåìåííîãî òîêà ñ íîìèíàëüíûì íàïðÿæå-
íèåì 6,0 ê ïðè íîìèíàëüíîé ìîùíîñòè 100 êÂò
ñ àâòîìàòè÷åñêîé ðåãóëèðîâêîé ÷àñòîòû è íàïðÿ-
æåíèÿ. Äëÿ íàãðóçêè ïðèìåíÿëè áàëëàñòíîå îìè-
Ðèñ. 9. Ñõåìà âåðòèêàëüíîãî ìîäóëÿ íà 500 êÂò
1
2
21 ì
3
4
5
6
∅∅∅∅∅ 3 ì
÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå îò ìîùíûõ âåòðîýëåêòðî-
ãåíåðàòîðîâ. Âñå äåòàëè ýíåðãåòè÷åñêîãî ìîäóëÿ,
àïïàðàòóðà ðåãèñòðàöèè äàâëåíèÿ â êîëïàêå, íå-
çàâèñèìûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ àïïàðàòóðû, ãèä-
ðîòóðáèíà è ýëåêòðîãåíåðàòîð áûëè ñìîíòèðîâà-
íû â ãåðìåòè÷åñêîì êîíòåéíåðå, èìåþùåì â ïå-
ðåäíåé ÷àñòè ôëàíöåâîå ñîåäèíåíèå äëÿ ñòûêîâêè
òðóá, à â âåðõíåé ÷àñòè — ëþê äëÿ âûõîäà îòðà-
áîòàííîé âîäû. Äëÿ äîñòóïà ê êëàïàíàì ïðè íå-
îáõîäèìîñòè èõ ðó÷íîé ðåãóëèðîâêè â êîíòåéíå-
ðå èìåëèñü äîïîëíèòåëüíûå ãåðìåòè÷åñêèå ëþêè.
Êîíñòðóêöèÿ êîíòåéíåðà îáåñïå÷èâàëà ñòûêîâêó
óñêîðèòåëüíûõ è íàãíåòàòåëüíûõ òðóá ëþáîé
äëèíû è, â ñëó÷àå íåîáõîäèìîñòè, áûñòðóþ èõ
çàìåíó (ðèñ. 11).
Ðèñ. 11. Êîíòåéíåð ñ ìîäóëü-ãåíåðàòîðîì
Ðèñ. 10. Ãèäðîýëåêòðîãåíåðàòîð
Èñïûòàíèÿ ïðîâîäèñü ïóòåì îïóñêàíèÿ äàí-
íîãî êîíòåéíåðà íà òðîñå ñ êîðàáëÿ íà çàäàí-
íóþ ãëóáèíó â Àòëàíòè÷åñêîì îêåàíå. Áûëè ïðî-
âåäåíû íåñêîëüêî ñåðèé èñïûòàíèé.  êà÷åñòâå
íåçàâèñèìûõ íàáëþäàòåëåé íà âñåõ èñïûòàíèÿõ
ïðèñóòñòâîâàëè ïðåäñòàâèòåëè òðåõ âåäóùèõ
êîìïàíèé Èñïàíèè, ñïåöèàëèçèðóþùèõñÿ â àëü-
òåðíàòèâíîé ýíåðãåòèêå.
Ïðè îïðåäåëåííîé ðó÷íîé êîððåêòèðîâêå âåñà
êëàïàíîâ áûë ïîëó÷åí óñòîé÷èâûé ñàìîïîääåð-
æèâàþùèéñÿ ðåæèì, à îáðàáîòêà îñöèëëîãðàì-
ìû èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ â êîëïàêå äàëà îñðåä-
íåííûå ðåçóëüòàòû, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 12.
Èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â êîëïàêå îêàçàëîñü ìåíü-
øå òåîðåòè÷åñêîãî íà 5,2 %, âðåìÿ íàãíåòàíèÿ —
ìåíüøå íà 4,3 %, à âðåìÿ ðàçãîíà äî âîññòàíîâ-
ëåíèÿ ïðîöåññà — áîëüøå íà 5,2 %. Ïðÿìîé
çàìåð âûðàáàòûâàåìîãî ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿ-
æåíèÿ ïîêàçàë çíà÷åíèå 5,8±0,35 êÂ, à òîêà —
15,96±0,46 À. Äèàãðàììà ïîëó÷àåìîãî ýëåêòðè-
÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ è òîêà íå íîñèëà ñòóïåí÷à-
Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ
Íîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005
Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200546
©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA»
H0, м
t
Ðèñ. 12. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèÿ äàâëåíèÿ: 1 — òåî-
ðèÿ; 2 — ýêñïåðèìåíò
0
33,26
1
2
tH = 0,068 c
tH = 0,071 c
tот= 0,041 c
tот= 0,039 c
tH = 0,068 c
tH = 0,071 c
31,53
òûé õàðàêòåð. Ýòî ñîîòâåòñòâîâàëî ïîëó÷åííîé
ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè ðàâíîé 92,73±8,25 êÂò,
÷òî ïî ñðåäíåìó çíà÷åíèþ ìåíüøå òåîðåòè÷åñêî-
ãî çíà÷åíèÿ âñåãî íà 4,8 %.
 èòîãå áûëî ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàíî,
÷òî ýòî óñòðîéñòâî ñïîñîáíî ïðîñòûì è äåøå-
âûì ñïîñîáîì âûðàáàòûâàòü ëþáîå êîëè÷åñòâî
ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýëåêòðîýíåðãèè è ïðè äîñ-
òàòî÷íî áîëüøîé ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷åíèÿ óñ-
êîðèòåëüíîé òðóáû ìîæåò ñîçäàòü ýëåêòðè÷åñ-
êóþ ìîùíîñòü, ñîèçìåðèìóþ ñ ìîùíîñòüþ, ïî-
ëó÷àåìîé îò òåïëîâûõ è àòîìíûõ ýëåêòðîñòàíöèé.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ øèðîêîå âíåäðåíèå ýòîãî
èçîáðåòåíèÿ â ýíåðãåòèêó â òåõíè÷åñêîì ïëàíå íå
ïðåäñòàâëÿåò îñîáûõ ïðîáëåì è çàâèñèò èñêëþ÷è-
òåëüíî îò âîçìîæíûõ èíâåñòèöèé. Äåòàëüíàÿ
ôèíàíñîâàÿ îöåíêà ïîêàçûâàåò, ÷òî â íàïðàâëå-
íèè ðàçðàáîòêè è ñîçäàíèÿ ïîäîáíûõ ýíåðãåòè-
÷åñêèõ ìîäóëåé äëÿ âîçìîæíûõ íà èõ áàçå ÃÝÑ
ìîùíîñòüþ áîëåå 100 ÌÂò íàèáîëåå öåëåñîîáðàç-
íî èñïîëüçîâàòü ñõåìó ñ âåðòèêàëüíûì ðàñïîëî-
æåíèåì ìîäóëÿ ïðè åäèíè÷íîé (îäíîãî ìîäóëÿ)
âûõîäíîé ìîùíîñòè ~500 êÂò. Ïàêåò òàêèõ ìî-
äóëåé ïîòðåáóåò ðåçåðâóàð ñ âîäîé ïëîùàäüþ íå
áîëåå 4,5 ì2/ìÂò è âûñîòîé ðàâíóþ 21 ì.
Îáùàÿ ìàññà òàêîãî ìîäóëÿ ïðè èñïîëüçî-
âàíèè ýëåêòðîãåíåðàòîðà «ÑÃ2-500-4ÓÇ» (Ðîñ-
ñèÿ) è ñïåöèàëüíî ñîçäàííîé äëÿ ýòèõ öåëåé
ðåàêòèâíîé ãèäðîòóðáèíû «PHY-500P» (Èñïà-
íèÿ) ìîæåò ñîñòàâëÿòü âñåãî 4850 êã. Åãî ñåáå-
ñòîèìîñòü â ñåðèéíîì èçãîòîâëåíèè ïî ñóùå-
ñòâóþùèì â íàñòîÿùåå âðåìÿ öåíàì íå ïðåâû-
ñèò 47,2 òûñ. €. Ñëåäîâàòåëüíî, óäåëüíàÿ
ñåáåñòîèìîñòü òàêîãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè ñîñòà-
âèò ~94,4 €/êÂò è áóäåò ìèíèìàëüíîé èç âñåõ
èçâåñòíûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè. Ïðè ýòîì îá-
ùèå çàòðàòû íà ñòðîèòåëüñòâî ïîäîáíûõ ÃÝÑ
íå ïðåâûñÿò 120 €/êÂò, à ñðîê îêóïàåìîñòè —
2 ãîäà ñ ìîìåíòà íà÷àëà ñòðîèòåëüñòâà.  ïîñ-
ëåîêóïàåìûé ïåðèîä ìîæíî ñíèçèòü òàðèôû íà
ýëåêòðîýíåðãèþ äî ñèìâîëè÷åñêè íèçêèõ ëèáî
ïðîäàâàòü ýëåêòðîýíåðãèþ ïî ðûíî÷íîé öåíå è
ïîëó÷àòü íå ìåíåå 15 % íà÷àëüíûõ çàòðàò åæå-
ìåñÿ÷íî.
 çàêëþ÷åíèè ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ðåçóëü-
òàòû òåîðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëå-
äîâàíèé ïîçâîëèëè àâòîðàì ýòîé ñòàòüè è ãðóï-
ïå ñïåöèàëèñòîâ, ó÷àñòâîâàâøèõ â ðàçðàáîòêå
ýòîãî èçîáðåòåíèÿ, ñäåëàòü íåñêîëüêî çàÿâîê íà
Åâðîïåéñêèå ïàòåíòû è ïîëó÷èòü íà íåãî â
2005 ã. Åâðàçèéñêèé ïàòåíò [3].
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Áàõìåòüåâ Á. À. Ââåäåíèå â èçó÷åíèå íå-
óñòàíîâèâøåãîñÿ äâèæåíèÿ æèäêîñòè // Áþëëå-
òåíü ïîëèòåõíè÷åñêîãî îáùåñòâà. 1915. Âûï. 1.
2. ×èñòîïîëüñêèé Ñ. Ä. Ãèäðàâëè÷åñêèé òà-
ðàí. Ì.: Ñåëüõîçãèç. 1930.
3. Ïàò. ¹ 005489. Åâðàçèéñêàÿ ïàòåíòíàÿ
îðãàíèçàöèÿ (ÅÀÏÂ). ÌÊÈ F04F7/02. Âîäîïîäú-
åìíîå óñòðîéñòâî / Ìàðóõèí Â. Â., Êóòüåí-
êîâ Â. À.//Áþëëåòåíü ÅÀÏÎ. 2005. ¹ 1.
Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé

More Related Content

What's hot (18)

507
507507
507
 
507
507507
507
 
H.el205 l10
H.el205 l10H.el205 l10
H.el205 l10
 
H.el205 l12
H.el205 l12H.el205 l12
H.el205 l12
 
H.el205 l8
H.el205 l8H.el205 l8
H.el205 l8
 
H.el205 l2
H.el205 l2H.el205 l2
H.el205 l2
 
Òðàíñôîðìàòîðûí îðóóëãûí á¿ä¿¿â÷
Òðàíñôîðìàòîðûí îðóóëãûí á¿ä¿¿â÷Òðàíñôîðìàòîðûí îðóóëãûí á¿ä¿¿â÷
Òðàíñôîðìàòîðûí îðóóëãûí á¿ä¿¿â÷
 
06
0606
06
 
article in Russkiy za rubezhom 2016
article in Russkiy za rubezhom 2016article in Russkiy za rubezhom 2016
article in Russkiy za rubezhom 2016
 
H.el308 l5
H.el308 l5H.el308 l5
H.el308 l5
 
Metabasi
MetabasiMetabasi
Metabasi
 
H.el205 l6
H.el205 l6H.el205 l6
H.el205 l6
 
Περιοδικό «Δύσκολος Δρόμος» τεύχος 4
Περιοδικό «Δύσκολος Δρόμος» τεύχος 4Περιοδικό «Δύσκολος Δρόμος» τεύχος 4
Περιοδικό «Δύσκολος Δρόμος» τεύχος 4
 
Import #58 Food and Wine Magazine
Import #58 Food and Wine MagazineImport #58 Food and Wine Magazine
Import #58 Food and Wine Magazine
 
H.el205 l7
H.el205 l7H.el205 l7
H.el205 l7
 
H.el205 l4
H.el205 l4H.el205 l4
H.el205 l4
 
H.el205 l5
H.el205 l5H.el205 l5
H.el205 l5
 
220306 kazakh law
220306 kazakh law220306 kazakh law
220306 kazakh law
 

More from Võ Hồng Quý

Гидротаран Марухина_Основные формулы
Гидротаран Марухина_Основные формулыГидротаран Марухина_Основные формулы
Гидротаран Марухина_Основные формулыVõ Hồng Quý
 
Xолодный ядерный синтез Ф.М. Канарев
Xолодный ядерный синтез Ф.М. КанаревXолодный ядерный синтез Ф.М. Канарев
Xолодный ядерный синтез Ф.М. КанаревVõ Hồng Quý
 
Điện phân plasma dung dịch nước
Điện phân plasma dung dịch nướcĐiện phân plasma dung dịch nước
Điện phân plasma dung dịch nướcVõ Hồng Quý
 
Những sai lầm trong Điện động lực học đương đại
Những sai lầm trong Điện động lực học đương đạiNhững sai lầm trong Điện động lực học đương đại
Những sai lầm trong Điện động lực học đương đạiVõ Hồng Quý
 
Máy phát điện tự quay
Máy phát điện tự quay Máy phát điện tự quay
Máy phát điện tự quay Võ Hồng Quý
 
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương II_Phillip Kanarev
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương II_Phillip KanarevCơ sở Hóa lý Vi mô_Chương II_Phillip Kanarev
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương II_Phillip KanarevVõ Hồng Quý
 
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương I_ Phillip Kanarev
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương I_ Phillip KanarevCơ sở Hóa lý Vi mô_Chương I_ Phillip Kanarev
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương I_ Phillip KanarevVõ Hồng Quý
 
Hướng dẫn chế tạo MEG
Hướng dẫn chế tạo MEGHướng dẫn chế tạo MEG
Hướng dẫn chế tạo MEGVõ Hồng Quý
 
Phép tính vector và tensor trong vật lý lý thuyết
Phép tính vector và tensor trong vật lý lý thuyếtPhép tính vector và tensor trong vật lý lý thuyết
Phép tính vector và tensor trong vật lý lý thuyếtVõ Hồng Quý
 
Successful search for ether drift in a modified michelson morley experiment u...
Successful search for ether drift in a modified michelson morley experiment u...Successful search for ether drift in a modified michelson morley experiment u...
Successful search for ether drift in a modified michelson morley experiment u...Võ Hồng Quý
 
Lý thuyết điện động lực học Tesla và năng lượng miễn phí
Lý thuyết điện động lực học Tesla và năng lượng miễn phíLý thuyết điện động lực học Tesla và năng lượng miễn phí
Lý thuyết điện động lực học Tesla và năng lượng miễn phíVõ Hồng Quý
 
Sóng điện từ Tesla
Sóng điện từ TeslaSóng điện từ Tesla
Sóng điện từ TeslaVõ Hồng Quý
 

More from Võ Hồng Quý (15)

Гидротаран Марухина_Основные формулы
Гидротаран Марухина_Основные формулыГидротаран Марухина_Основные формулы
Гидротаран Марухина_Основные формулы
 
Buck converter design
Buck converter designBuck converter design
Buck converter design
 
Hợp hạch lạnh
Hợp hạch lạnhHợp hạch lạnh
Hợp hạch lạnh
 
Xолодный ядерный синтез Ф.М. Канарев
Xолодный ядерный синтез Ф.М. КанаревXолодный ядерный синтез Ф.М. Канарев
Xолодный ядерный синтез Ф.М. Канарев
 
Điện phân plasma dung dịch nước
Điện phân plasma dung dịch nướcĐiện phân plasma dung dịch nước
Điện phân plasma dung dịch nước
 
Những sai lầm trong Điện động lực học đương đại
Những sai lầm trong Điện động lực học đương đạiNhững sai lầm trong Điện động lực học đương đại
Những sai lầm trong Điện động lực học đương đại
 
Máy phát điện tự quay
Máy phát điện tự quay Máy phát điện tự quay
Máy phát điện tự quay
 
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương II_Phillip Kanarev
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương II_Phillip KanarevCơ sở Hóa lý Vi mô_Chương II_Phillip Kanarev
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương II_Phillip Kanarev
 
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương I_ Phillip Kanarev
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương I_ Phillip KanarevCơ sở Hóa lý Vi mô_Chương I_ Phillip Kanarev
Cơ sở Hóa lý Vi mô_Chương I_ Phillip Kanarev
 
Hướng dẫn chế tạo MEG
Hướng dẫn chế tạo MEGHướng dẫn chế tạo MEG
Hướng dẫn chế tạo MEG
 
Phép tính vector và tensor trong vật lý lý thuyết
Phép tính vector và tensor trong vật lý lý thuyếtPhép tính vector và tensor trong vật lý lý thuyết
Phép tính vector và tensor trong vật lý lý thuyết
 
Successful search for ether drift in a modified michelson morley experiment u...
Successful search for ether drift in a modified michelson morley experiment u...Successful search for ether drift in a modified michelson morley experiment u...
Successful search for ether drift in a modified michelson morley experiment u...
 
Tesla True Wireless
Tesla True WirelessTesla True Wireless
Tesla True Wireless
 
Lý thuyết điện động lực học Tesla và năng lượng miễn phí
Lý thuyết điện động lực học Tesla và năng lượng miễn phíLý thuyết điện động lực học Tesla và năng lượng miễn phí
Lý thuyết điện động lực học Tesla và năng lượng miễn phí
 
Sóng điện từ Tesla
Sóng điện từ TeslaSóng điện từ Tesla
Sóng điện từ Tesla
 

Recently uploaded

RESOLUCION DEL SIMULACRO UNMSM 2023 ii 2.pptx
RESOLUCION DEL SIMULACRO UNMSM 2023 ii 2.pptxRESOLUCION DEL SIMULACRO UNMSM 2023 ii 2.pptx
RESOLUCION DEL SIMULACRO UNMSM 2023 ii 2.pptxscbastidasv
 
Saunanaine_Helen Moppel_JUHENDATUD SAUNATEENUSE JA LOODUSMATKA SÜNERGIA_strat...
Saunanaine_Helen Moppel_JUHENDATUD SAUNATEENUSE JA LOODUSMATKA SÜNERGIA_strat...Saunanaine_Helen Moppel_JUHENDATUD SAUNATEENUSE JA LOODUSMATKA SÜNERGIA_strat...
Saunanaine_Helen Moppel_JUHENDATUD SAUNATEENUSE JA LOODUSMATKA SÜNERGIA_strat...Eesti Loodusturism
 
ClimART Action | eTwinning Project
ClimART Action    |    eTwinning ProjectClimART Action    |    eTwinning Project
ClimART Action | eTwinning ProjectNuckles
 
Català Individual 3r - Víctor.pdf JOCS FLORALS
Català Individual 3r - Víctor.pdf JOCS FLORALSCatalà Individual 3r - Víctor.pdf JOCS FLORALS
Català Individual 3r - Víctor.pdf JOCS FLORALSErnest Lluch
 
محاضرات الاحصاء التطبيقي لطلاب علوم الرياضة.pdf
محاضرات الاحصاء التطبيقي لطلاب علوم الرياضة.pdfمحاضرات الاحصاء التطبيقي لطلاب علوم الرياضة.pdf
محاضرات الاحصاء التطبيقي لطلاب علوم الرياضة.pdfKhaled Elbattawy
 
Castellà parelles 2n - Abril i Irina.pdf
Castellà parelles 2n - Abril i Irina.pdfCastellà parelles 2n - Abril i Irina.pdf
Castellà parelles 2n - Abril i Irina.pdfErnest Lluch
 
Català parelles 3r - Emma i Ariadna (1).pdf
Català parelles 3r - Emma i Ariadna (1).pdfCatalà parelles 3r - Emma i Ariadna (1).pdf
Català parelles 3r - Emma i Ariadna (1).pdfErnest Lluch
 

Recently uploaded (8)

RESOLUCION DEL SIMULACRO UNMSM 2023 ii 2.pptx
RESOLUCION DEL SIMULACRO UNMSM 2023 ii 2.pptxRESOLUCION DEL SIMULACRO UNMSM 2023 ii 2.pptx
RESOLUCION DEL SIMULACRO UNMSM 2023 ii 2.pptx
 
Saunanaine_Helen Moppel_JUHENDATUD SAUNATEENUSE JA LOODUSMATKA SÜNERGIA_strat...
Saunanaine_Helen Moppel_JUHENDATUD SAUNATEENUSE JA LOODUSMATKA SÜNERGIA_strat...Saunanaine_Helen Moppel_JUHENDATUD SAUNATEENUSE JA LOODUSMATKA SÜNERGIA_strat...
Saunanaine_Helen Moppel_JUHENDATUD SAUNATEENUSE JA LOODUSMATKA SÜNERGIA_strat...
 
Díptic IFE (2) ifeifeifeife ife ife.pdf
Díptic IFE (2)  ifeifeifeife ife ife.pdfDíptic IFE (2)  ifeifeifeife ife ife.pdf
Díptic IFE (2) ifeifeifeife ife ife.pdf
 
ClimART Action | eTwinning Project
ClimART Action    |    eTwinning ProjectClimART Action    |    eTwinning Project
ClimART Action | eTwinning Project
 
Català Individual 3r - Víctor.pdf JOCS FLORALS
Català Individual 3r - Víctor.pdf JOCS FLORALSCatalà Individual 3r - Víctor.pdf JOCS FLORALS
Català Individual 3r - Víctor.pdf JOCS FLORALS
 
محاضرات الاحصاء التطبيقي لطلاب علوم الرياضة.pdf
محاضرات الاحصاء التطبيقي لطلاب علوم الرياضة.pdfمحاضرات الاحصاء التطبيقي لطلاب علوم الرياضة.pdf
محاضرات الاحصاء التطبيقي لطلاب علوم الرياضة.pdf
 
Castellà parelles 2n - Abril i Irina.pdf
Castellà parelles 2n - Abril i Irina.pdfCastellà parelles 2n - Abril i Irina.pdf
Castellà parelles 2n - Abril i Irina.pdf
 
Català parelles 3r - Emma i Ariadna (1).pdf
Català parelles 3r - Emma i Ariadna (1).pdfCatalà parelles 3r - Emma i Ariadna (1).pdf
Català parelles 3r - Emma i Ariadna (1).pdf
 

Гидротаран Марухина_Введение

  • 1. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 39 ©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA» TIDE ENERGY AND SEA TIDE ENERGY ÏÐÈËÈÂÍÀß ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ È ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ ÌÎÐÑÊÈÕ ÒÅ×ÅÍÈÉ ÍÎÂÎÅ ÂÎÄÎÏÎÄÚÅÌÍÎÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÎ, ÊÀÊ ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÝÊÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈ ×ÈÑÒÎÉ ÝÍÅÐÃÈÈ Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ Àêöèîíåðíàÿ êîìïàíèÿ «Inversiones Mosten, S.A.L» Hotel ”MENGY”, Íàâåðà 38, Ñàíòà-Êðóç, Òåíåðèôå, 38620, Èñïàíèÿ Òåë.: +3464684730; e-mail: aguagrpower@yahoo.com Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, çàâåäóþùèé íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì ñåêòîðîì, íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ëàáîðàòîðèåé, çàìåñòèòåëü Ãåíåðàëüíîãî êîíñòðóêòîðà â íåñêîëüêèõ âåäóùèõ ÍÈÈ îáî- ðîííîé ïðîìûøëåííîñòè ÑÑÑÐ (1967–1981 ãã.). Çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåé ôèçèêè ìèêðî- è ìàêðîñâîéñòâ âåùåñòâ â îäíîì èç ÍÈÈ ïðèáîðîñòðîåíèÿ ÑÑÑÐ, Ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð, Ïðåçèäåíò íåñêîëüêèõ ðîññèéñêèõ êîîïåðà- òèâîâ, ÀÎ è ÎÎÎ ïî ðàçðàáîòêå è âíåäðåíèþ ðàçëè÷íûõ âûñîêîòåõíîëîãè÷- íûõ «íîó-õàó» (1981–1993 ãã.). Ñ 1993 ã. âèöå-ïðåçèäåíò èñïàíñêîãî õîë- äèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.». Ñ 2001 ã., ïàðàëëåëüíî ñ ðàáîòîé â «Inversiones Mosten, S.A.L.», ïðåçèäåíò è âëàäåëåö èñïàíñêîé êîìïàíèè «Inversiones Aquamash, S.L.». Îáðàçîâàíèå: ÌÀÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Äâèãàòåëè ëåòàòåëüíûõ àïïàðàòîâ». Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, ãèäðîãàçî- äèíàìèêà, àýðîäèíàìèêà, ýëåêòðîíèêà. Ïóáëèêàöèè: 68 íàó÷íûõ ðàáîò, 26 èçîáðåòåíèé. Ìàðóõèí Âÿ÷åñëàâ Âàëåíòèíîâè÷ Èâàíîâ Âàëåíòèí Èâàíîâè÷ Êóòüåíêîâ Âàëåíòèí Àëåêñàíäðîâè÷ Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, âåäóùèé èíæåíåð, çàìåñòèòåëü çàâåäóþùåãî íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ëàáîðàòîðè- åé îäíîãî èç âåäóùèõ ÍÈÈ àâèàöèîííîé ïðîìûøëåííîñòè ÑÑÑÐ (1973– 1990 ãã.). Äèðåêòîð ðîññèéñêîé íàó÷íî-ïðîèçâîäñòâåííîé êîìïàíèè ïî ðàç- ðàáîòêå è èçãîòîâëåíèþ àâèàöèîííîãî è ìîðñêîãî îáîðóäîâàíèÿ íîâîãî ïîêîëåíèÿ (1990–1994 ãã.). Òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð ïðåäñòàâèòåëüñòâà â Ìîñ- êâå ôðàíöóçñêîé êîìïàíèè «Personal Industry SL» (ðàçðàáîòêà è ñîçäàíèå ýíåðãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ) (1994–1999 ãã.). Ñ 1999 ã. ñòàðøèé ìåíåä- æåð, ðóêîâîäèòåëü ïðîåêòîâ ïî àëüòåðíàòèâíîé ýíåðãåòèêå èñïàíñêîãî õîë- äèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.». Îáðàçîâàíèå: ÌÈÔÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Ìàòåðèàëû è èçäåëèÿ äëÿ ýíåð- ãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ». Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, òóðáîàãðåãà- òû, ýíåðãåòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå. Ïóáëèêàöèè: 23 íàó÷íûõ ðàáîò, 15 èçîáðåòåíèé. Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, ñòàðøèé íà- ó÷íûé ñîòðóäíèê, çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåé ïî ðàçðàáîòêå è âíåäðåíèþ ýíåðãåòè÷åñêèõ îáúåêòîâ îäíîãî èç ÍÈÈ «Ìèíýíåðãî» ÑÑÑÐ (1975–1986 ãã.). Çàìåñòèòåëü äèðåêòîðà ïî íàóêå îäíîãî èç ÍÈÈ «Ìèíýíåðãî» ÑÑÑÐ (1986– 1989 ãã.). Èñïîëíèòåëüíûé äèðåêòîð, òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð, ïðåçèäåíò ðîñ- ñèéñêîãî ÎÎÎ, ÇÀÎ ïî ðàçðàáîòêå, ïðîåêòèðîâàíèþ è ðåìîíòó ýíåðãåòè÷åñ- êîãî îáîðóäîâàíèÿ (1989–1999 ãã.). Ñ 1999 ã. òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð, ãåíå- ðàëüíûé äèðåêòîð ïî íîâûì òåõíîëîãèÿì èñïàíñêîãî õîëäèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.». Îáðàçîâàíèå: ÌÝÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Ãèäðàâëè÷åñêèå ìàøèíû è ñðåä- ñòâà àâòîìàòèêè». Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, ãèäðîýëåêò- ðîñòàíöèè, ãèäðàâëè÷åñêèå íàñîñû, ãèäðîäèíàìèêà, ýëåêòðè÷åñêèå è òåï- ëîâûå ìàøèíû. Ïóáëèêàöèè: 39 íàó÷íûõ ðàáîò, 12 èçîáðåòåíèé. Ä È Ñ Ê Ó Ñ Ñ È ß
  • 2. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200540 ©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA» The new source of inexhaustible environmentally-pure and powerful energy. This new converter of natural gravitational energy makes it possible, at negligible cost, to generate any commercial quantity of ecological clean electricity without dependence on a weather and climate continuously many years. The converter is capable of replacing heat & power and nuclear power station. This device has been successfully tested and it is ready to introduction in industry.  1775 ã. â îäíîì èç àíãëèéñêèõ æóðíàëîâ, ïîÿâèëàñü ñòàòüÿ J. Whitehurst ñ îïèñàíèåì ïðè- áîðà, èçîáðåòåííîãî è èçãîòîâëåííîãî èì â 1772 ã. Ïðèáîð ïîçâîëÿë îñóùåñòâëÿòü ïîäúåì âîäû íà çíà÷èòåëüíóþ âûñîòó áåç èñïîëüçîâà- íèÿ ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè âîäû è òàê íàçûâà- åìîãî ÿâëåíèÿ «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà». Íî îí íå ìîã òîãäà ðàáîòàòü ïîëíîñòüþ àâòîìàòè÷åñ- êè. Äàííûé íåäîñòàòîê áûë óñòðàíåí â 1776 ã. èçîáðåòàòåëåì âîçäóøíîãî øàðà ôðàíöóçîì J. Montgolfier.  1797 ã. îí ïîëó÷èë ïàòåíò íà óñòðîéñòâî.  òîì æå 1797 ã. ïàòåíò íà òàêîå æå óñòðîéñòâî ïîëó÷èë â Àíãëèè M. Bulton.  1809 ã. àíàëîãè÷íûé ïàòåíò ïîëó÷èëè â Àìåðè- êå J. Cerneay è S. Hallet. À óæå â 1834 ã. àìåðè- êàíåö H. Strawbridge çàïóñòèë ïðîìûøëåííûé âàðèàíò ïîäîáíîãî ïðèáîðà â ìàññîâîå ïðîèç- âîäñòâî. Îäíàêî ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî èìåííî èçîáðå- òåíèå, ñäåëàííîå J. Montgolfier, è ÿâëÿåòñÿ óñò- ðîéñòâîì, êîòîðîå çàòåì ïîëó÷èëî íàçâàíèå «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí». Êàê ïðàâèëî, «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» (ðèñ. 1) ñîñòîèò èç ïèòàòåëüíîãî áàêà ñ âîäîé 1, íàãíåòàòåëüíîé òðóáû 2, óäàðíîãî êëàïàíà 3, íàãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà 4, âîçäóøíîãî êîëïà- êà 5 è îòâîäÿùåé òðóáû 6. Ðèñ. 1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà 1 2 4 3 5 6Âîäà h H qH qk òàòåëüíîé òðóáû îò óäàðíîãî êëàïàíà 3 äî íà- ãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà 4 äàâëåíèå âîäû ïî÷òè ìãíîâåííî ïîäíèìàåòñÿ äî âåëè÷èíû, ñîîòâåò- ñòâóþùåé íàïîðó îáúåìà âîäû íà âûñîòå H, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îòêðûâàåòñÿ íàãíåòàòåëüíûé êëàïàí. Îäíàêî íà ïîâûøåíèå äàâëåíèÿ âîäà çàòðà÷èâàåò òîëüêî ÷àñòü ñâîåé ñêîðîñòè. À ñ îñòàâøåéñÿ ñêîðîñòüþ îíà ïîñòóïàåò â âîçäóø- íûé êîëïàê 5. Âîçíèêøàÿ îò êëàïàíà 3 âîëíà «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» ïî òðóáå 2 äîñòèãàåò áàêà 1 è, îòðàæàÿñü òàì îò íåâîçìóùåííîé âîäû, íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ îïÿòü ê óäàðíîìó è íàãíå- òàòåëüíîìó êëàïàíàì, òåðÿÿ ïðè ýòîì ñêîðîñòü. Òàêèõ îòðàæåíèé âîëíû ïðîèñõîäèò íåñêîëüêî. Çà âðåìÿ îòðàæåíèé âîëíû îñòàâøèéñÿ îáúåì âîçäóõà â âîçäóøíîì êîëïàêå ñæèìàåòñÿ òàêæå äî äàâëåíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî íàïîðó îáúåìà âîäû íà âûñîòå H.  ñâîþ î÷åðåäü âîäà èç êîë- ïàêà ïîä òåì æå äàâëåíèåì ïî îòâîäÿùåé òðóáå 6 ïîñòóïàåò íà âûñîòó H ê ïîòðåáèòåëþ. Áëàãî- äàðÿ òàêèì îòðàæåíèÿì íà÷àëüíàÿ ñêîðîñòü âîäû â ïèòàòåëüíîé òðóáå 2 ÷åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ ïîëíîñòüþ çàòðà÷èâàåòñÿ íà ïîääåðæàíèå â òðó- áå ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ. Ïîñëå ÷åãî äàâëåíèå âîäû ïîä êëàïàíàìè ïàäàåò ÷óòü íèæå àòìîñ- ôåðíîãî.  ðåçóëüòàòå ïîâûøåííîå äàâëåíèå â âîçäóøíîì êîëïàêå çàêðûâàåò íàãíåòàòåëüíûé êëàïàí, à íèçêîå äàâëåíèå ïîä óäàðíûì êëàïà- íîì è ìåõàíèçì îòêðûòèÿ (íàïðèìåð, ñæàòàÿ ïðóæèíà) ïîçâîëÿåò óäàðíîìó êëàïàíó îòêðûòü- ñÿ. Òàê âñÿ ñõåìà àâòîìàòè÷åñêè ïðèõîäèò â èñõîäíîå ñîñòîÿíèå. È ïðîöåññ ïîâòîðÿåòñÿ.  èòîãå, ïðè îïðåäåëåííîé êóëüòóðå èçãîòîâëåíèÿ äåòàëåé, âîäà ìîæåò ïîäíèìàòüñÿ íà ðàñ÷åòíóþ âûñîòó H àâòîìàòè÷åñêè íåïðåðûâíî ìíîãî ëåò. Äâèæóùèåñÿ ÷àñòè òàðàíà — äâà êëàïàíà, ïðî- åêòèðóþòñÿ òàê, ÷òî ïîâûøåíèå äàâëåíèÿ â ïè- òàòåëüíîé òðóáå çàêðûâàåò óäàðíûé è îòêðûâà- åò íàïîðíûé êëàïàí, à ïîíèæåíèå äàâëåíèÿ äåé- ñòâóåò â îáðàòíîì ïîðÿäêå. Ïðè ýòîì âåñü ñìûñë ðàáîòû óñòðîéñòâà â òîì, ÷òî îíî ïîäíèìàåò îáúåì âîäû qH íà âûñîòó H, èñïîëüçóÿ ýíåðãèþ îáúåìà âîäû qh. «Ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» êàê âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî îáëàäàåò è î÷åíü ñóùåñòâåííûì íå- äîñòàòêîì. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïîâûøåíèÿ äàâëå- íèÿ âîäû òðåáóåòñÿ ñëèâ îïðåäåëåííîãî êîëè÷å- ñòâà âîäû qk = q – qH. Ïðè ýòîì âîäà, âûëèâàþ- ùàÿñÿ ÷åðåç óäàðíûé êëàïàí íàðóæó, äîëæíà îáÿçàòåëüíî ìãíîâåííî îñâîáîæäàòü ìåñòî äëÿ òàêîé æå íîâîé ïîðöèè âîäû, êîòîðàÿ áóäåò èñòåêàòü â ïîñëåäóþùåì öèêëå. Åñëè âîäà íà âûõîäå ñëèâíîãî îòâåðñòèÿ êàêèì-ëèáî îáðàçîì áóäåò íàêàïëèâàòüñÿ, òî áóäåò ñîçäàâàòüñÿ íå- Åãî ðàáîòà ïðîèñõîäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì: âîäà èç ïèòàòåëüíîãî áàêà 1 ïîñòóïàåò ïî íà- ãíåòàòåëüíîé òðóáå 2 ê îòêðûòîìó óäàðíîìó êëàïàíó 3 è ïîä íàïîðîì îáúåìà âîäû íà âûñî- òå h âûòåêàåò íàðóæó ñ âîçðàñòàþùåé ñêîðîñ- òüþ. Ïðè íåêîòîðîé ñêîðîñòè âîäû äàâëåíèå íà óäàðíûé êëàïàí ïðåâûøàåò ñèëó, óäåðæèâàþ- ùóþ êëàïàí â îòêðûòîì ñîñòîÿíèè (íàïðèìåð, ñèëó ïðóæèíû), çàêðûâàåò åãî è ïðåãðàæäàåò âûõîä âîäå íàðóæó. Ïðîèñõîäèò ðåçêàÿ îñòà- íîâêà äâèæóùåéñÿ âîäû è, òàê íàçûâàåìûé, «ãèäðàâëè÷åñêèé óäàð».  ïðîñòðàíñòâå íàãíå- Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 25.10.2005. The article has entered in publishing office 25.10.2005.
  • 3. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 41 ©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA» ïðåîäîëèìîå ñîïðîòèâëåíèå äëÿ âûõîäà âîäû, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ðàçãîí âîäû â íàãíåòàòåëüíîé òðóáå íàðóøèòñÿ è ìîæåò ïðåêðàòèòüñÿ. Ýòî íå ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü äàííîå óñò- ðîéñòâî íà ðàâíèííîé òåððèòîðèè ñ îòêðûòûìè âîäîåìàìè è íà ðåêàõ áåç áîëüøîãî óêëîíà ïî- âåðõíîñòè çåìëè èëè áåç ïëîòèí. Íåñìîòðÿ íà ýòî, ñâîåé îðèãèíàëüíîñòüþ è ïðîñòîòîé ðàáîòû «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» íåêîòîðîå âðåìÿ ñèëü- íî ïðèâëåêàë ó÷åíûõ-òåîðåòèêîâ è ïðàêòèêîâ.  òå÷åíèå XIX ñòîëåòèÿ áûëî âûïîëíåíî ìíîãî òåîðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà», íî äî êîíöà 1900 ã. âñå îíè óïèðàëèñü â îòñóòñòâèå òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» â òðóáàõ è ïîýòîìó íå äàâàëè ïðàâèëüíûõ ðåçóëü- òàòîâ. Åùå â 1804 ã. Eitelvein (Ãåðìàíèÿ) ïî- ñòàâèë áîëåå 1000 îïûòîâ è îïóáëèêîâàë ðÿä ýìïèðè÷åñêèõ âûâîäîâ è ôîðìóë, áîëüøèíñòâî êîòîðûõ, êàê âûÿñíèëîñü óæå òîãäà, áûëî íå ïðèãîäíî äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ. Ïðàâèëüíàÿ òå- îðèÿ áûëà äàíà âïåðâûå ðóññêèì ó÷åíûì Í. Å. Æóêîâñêèì. Ñâîè òåîðåòè÷åñêèå âûâîäû ïðîôåññîð Æóêîâñêèé ïðîâåðèë è ïîäòâåðäèë ñïåöèàëüíûìè îïûòàìè â 1897–1898 ãã., è â 1898 ã. åãî òåîðèÿ áûëà îïóáëèêîâàíà â «Áþë- ëåòåíÿõ Ïîëèòåõíè÷åñêîãî îáùåñòâà».  1901 ã. èòàëüÿíñêèé èíæåíåð Alievi îïóá- ëèêîâàë ïðàêòè÷åñêè òó æå òåîðèþ «ãèäðàâëè- ÷åñêîãî óäàðà», íî ïðèìåíèòåëüíî ê òðóáîïðî- âîäàì ðàçëè÷íûõ ñèëîâûõ óñòàíîâîê. Îäíàêî îïûòû, ïðîâåäåííûå ñàìèì Æóêîâñêèì è ïî- çäíåå èññëåäîâàòåëÿìè â äðóãèõ ñòðàíàõ, ïîë- íîñòüþ ïîäòâåðäèëè ïðàâèëüíîñòü îñíîâíûõ ïîëîæåíèé èìåííî òåîðèè Æóêîâñêîãî. Íî è îíà, ïîñëå åå ïóáëèêàöèè, òàê è íå ïîëó÷èëà ïðàâèëüíîãî îñâåùåíèÿ. Èññëåäîâàòåëè è ýíòó- çèàñòû «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà» èç ãîäà â ãîä ïî-ïðåæíåìó ñòàâèëè ýêñïåðèìåíòû è íàõîäèëè äëÿ ñâîèõ öåëåé ðàçíûå íå îáîáùåííûå ýìïèðè- ÷åñêèå ôîðìóëû.  Àìåðèêå, Àâñòðàëèè è â ðÿäå äðóãèõ çàïàäíûõ ñòðàí «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» êàê óñòðîéñòâî, ñïîñîáíîå êà÷àòü âîäó íà âûñî- òó, ïîëó÷èë ðàçâèòèå â ìåëèîðàöèè è äëÿ ðàç- ëè÷íûõ áûòîâûõ íóæä ïîä íàçâàíèåì «ram- pump».  ýòèõ ñòðàíàõ è â íàñòîÿùåå âðåìÿ ñóùåñòâóþò íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ìàëûõ êîìïà- íèé, ñïåöèàëèçèðóþùèõñÿ íà ïðîèçâîäñòâå è ïðîäàæå «ram-pump».  Èíòåðíåòå ÷åðåç ðàç- ëè÷íûå ïîèñêîâûå ñèñòåìû ïðè ââîäå â íèõ ñëîâ «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» èëè «ram-pump» ìîæ- íî íàéòè íå òîëüêî ýòè êîìïàíèè, íî è áîëü- øîå êîëè÷åñòâî ïóáëèêàöèé íà ýòó òåìó. Ìíî- ãèå èç ýòèõ êîìïàíèé ïðè èíñòàëëÿöèè ñâîèõ «ram-pump» èñïîëüçóþò èñêëþ÷èòåëüíî ñîá- ñòâåííûå ôîðìóëû.  Ðîññèè ñðàçó çà îïóáëèêîâàíèåì òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» Æóêîâñêîãî ðàáîòû ïî ñîçäàíèþ è ðàçâèòèþ òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà» áûëè óñïåøíî ïðîäîëæåíû åãî ó÷åíè- êàìè è ïîñëåäîâàòåëÿìè Á. Áóáåêèíûì, Á. Áàõ- ìåòüåâûì, Ñ. ×èñòîïîëüñêèì.  ÷àñòíîñòè, íà îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ ñïåöèàëüíûõ îïûòîâ íàä «ãèäðàâëè÷åñêèì òàðàíîì», âûïîëíåííûõ Á.Áó- áåêèíûì â 1903–1907 ãã., ïðîôåññîð Æóêîâñ- êèé äàë ïðàâèëüíóþ ñõåìó ðàáîòû «òàðàíà» â ïåðèîä íàãíåòàíèÿ, èçëîæèâ åå â äîêëàäå «Íî- âàÿ òåîðèÿ ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà» â Ìàòåìà- òè÷åñêîì îáùåñòâå 18 ñåíòÿáðÿ 1907 ã.  äàëü- íåéøåì ïðîôåññîð Á. Áàõìåòüåâ íà îñíîâàíèè òîé æå òåîðèè Æóêîâñêîãî è îïûòîâ Áóáåêèíà â ñâî- åé ðàáîòå «Ââåäåíèå â èçó÷åíèå íåóñòàíîâèâøå- ãîñÿ äâèæåíèÿ æèäêîñòè» [1] äàë ïðàâèëüíóþ îáðàáîòêó ïåðèîäà ðàçãîíà âîäû â èññëåäîâàíè- ÿõ Navler è Harza. Îäíàêî îêîí÷àòåëüíî îáúå- äèíåíèå òåîðèè è ïðàêòèêè ñäåëàë â 1930 ã. â ñâîåé ðàáîòå «Ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» [2] ïðî- ôåññîð Ñ. ×èñòîïîëüñêèé, ñîçäàâøèé ïåðâûé è äî íàñòîÿùèõ äíåé åäèíñòâåííî èçâåñòíûé è íàäåæíûé ìåòîä åãî òåîðåòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà. Ýòîò ìåòîä ïîëíîñòüþ ïîäòâåðæäàëñÿ è ïîäòâåðæäà- åòñÿ ðåçóëüòàòàìè ìíîãî÷èñëåííûõ èñïûòàíèé. Ñ ïîÿâëåíèåì è ðàçâèòèåì â äàëüíåéøåì òàêîé íàóêè êàê ãèäðîãàçîäèíàìèêà ñ öåëüþ îáúÿñíå- íèÿ ïðîèñõîäÿùèõ ïðîöåññîâ è íàõîæäåíèÿ îï- òèìàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê ïðåäïðèíèìàëèñü ìíîãî÷èñëåííûå ïîïûòêè òî÷íîãî ðåøåíèÿ ñó- ùåñòâóþùèõ îñíîâíûõ ãèäðîäèíàìè÷åñêèõ óðàâ- íåíèé. Íî òàêîå ðåøåíèå äëÿ íåóñòàíîâèâøåãî- ñÿ èëè, êàê ïðèíÿòî ãîâîðèòü, íåñòàöèîíàðíîãî ïîòîêà, êàêèì ÿâëÿåòñÿ ïðîöåññ òå÷åíèÿ âîäû â «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», âîçìîæíî òîëüêî ÷èñ- ëåííûìè ìåòîäàìè, êîòîðûå òðåáóþò çíàíèÿ î÷åíü ìíîãèõ çàðàíåå íåèçâåñòíûõ èñõîäíûõ äàííûõ. Ïîýòîìó òàêèå ïîïûòêè íå èìåëè óñïå- õà. Ýòî ïîäòâåðæäàåòñÿ òåì, ÷òî â ðàçíûå ãîäû áûëî ïîëó÷åíî ìíîæåñòâî ðàçëè÷íûõ ïàòåíòîâ íà ìîäåðíèçàöèþ ýòîãî óñòðîéñòâà, êîòîðûå íèêàê íå êàñàëèñü èçìåíåíèÿ èëè ñîâåðøåíñòâî- âàíèÿ ñàìîãî ïðèíöèïà åãî ðàáîòû. Îäíàêî è òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà», ïðè åå âíè- ìàòåëüíîì ðàññìîòðåíèè, âïîëíå äîñòàòî÷íî, ÷òîáû ïîíÿòü, êàêèå ôàêòîðû è êàêèå ïàðàìåò- ðû âëèÿþò íà ðàáîòó «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà», à òàêæå äëÿ òîãî, ÷òîáû ñäåëàòü âñåñòîðîííèé àíàëèç. Èìåííî ýòà òåîðèÿ, ìíîãîêðàòíî ïîä- òâåðæäåííàÿ íà ïðàêòèêå, è ñóùåñòâåííî äîïîë- íåííàÿ àâòîðàìè äàííîé ñòàòüè, ëåæèò â îñíîâå äîêàçàòåëüñòâà ñóùåñòâîâàíèÿ èíîé ãèäðîäèíà- ìè÷åñêîé ñõåìû ðàçãîíà âîäû, ò. å. äîêàçàòåëü- ñòâà ñóùåñòâîâàíèÿ èíîãî âîäîïîäúåìíîãî óñò- ðîéñòâà, ó êîòîðîãî âîîáùå ìîæåò îòñóòñòâî- âàòü ñëèâ âîäû. Ïðåäñòàâèì ñåáå, ÷òî òðóáà, ïðèñîåäèíåí- íàÿ ê îñíîâàíèþ ïèòàòåëüíîãî ðåçåðâóàðà 1 (ðèñ. 2), èìååò ó÷àñòîê 2 è 6 ñ îäíîé ñòîðîíû çàêðûòûé íàãëóõî, à ñ äðóãîé èìåþùèé ñäåð- æèâàþùóþ âîäó òîíêîñòåííóþ ìåìáðàíó. Ïðè îïðåäåëåííîì ðàñ÷åòíîì äàâëåíèè âîäû ìåìáðà- íà ïðîðûâàåòñÿ, è èç ðåçåðâóàðà óñòðåìëÿåòñÿ ïîòîê âîäû ñ óâåëè÷èâàþùåéñÿ ñêîðîñòüþ. Åñëè â òðóáå îòñóòñòâóåò âîçäóõ èëè êàêèì-ëèáî ñïî- Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ Íîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè
  • 4. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200542 ©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA» Ðèñ. 2. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî âîäîïîäúåìíîãî óñòðîéñòâà 1 2 4 3 5 6 Âîäà h H qH 7 ñîáîì îí âîäîé ñâîáîäíî âûòåñíÿåòñÿ, òî ïðè äîñòèæåíèè ïîòîêîì ãëóõîãî êîíöà ó÷àñòêà 6 òðóáû, ëèáî ó÷àñòêà ñóùåñòâåííîãî ñóæåíèÿ â êîíöå òðóáû, âîçíèêíåò òîæå ÿâëåíèå «ãèäðàâ- ëè÷åñêîãî óäàðà». Ïðè íàëè÷èè, òàê æå, êàê è â «ãèäðàâëè- ÷åñêîì òàðàíå», ó äíà òðóáû îòêðûâàþùåãîñÿ ïðè îïðåäåëåííîì äàâëåíèè íàãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà 5, ïðîöåññ «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» íà÷íåò îáåñïå÷èâàòü òó æå íàêà÷êó. «Óäàðíàÿ âîëíà» ñ çîíîé ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ ïîéäåò íàâñòðå÷ó âîäÿíîìó ïîòîêó, îáåñïå÷èâàÿ äàâëå- íèåì ïîñòóïëåíèå âîäû ÷åðåç íàãíåòàòåëüíûé êëàïàí. Îòðàçèâøèñü îò íàõîäÿùåéñÿ â ðåçåð- âóàðå âîäû, «óäàðíàÿ âîëíà» äâèíåòñÿ ê ó÷àñò- êó 6 òðóáû. Ïðè äâèæåíèè «óäàðíîé âîëíû» â ñòîðîíó íàãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà, òàê æå êàê è â «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», â çîíå îò âõîäà òðó- áû äî ôðîíòà «óäàðíîé âîëíû» áóäåò íàáëþ- äàòüñÿ ïîíèæåíèå ñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ. Òà- êîå äâèæåíèå ñ ïåðèîäè÷åñêèì óâåëè÷åíèåì è ïîíèæåíèåì äàâëåíèÿ ìíîãîêðàòíî ïîâòîðèòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà ñòîëá âîäû, íàõîäÿùèéñÿ â òðóáå, íå èñ÷åðïàåò ñâîþ êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ. Ïðè ýòîì çà îïðåäåëåííîå âðåìÿ â âîçäóø- íûé êîëïàê 4 ïîñòóïèò îïðåäåëåííîå êîëè÷å- ñòâî âîäû. Òàêîé æå ïðîöåññ áóäåò ïðîèñõîäèòü, åñëè âìåñòî ìåìáðàíû íà âõîäå â ó÷àñòîê 6 óñ- òàíîâèòü îòêðûâàþùèéñÿ êëàïàí 3 (ñì. ðèñ. 2). Îäíàêî, åñëè ýòîò êëàïàí ñäåëàòü ïî êîíñòðóê- öèè îáðàòíûì, ò. å. çàêðûâàþùèìñÿ ñî ñòîðîíû ó÷àñòêà 6, òî ïðè ñîïðèêîñíîâåíèè ñ ñàìîé ïåð- âîé «óäàðíîé âîëíîé», äâèãàþùåéñÿ íàâñòðå÷ó ïîòîêó âîäû è ñîçäàþùåé çà ñîáîé çîíó ïîâû- øåííîãî äàâëåíèÿ ïîä äåéñòâèåì ðàçíèöû äàâ- ëåíèÿ, îí íà÷íåò çàêðûâàòüñÿ, ïåðåêðûâàÿ ïðî- òåêàþùèé ÷åðåç íåãî âîäÿíîé ïîòîê. Èññëåäî- âàíèå òàêîé ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû, ââåäåíèå â òåîðèþ ðåàëüíîãî ìåõàíèçìà îòêðûòèÿ è çàê- ðûòèÿ êëàïàíîâ ñ ó÷åòîì èõ èíåðöèîííîñòè ïî- êàçûâàåò, ÷òî ïðè îïðåäåëåííîé êîíñòðóêöèè êëàïàíà 3 è îïðåäåëåííûõ èñõîäíûõ ïàðàìåò- ðàõ ïðîöåññ çàêðûòèÿ ìîæåò ïîéòè òàêèì îáðà- çîì, ÷òî êëàïàí óñïååò íå òîëüêî çàêðûòüñÿ îò ýòîé ïåðâîé âîëíû, íî è áóäåò îñòàâàòüñÿ â çàê- ðûòîì ïîëîæåíèè, ïîêà äåéñòâóåò èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â ó÷àñòêå 6 ïîä íàãíåòàòåëüíûì êëà- ïàíîì 5.  èòîãå, ìîãóò ñîçäàòüñÿ óñëîâèÿ, êîã- äà êëàïàí 3 íà íåêîòîðîå âðåìÿ ïîëíîñòüþ îò- ñå÷åò âîäÿíîé ïîòîê. Ïðè ýòîì îòñå÷åííàÿ âîäà, íàáðàâ îïðåäåëåííóþ ñêîðîñòü, îáÿçàíà ïðîäîë- æèòü ñâîå äâèæåíèå â êîëïàê 4 óæå ïî èíåð- öèè. Òàêèì îáðàçîì, ñèëà íàïîðà äëÿ çàêà÷êè âîäû â êîëïàê ìîæåò áûòü çàìåíåíà ýêâèâàëåí- òíîé ñèëîé èíåðöèè. Îäíàêî, â îòëè÷èå îò «ãèä- ðàâëè÷åñêîãî òàðàíà», êàæäàÿ ïîðöèÿ âîäû, çà- êà÷åííàÿ â êîëïàê, ïîñêîëüêó êëàïàí 3 çàê- ðûò, äîëæíà âûçûâàòü íåâîñïîëíèìûå ïîòåðè ìàññû âñåãî ñòîëáà âîäû. Âñëåäñòâèå ýòîãî, íà ó÷àñòêå 6 ñî ñòîðîíû çàêðûòîãî êëàïàíà 3 óæå ñ ìîìåíòà íà÷àëà äâèæåíèÿ ïåðâîé îòðàæåííîé îò íåãî «óäàðíîé âîëíû» äîëæíà ïîÿâèòüñÿ çîíà ðàçðÿæåíèÿ ñ äàâëåíèåì áëèçêèì ê íóëþ, â êî- òîðîé ìîæåò íàõîäèòüñÿ òîëüêî íåêîòîðàÿ ìà- ëàÿ ÷àñòü ðàñòâîðåííûõ â âîäå ãàçîâ. Ïðè ýòîì åå äëèíà âî âðåìÿ çàêà÷êè áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ. È â ïðîöåññå çàêà÷êè âîäû â êîëïàê ïîñëå çàê- ðûòèÿ êëàïàíà 3 âñå ïîñëåäóþùèå îòðàæåíèÿ «óäàðíîé âîëíû», ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ â íàïðàâ- ëåíèè êëàïàíà 3, áóäóò ïðîèñõîäèòü èìåííî îò ãðàíèöû ýòîé óâåëè÷èâàþùåéñÿ ïî äëèíå çîíû «îòðûâà». Ïðè ýòîì êàæäàÿ ïîðöèÿ çàêà÷èâàå- ìîé âîäû èç-çà óìåíüøåíèÿ ïðîäîëæèòåëüíîñ- òè äåéñòâèÿ äàâëåíèÿ ïîä íàãíåòàòåëüíûì êëà- ïàíîì 5 èç-çà óìåíüøåíèÿ âðåìåíè äåéñòâèÿ «óäàðíîé âîëíû» òàêæå áóäåò óìåíüøàòüñÿ.  ðåçóëüòàòå çàêà÷êè âîäû â êîëïàê 4, êàê è â «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», ðàçíîñòü íà÷àëü- íîé è êîíå÷íîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ïåðåéäåò â ïîòåíöèàëüíóþ ýíåðãèþ ïîñòóïèâøåé â êîë- ïàê âîäû, èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â êîëïàêå äîëæ- íî çàêðûòü íàãíåòàòåëüíûé êëàïàí, à ïî÷òè ïîë- íîå îòñóòñòâèå äàâëåíèÿ íà ó÷àñòêå 6 ïðè ðàçðó- øåíèè ñòîëáà âîäû, åñëè òàêîâîé åùå â òðóáå îñòàíåòñÿ, äîëæíî îòêðûòü êëàïàí 3, íàõîäÿ- ùèéñÿ ïîä ñòàòè÷åñêèì íàïîðîì âîäû ñî ñòîðî- íû òðóáû 2. ×åðåç îòêðûâàþùèéñÿ êëàïàí 3 íà ó÷àñòêå 6 îïÿòü íà÷íåò ïîñòóïàòü âîäà, îáúåì êîòîðîé çà âðåìÿ ïîñòóïëåíèÿ áóäåò ðàâíÿòüñÿ îáúåìó çîíû «íóëåâîãî» äàâëåíèÿ èëè, êàê ïðè- íÿòî ãîâîðèòü â ãèäðîãàçîäèíàìèêå, çîíû «îò- ðûâà». Ïðè ýòîì ïàðàìåòðû âîäû â òðóáå ïðè ñìåøåíèè áóäóò îïðåäåëÿòüñÿ ñîîòâåòñòâóþùè- ìè çàêîíàìè ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè è èìïóëüñà.  ðåçóëüòàòå ìàòåìàòè÷åñêîãî îïèñàíèÿ ýòîé ñõåìû, ó÷åòà ðàçëè÷íûõ îñîáåííîñòåé ìåõàíèç- ìà çàêà÷êè, ìåõàíèçìà èçìåíåíèÿ äàâëåíèÿ â êîëïàêå, ó÷åòà âñåõ âðåìåííûõ õàðàêòåðèñòèê, ðàçëè÷íûõ ïîòåðü, îñîáåííîñòåé ãîðèçîíòàëüíîé è âåðòèêàëüíîé ñõåìû âòåêàíèÿ âîäû, áûëà ðàç- ðàáîòàíà äîñòàòî÷íî ïîëíàÿ òåîðèÿ òàêîé ãèä- ðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû è ìåòîä ðàñ÷åòà ïàðàìåò- ðîâ, íåîáõîäèìûé äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ. À â ðå- çóëüòàòå êîíñòðóêòîðñêîãî ïîèñêà áûëà íàéäåíà è òðåáóåìàÿ êîíñòðóêöèÿ êëàïàíà 3. Îäíàêî Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé
  • 5. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 43 ©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA» èçãîòîâèòü òàêóþ êîíñòðóêöèþ äëÿ ïîëó÷åíèÿ ðàñ÷åòíîãî ðåçóëüòàòà èç-çà îòñóòñòâèÿ â ïðî- ìûøëåííîñòè íåîáõîäèìûõ ìàòåðèàëîâ è òåõ- íîëîãèè èõ ïðîèçâîäñòâà ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæ- íûì òîëüêî äëÿ h > 15 ì. Ïîëó÷åííûå ìàòåìàòè÷åñêèå çàâèñèìîñòè ïîêàçûâàþò, ÷òî â êîíöå çàêà÷êè îáúåì çîíû «îòðûâà» ïîëó÷àåòñÿ âñåãäà ìåíüøå îáúåìà çà- êà÷åííîé â êîëïàê âîäû.  èòîãå, ïðè îäèíàêî- âûõ èñõîäíûõ ïàðàìåòðàõ îáùåå êîëè÷åñòâî çà- êà÷åííîé â êîëïàê âîäû îêàæåòñÿ ìåíüøå, ÷åì â «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå». Îäíàêî ìåíüøå ïî- ëó÷àåòñÿ è âåñü ïåðèîä çàêà÷êè. Ïðè÷åì ïðè ëþáûõ íà÷àëüíûõ ïàðàìåòðàõ âñåãäà ïîëó÷àåò- ñÿ, ÷òî 2 > H/h > 1. Ïðè ýòîì ñóùåñòâóþò îïðå- äåëåííûå êðèòåðèè íà÷àëüíûõ ïàðàìåòðîâ, êî- òîðûå îïðåäåëÿþò óñëîâèÿ àâòîìàòè÷åñêîãî ïî- âòîðåíèÿ ïðîöåññà. Îäíèì èç íåîáõîäèìûõ óñëîâèé ÿâëÿåòñÿ òî÷íîå ñîîòâåòñòâèå ìàññ êëà- ïàíà 3 è íàãíåòàþùåãî êëàïàíà 5 ïàðàìåòðàì ïðîöåññà. Êðîìå òîãî, äîëæíû êîíñòðóêòèâíî ïðåäóñìàòðèâàòüñÿ îïðåäåëåííûé ðàñ÷åòíûé îáúåì â êîëïàêå äëÿ âîçäóøíîé ïîäóøêè è îï- ðåäåëåííàÿ ïëîùàäü âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ îòâåð- ñòèÿ èç êîëïàêà äëÿ îòâîäà âîäû. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ñ ýíåðãåòè÷åñêîé òî÷- êè çðåíèÿ äàííàÿ ñõåìà ïîòðåáëÿåò áîëüøå ýíåð- ãèè, ÷åì ñîçäàâàåìàÿ åþ ïîëåçíàÿ ýíåðãèÿ. Åñëè ïðåäñòàâèòü ê.ï.ä. ýòîé ñõåìû â âèäå îáû÷íîé ôîðìóëû Ðåíêèíà êàê îòíîøåíèå ïîòåíöèàëü- íîé ýíåðãèè çàêà÷åííîé â êîëïàê âîäû ê ðàñïî- ëàãàåìîé ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè âñåé âîäû, êî- òîðàÿ ïîñòóïèëà íà ó÷àñòîê 6 äî çàêà÷êè, òî ê.ï.ä. ïîëó÷àåòñÿ âñåãäà ìåíüøå 100 %. Äàííóþ ãèäðîäèíàìè÷åñêóþ ñõåìó, ðàçóìååò- ñÿ, âîçìîæíî èñïîëüçîâàòü â òåõ æå óñëîâèÿõ, â êîòîðûõ ðàáîòàåò «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí». Íî ïðè ýòîì áóäåò ïðîèãðûø ïî äàâëåíèþ. Íî åå ìîæíî èñïîëüçîâàòü, êàê áûëî óêàçàíî âûøå, è íà ðàâ- íèííûõ ðåêàõ, ãäå «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» íå ðàáîòàåò. Ïðè ýòîì òåîðåòè÷åñêè íåò íèêàêèõ ïðå- ïÿòñòâèé äëÿ ðàáîòû òàêîãî âîäîïîäúåìíîãî óñò- ðîéñòâà áåç ïèòàòåëüíîãî áàêà 1. Äëÿ ýòîãî äîñ- òàòî÷íî ïîãðóçèòü åãî â âîäó íà îïðåäåëåííóþ ãëó- áèíó h, êàê ýòî ïîêàçàíî íà ðèñ. 3. Ðèñ. 3. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî íàñîñà ìàëîãî íàïîðà Âîäà h H qH Âîäà Óðîâåíü âîäû  òàêîì èñïîëíåíèè ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿ â èäåàëüíûé íàñîñ ìàëîãî íàïîðà, êîòîðûé ìîæ- íî èñïîëüçîâàòü, íàïðèìåð, â îïðåñíèòåëÿõ ìîð- ñêîé âîäû. Îäíàêî íàèáîëüøèå ïåðñïåêòèâû îòêðûâà- þòñÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè ýòîé ñõåìû â ñëó÷àå, êîãäà îòâîäÿùàÿ òðóáà âîîáùå îòñóòñòâóåò èëè êîãäà íà âûõîäå èç êîëïàêà íà ãëóáèíå èìååòñÿ ìàëîé äëèíû òðóáà ñ ïðîõîäíûì ñå÷åíèåì ðàâ- íûì ñå÷åíèþ âûõîäíîãî îòâåðñòèÿ êîëïàêà, êàê ýòî ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 4. Ðèñ. 4. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè Âîäà h Âîäà Óðîâåíü âîäû hэ VТ È â òîì è äðóãîì ñëó÷àå, êàê ïîêàçûâàþò ïîëó÷åííûå çàâèñèìîñòè, ïðè îïðåäåëåííîì îáúå- ìå âîçäóøíîé ïîäóøêè â êîëïàêå è ïðè îïðåäå- ëåííîì ïðîõîäíîì ñå÷åíèè âûõîäíîãî îòâåðñòèÿ òåîðåòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü äàâëåíèÿ (íàïîðà) â êîëïàêå îò âðåìåíè áóäåò âûãëÿäåòü òàê, êàê ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ.5. Ïðè ýòîì âðåìÿ ïîäúåìà äàâëåíèÿ tï è åãî ñïàäà tñ ìåíåå 0,1tH. Èìåííî â òå÷åíèå âðåìåíè tîò < tH ïðîèñõîäèò îòêðûòèå êëàïàíà 3, ðàçãîí âîäû è íàêîïëåíèå ýíåðãèè. Ïî ýòîé çàâèñèìîñòè ñ ïîãðåøíîñòüþ ìåíåå 0,5 % äàâëåíèå çà âðåìÿ tH ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííî. P t h H tH tHtот tп tпtс tс 0,99(H – h) 0,99(H – h) Ðèñ. 5. Òåîðåòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü äàâëåíèÿ îò âðå- ìåíè Ýòî ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü ñðåäíþþ ñêîðîñòü èñòå÷åíèÿ âîäû èç êîëïàêà â òå÷åíèå âðåìåíè çàêà÷êè tH âåëè÷èíîé î÷åíü áëèçêîé ê íåêîòî- ðîé ïðåäåëüíî âîçìîæíîé ñêîðîñòè. Òàêèì îá- ðàçîì, íà âûõîäå èç íàñàäêà îäèí ðàç â òå÷å- íèå âðåìåíè tH äîëæíà ïåðèîäè÷åñêè ôîðìè- ðîâàòüñÿ ñòðóÿ âîäû ñ îïðåäåëåííûì ðàñõîäîì è îïðåäåëåííîé ñêîðîñòüþ VT. Ïðè ýòîì ñðåä- íèé ðàñõîä âîäû çà âðåìÿ tH ìîæåò çíà÷èòåëü- íî ïðåâûøàòü çíà÷åíèå, êîòîðîå ïîëó÷àåòñÿ â Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ Íîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè
  • 6. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200544 ©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA» «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå». Òàêàÿ ñòðóÿ âîäû, ïîñêîëüêó êëàïàí 3 çàêðûò, ñîãëàñíî çàêîíó ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà ñèñòåìû, îáÿçàíà ñîçäà- âàòü ðåàêòèâíóþ ñèëó. Òàêèì îáðàçîì, äàííàÿ ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿ â ïóëüñèðóþùèé ãèäðîðåàêòèâíûé äâèãàòåëü. Ïðè ýòîì åãî ýôôåêòèâíîñòü, êàê è äëÿ ëþ- áîé ïóëüñèðóþùåé ñèñòåìû, ïðè îòñóòñòâèè ñèëû çà âðåìÿ tîò, áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ñóììàð- íûì ïî âðåìåíè èìïóëüñîì ñèëû. Ýòî ýêâèâà- ëåíòíî ïîñòîÿííîìó ïî âðåìåíè äåéñòâèþ íåêî- òîðîé íåñêîëüêî ìåíüøåé ñðåäíåé ðåçóëüòèðóþ- ùåé ðåàêòèâíîé ñèëû RTñð . Êðîìå òîãî, ñàìà ïî ñåáå òàêàÿ ñòðóÿ âîäû â òå÷åíèå âðåìåíè tH ñïî- ñîáíà ïðîèçâîäèòü îïðåäåëåííóþ ðàáîòó, ÷òî ïîçâîëÿåò íà âûõîäå èç êîëïàêà óñòàíîâèòü ðå- àêòèâíóþ ãèäðîòóðáèíó ñ ïîñëåäîâàòåëüíî ñî- åäèíåííûì ýëåêòðîãåíåðàòîðîì. Òàêèì îáðàçîì, äàííàÿ ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿ â èñòî÷íèê ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà. Åñòåñòâåííî, ÷òî ýëåêòðîãåíåðàòîð ïðè ýòîì äîëæåí ëèáî íàõîäèòüñÿ â ãåðìåòè÷åñêîì êîí- òåéíåðå, ëèáî íà ïîâåðõíîñòè âîäû, èìåÿ ñîåäè- íåíèå ñ ãèäðîòóðáèíîé ïîñðåäñòâîì âðàùàþùå- ãîñÿ âàëà. Ïîñêîëüêó ñðàâíèòåëüíî ìàëûé ïå- ðèîä âðåìåíè tîò áóäåò âëèÿòü òîëüêî íà âðåìÿ íàáîðà çàäàííîé óãëîâîé ñêîðîñòè ãèäðîòóðáè- íû è ýëåêòðîãåíåðàòîðà, òî ïîëó÷àåìàÿ ýëåêò- ðè÷åñêàÿ ìîùíîñòü áóäåò, â îñíîâíîì, îïðåäå- ëÿòüñÿ òîëüêî ê.ï.ä. ãèäðîýëåêòðîàãðåãàòà. Äëÿ îöåíêè âîçìîæíîñòåé äàííîé ñõåìû íà ðèñ. 6 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ñðåäíåé ðåàêòèâ- íîé ñèëû è ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè îò ãëóáè- íû ïîãðóæåíèÿ h ïðè îïðåäåëåííûõ êîíñòðóê- òèâíûõ ðàçìåðàõ òðóáû 7 è êëàïàíà 3. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî íà ãëóáèíàõ 450–650 ì èìååòñÿ îïðåäåëåííûé ìàêñèìóì, ïðè ýòîì â äèàïàçîíå ãëóáèí 15–300 ì ðàñ÷åòíàÿ âåëè÷èíà ê.ï.ä. äàííîé ñõåìû íå ïðåâûøàåò 69 %. Òåîðåòè÷åñêè äàííàÿ ñõåìà ìîæåò îáåñïå- ÷èòü ëþáóþ ðåàêòèâíóþ òÿãó è ëþáóþ ýëåêòðè- 0 50 100 150 200 250 300 20 40 60 80 100 h, м RTср /S0,T/м2 à h, м á NT/S0,МВт/м2 0 50 100 150 200 250 300 5 10 15 20 25 30 35 Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòü òÿãè (à) è ìîùíîñòè (á) îò ãëóáèíû ÷åñêóþ ìîùíîñòü. Äëÿ ýòîãî äîñòàòî÷íî ëèøü ïðèìåíåíèå óñêîðèòåëüíîé è íàãíåòàòåëüíîé òðóáû ñ òðåáóåìîé ïëîùàäüþ âõîäíîãî ñå÷åíèÿ. Íàïðèìåð, ïðè ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷åíèÿ òðó- áû ðàâíîé 3,6 ì2 íà ãëóáèíå 500 ì ðàñ÷åòíàÿ òÿãà äâèãàòåëÿ ñîñòàâëÿåò ~380 ò. Ðåàêòèâíàÿ ñèëà ïîäîáíîé âåëè÷èíû ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà äëÿ äâèæåíèÿ ïîäâîäíûõ àïïàðàòîâ è èìåþùèõ îñàäêó áîëåå 15 ì íàä- âîäíûõ ñóäîâ. Ïðè èñïîëüçîâàíèè äàííîé ñõåìû â ãåíåðè- ðóþùåé ýíåðãåòèêå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì ñîçäàòü åäèíè÷íûé ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü îï- òèìàëüíîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè, à íà åãî áàçå ñîáðàòü ëþáóþ ïî ìîùíîñòè ïîäâîäíóþ ìîðñêóþ èëè áàññåéíîâóþ ÃÝÑ, ñîñòîÿùóþ èç ïàêåòà òàêèõ ìîäóëåé. Íà ðèñ. 7 ïðèâåäåí îäèí èç êîíñòðóêòèâíûõ âàðèàíòîâ ãîðèçîíòàëüíîãî èñïîëíåíèÿ òàêîãî ìîäóëÿ ñ ïðîåêòíîé âûõîäíîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîù- íîñòüþ ~315 êÂò è åãî âîçìîæíûå ãàáàðèòû. Ðèñ. 7. Ñõåìà ãîðèçîíòàëüíîãî ìîäóëÿ íà 315 êÂò 2,5 ì 1,5 ì 9,5 ì À åãî ïàêåòíàÿ êîìïàíîâêà (1) â ñîñòàâå ïðè- áðåæíîé ïîäâîäíîé ÃÝÑ ìîùíîñòüþ ~31,5 ìÂò, ðàçìåùàåìîé íà ãëóáèíå ~16,5 ì, ïðèâåäåíà íà ðèñ. 8. Âûâîäû ñèëîâûõ êàáåëåé (2) è àâòîìàòû óïðàâëåíèÿ òîêîì (3) ìîæíî ðàñïîëîæèòü íå- ïîñðåäñòâåííî íà ïîáåðåæüå. Òàêîãî ðîäà ÃÝÑ òåîðåòè÷åñêè ñïîñîáíà îáåñ- ïå÷èâàòü ìîùíîñòü ~150 ÌÂò íà ãëóáèíå ~50 ì è ìîùíîñòü ~320 ÌÂò íà ãëóáèíå ~100 ì. Ðèñ. 8. Ñõåìà ïîäâîäíîé ÃÝÑ 7,5 ì 16,5 ì 147,2 ì 36,8 ì 1 2 3 Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé
  • 7. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 45 ©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA» Íåñêîëüêî áîëüøåé ãëóáèíû ïðè òîé æå ìîùíîñòè òðåáóåò ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü íà îñ- íîâå òîé æå ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû, íî âåð- òèêàëüíîãî ðàñïîëîæåíèÿ â âîäå, êàê ýòî ïîêà- çàíî íà ðèñ. 9. Òàêîé ìîäóëü, ñîñòîÿùèé èç âîäîïîäúåìíî- ãî óñòðîéñòâà 6, ãèäðîòóðáèíû 5, ýëåêòðîãåíåðà- òîðà 4 ñ êàáåëåì 2, òðåáóåò ìåíüøå ïëîùàäè äëÿ ñâîåãî ðàçìåùåíèÿ è ìîæåò áûòü, íàïðèìåð, ïðîñòî ïîäâåøåí â áàêå 1 ñ âîäîé íà òðîñå 3. Ñàì áàê ñ âîäîé ìîæåò áûòü âûïîëíåí â âèäå çàêðûòîé ñ äâóõ ñòîðîí öèëèíäðè÷åñêîé òðóáû, óñòàíîâëåííîé â ïîäçåìíîì êîëîäöå. Âåðòèêàëü- íîå ðàñïîëîæåíèå ìîäóëÿ óïðîùàåò åãî èñïîëü- çîâàíèå òàì, ãäå íåò ãëóáîêîâîäíûõ ðåñóðñîâ, òàê êàê ïîçâîëÿåò îáîéòèñü ìåíüøèì îáúåìîì âîäû. Ðåçóëüòàòû òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ äàííîé ñõåìû è ðàçðàáîòàííàÿ ìåòîäèêà åå ïðîåêòèðî- âàíèÿ ïîäòâåðäèëèñü ýêñïåðèìåíòàëüíûìè èñ- ñëåäîâàíèÿìè.  2003 ã. áûë ðàçðàáîòàí è èç- ãîòîâëåí â Èñïàíèè ýêñïåðèìåíòàëüíûé ìàëî- ãàáàðèòíûé ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü, ñîñòîÿùèé èç ðàñ÷åòíîé ñõåìû ãîðèçîíòàëüíîãî èñïîëíå- íèÿ, ãèäðîòóðáèíû è ýëåêòðè÷åñêîãî ãåíåðàòîðà äëÿ èñïûòàíèé íà ãëóáèíå 50ì. Äàííûé ìî- äóëü èìåë ðàñ÷åòíóþ âûõîäíóþ ýëåêòðè÷åñêóþ ìîùíîñòü 97,4 êÂò ïðè ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷å- íèÿ 0,0314 ì2.  êà÷åñòâå îñíîâíûõ äåòàëåé (êîëïàêà, òðóá è ò. ä.), ñõåìû è ïðèáîðîâ êîíò- ðîëÿ äàâëåíèÿ â êîëïàêå ÷àñòè÷íî èñïîëüçîâà- ëè íàáîð ýëåìåíòîâ ñòàíäàðòíîãî îïðåñíèòåëÿ ìîðñêîé âîäû. Îáúåì êîëïàêà, ðàçìåð òðóá, àðìàòóðà êëà- ïàíîâ áûëè âûáðàíû èç óñëîâèé èõ ñîâìåñòèìî- ñòè ïðè ìèíèìàëüíûõ çàòðàòàõ íà äîðàáîòêó.  êà÷åñòâå ãèäðîòóðáèíû ïðèìåíÿëàñü ðåàêòèâíàÿ ãèäðîòóðáèíà ãîëëàíäñêîé êîìïàíèè «Energi Teknikk, A/S» ñïåöèàëüíî ìîäåðíèçèðîâàííàÿ íà âõîäíîé íàïîð 33 ì (ðèñ. 10).  êà÷åñòâå ýëåêò- ðîãåíåðàòîðà èñïîëüçîâàëñÿ ñèíõðîííûé ãåíåðà- òîð ïåðåìåííîãî òîêà ñ íîìèíàëüíûì íàïðÿæå- íèåì 6,0 ê ïðè íîìèíàëüíîé ìîùíîñòè 100 êÂò ñ àâòîìàòè÷åñêîé ðåãóëèðîâêîé ÷àñòîòû è íàïðÿ- æåíèÿ. Äëÿ íàãðóçêè ïðèìåíÿëè áàëëàñòíîå îìè- Ðèñ. 9. Ñõåìà âåðòèêàëüíîãî ìîäóëÿ íà 500 êÂò 1 2 21 ì 3 4 5 6 ∅∅∅∅∅ 3 ì ÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå îò ìîùíûõ âåòðîýëåêòðî- ãåíåðàòîðîâ. Âñå äåòàëè ýíåðãåòè÷åñêîãî ìîäóëÿ, àïïàðàòóðà ðåãèñòðàöèè äàâëåíèÿ â êîëïàêå, íå- çàâèñèìûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ àïïàðàòóðû, ãèä- ðîòóðáèíà è ýëåêòðîãåíåðàòîð áûëè ñìîíòèðîâà- íû â ãåðìåòè÷åñêîì êîíòåéíåðå, èìåþùåì â ïå- ðåäíåé ÷àñòè ôëàíöåâîå ñîåäèíåíèå äëÿ ñòûêîâêè òðóá, à â âåðõíåé ÷àñòè — ëþê äëÿ âûõîäà îòðà- áîòàííîé âîäû. Äëÿ äîñòóïà ê êëàïàíàì ïðè íå- îáõîäèìîñòè èõ ðó÷íîé ðåãóëèðîâêè â êîíòåéíå- ðå èìåëèñü äîïîëíèòåëüíûå ãåðìåòè÷åñêèå ëþêè. Êîíñòðóêöèÿ êîíòåéíåðà îáåñïå÷èâàëà ñòûêîâêó óñêîðèòåëüíûõ è íàãíåòàòåëüíûõ òðóá ëþáîé äëèíû è, â ñëó÷àå íåîáõîäèìîñòè, áûñòðóþ èõ çàìåíó (ðèñ. 11). Ðèñ. 11. Êîíòåéíåð ñ ìîäóëü-ãåíåðàòîðîì Ðèñ. 10. Ãèäðîýëåêòðîãåíåðàòîð Èñïûòàíèÿ ïðîâîäèñü ïóòåì îïóñêàíèÿ äàí- íîãî êîíòåéíåðà íà òðîñå ñ êîðàáëÿ íà çàäàí- íóþ ãëóáèíó â Àòëàíòè÷åñêîì îêåàíå. Áûëè ïðî- âåäåíû íåñêîëüêî ñåðèé èñïûòàíèé.  êà÷åñòâå íåçàâèñèìûõ íàáëþäàòåëåé íà âñåõ èñïûòàíèÿõ ïðèñóòñòâîâàëè ïðåäñòàâèòåëè òðåõ âåäóùèõ êîìïàíèé Èñïàíèè, ñïåöèàëèçèðóþùèõñÿ â àëü- òåðíàòèâíîé ýíåðãåòèêå. Ïðè îïðåäåëåííîé ðó÷íîé êîððåêòèðîâêå âåñà êëàïàíîâ áûë ïîëó÷åí óñòîé÷èâûé ñàìîïîääåð- æèâàþùèéñÿ ðåæèì, à îáðàáîòêà îñöèëëîãðàì- ìû èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ â êîëïàêå äàëà îñðåä- íåííûå ðåçóëüòàòû, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 12. Èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â êîëïàêå îêàçàëîñü ìåíü- øå òåîðåòè÷åñêîãî íà 5,2 %, âðåìÿ íàãíåòàíèÿ — ìåíüøå íà 4,3 %, à âðåìÿ ðàçãîíà äî âîññòàíîâ- ëåíèÿ ïðîöåññà — áîëüøå íà 5,2 %. Ïðÿìîé çàìåð âûðàáàòûâàåìîãî ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿ- æåíèÿ ïîêàçàë çíà÷åíèå 5,8±0,35 êÂ, à òîêà — 15,96±0,46 À. Äèàãðàììà ïîëó÷àåìîãî ýëåêòðè- ÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ è òîêà íå íîñèëà ñòóïåí÷à- Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ Íîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè
  • 8. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200546 ©2005ScientificTechnicalCentre«TATA»©2005Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèéöåíòð«TATA» H0, м t Ðèñ. 12. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèÿ äàâëåíèÿ: 1 — òåî- ðèÿ; 2 — ýêñïåðèìåíò 0 33,26 1 2 tH = 0,068 c tH = 0,071 c tот= 0,041 c tот= 0,039 c tH = 0,068 c tH = 0,071 c 31,53 òûé õàðàêòåð. Ýòî ñîîòâåòñòâîâàëî ïîëó÷åííîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè ðàâíîé 92,73±8,25 êÂò, ÷òî ïî ñðåäíåìó çíà÷åíèþ ìåíüøå òåîðåòè÷åñêî- ãî çíà÷åíèÿ âñåãî íà 4,8 %.  èòîãå áûëî ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàíî, ÷òî ýòî óñòðîéñòâî ñïîñîáíî ïðîñòûì è äåøå- âûì ñïîñîáîì âûðàáàòûâàòü ëþáîå êîëè÷åñòâî ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýëåêòðîýíåðãèè è ïðè äîñ- òàòî÷íî áîëüøîé ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷åíèÿ óñ- êîðèòåëüíîé òðóáû ìîæåò ñîçäàòü ýëåêòðè÷åñ- êóþ ìîùíîñòü, ñîèçìåðèìóþ ñ ìîùíîñòüþ, ïî- ëó÷àåìîé îò òåïëîâûõ è àòîìíûõ ýëåêòðîñòàíöèé.  íàñòîÿùåå âðåìÿ øèðîêîå âíåäðåíèå ýòîãî èçîáðåòåíèÿ â ýíåðãåòèêó â òåõíè÷åñêîì ïëàíå íå ïðåäñòàâëÿåò îñîáûõ ïðîáëåì è çàâèñèò èñêëþ÷è- òåëüíî îò âîçìîæíûõ èíâåñòèöèé. Äåòàëüíàÿ ôèíàíñîâàÿ îöåíêà ïîêàçûâàåò, ÷òî â íàïðàâëå- íèè ðàçðàáîòêè è ñîçäàíèÿ ïîäîáíûõ ýíåðãåòè- ÷åñêèõ ìîäóëåé äëÿ âîçìîæíûõ íà èõ áàçå ÃÝÑ ìîùíîñòüþ áîëåå 100 ÌÂò íàèáîëåå öåëåñîîáðàç- íî èñïîëüçîâàòü ñõåìó ñ âåðòèêàëüíûì ðàñïîëî- æåíèåì ìîäóëÿ ïðè åäèíè÷íîé (îäíîãî ìîäóëÿ) âûõîäíîé ìîùíîñòè ~500 êÂò. Ïàêåò òàêèõ ìî- äóëåé ïîòðåáóåò ðåçåðâóàð ñ âîäîé ïëîùàäüþ íå áîëåå 4,5 ì2/ìÂò è âûñîòîé ðàâíóþ 21 ì. Îáùàÿ ìàññà òàêîãî ìîäóëÿ ïðè èñïîëüçî- âàíèè ýëåêòðîãåíåðàòîðà «ÑÃ2-500-4ÓÇ» (Ðîñ- ñèÿ) è ñïåöèàëüíî ñîçäàííîé äëÿ ýòèõ öåëåé ðåàêòèâíîé ãèäðîòóðáèíû «PHY-500P» (Èñïà- íèÿ) ìîæåò ñîñòàâëÿòü âñåãî 4850 êã. Åãî ñåáå- ñòîèìîñòü â ñåðèéíîì èçãîòîâëåíèè ïî ñóùå- ñòâóþùèì â íàñòîÿùåå âðåìÿ öåíàì íå ïðåâû- ñèò 47,2 òûñ. €. Ñëåäîâàòåëüíî, óäåëüíàÿ ñåáåñòîèìîñòü òàêîãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè ñîñòà- âèò ~94,4 €/êÂò è áóäåò ìèíèìàëüíîé èç âñåõ èçâåñòíûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè. Ïðè ýòîì îá- ùèå çàòðàòû íà ñòðîèòåëüñòâî ïîäîáíûõ ÃÝÑ íå ïðåâûñÿò 120 €/êÂò, à ñðîê îêóïàåìîñòè — 2 ãîäà ñ ìîìåíòà íà÷àëà ñòðîèòåëüñòâà.  ïîñ- ëåîêóïàåìûé ïåðèîä ìîæíî ñíèçèòü òàðèôû íà ýëåêòðîýíåðãèþ äî ñèìâîëè÷åñêè íèçêèõ ëèáî ïðîäàâàòü ýëåêòðîýíåðãèþ ïî ðûíî÷íîé öåíå è ïîëó÷àòü íå ìåíåå 15 % íà÷àëüíûõ çàòðàò åæå- ìåñÿ÷íî.  çàêëþ÷åíèè ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ðåçóëü- òàòû òåîðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëå- äîâàíèé ïîçâîëèëè àâòîðàì ýòîé ñòàòüè è ãðóï- ïå ñïåöèàëèñòîâ, ó÷àñòâîâàâøèõ â ðàçðàáîòêå ýòîãî èçîáðåòåíèÿ, ñäåëàòü íåñêîëüêî çàÿâîê íà Åâðîïåéñêèå ïàòåíòû è ïîëó÷èòü íà íåãî â 2005 ã. Åâðàçèéñêèé ïàòåíò [3]. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû 1. Áàõìåòüåâ Á. À. Ââåäåíèå â èçó÷åíèå íå- óñòàíîâèâøåãîñÿ äâèæåíèÿ æèäêîñòè // Áþëëå- òåíü ïîëèòåõíè÷åñêîãî îáùåñòâà. 1915. Âûï. 1. 2. ×èñòîïîëüñêèé Ñ. Ä. Ãèäðàâëè÷åñêèé òà- ðàí. Ì.: Ñåëüõîçãèç. 1930. 3. Ïàò. ¹ 005489. Åâðàçèéñêàÿ ïàòåíòíàÿ îðãàíèçàöèÿ (ÅÀÏÂ). ÌÊÈ F04F7/02. Âîäîïîäú- åìíîå óñòðîéñòâî / Ìàðóõèí Â. Â., Êóòüåí- êîâ Â. À.//Áþëëåòåíü ÅÀÏÎ. 2005. ¹ 1. Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé