Вихрь и вихревые движители

Вихрь и вихревые движители
В последнее время в литературе появилось очень много статей о вихревых образованиях и их использовании, особенно в качестве опоры для полета, постоянно мелькают описания летательных аппаратов с опорой на вихрях. Конечно, вихревые образования изначально сложные структуры, особенно такие, как смерч или торнадо. Но их внутренняя сложность, как мне кажется, не может служить основой для создания, прямо скажем, сказочных теорий и околофизических измышлений о свойствах вихрей. Это тем более странно, потому что, как мне кажется, описание физических процессов вихреобразования, физики вихрей в очень понятной форме дано М.А Лаврентьевым и Б.В.Шабатом в [1].
Но реальных схем с описаниями и практических расчетов мне видеть не приходилось. Исключение составляет ставший полумифическим двигатель Виктора Шаубергера, уже десятилетия широко обсуждаемый и у нас, и во всем мире. Существует масса схем движителей на его основе, но, к сожалению, основная масса разработок имеет неточности понимания сути и, как следствие, в принципе неработоспособны.
У меня интерес к кольцевым вихрям возник в связи с попытками разработки движителей без реакции на внешнюю опору. Дело в том, что все сегодняшние известные способы движения основаны на реактивном принципе. Отталкивания от опоры. Для движения используется или естественная внешняя опора – земная поверхность, вода, воздух, или создаваемая искусственно. Например, ракетный двигатель создает внешнюю опору в виде газовой струи и от нее отталкивается. Но, возможно создать опору для движения и внутри объекта. Оттолкнуться от нее и начать движение. Только что делать с созданной опорой дальше? Это же физическая масса. Когда-то, очень скоро она неминуемо создаст импульс торможения, обратный возникшему импульсу движения. Система-то замкнутая. И баланс сил вернется к нулевому результату. По этой причине большинство разработок, например, разнообразных инерционных движителей оказывается неработоспособными. А те, что работают, имеют очень малый КПД.
Для достижения приемлемой эффективности такого движителя необходимо или сразу уничтожать отброшенную массу, что бы она не тормозила движение, или иметь постоянную внутреннюю опору, не влияющую на движение объекта. И та и другая задача, прямо скажем, трудновыполнимая. Вот тут и вспомнились кольцевые вихри.
Кольцевой вихрь, это высокоэнергетичная масса в относительно неподвижной среде, созданная из той же среды. Ее можно быстро создать, оттолкнуться от нее и так же быстро уничтожить. Как оказалось, на основе кольцевого вихря решается и задача создания стабильной внутренней опоры, от которой можно отталкиваться постоянно. Для этого необходим новый механизм поддержания энергии вихря. Изнутри. Странно, но описания физических процессов такого способа создания кольцевого вихря постоянной энергии я нигде не встретил. Может, смотрел плохо,…не знаю.
Изучение вихрей, в том числе и кольцевых, оказалось очень интересным. Самым сложным оказалось понимание, казалось бы, простейших физических явлений. Никакие математические выкладки, как оказалось, без этого не помогают.
И потому, я попробую просто рассказать о вихрях, способах их получения и собственных разработках вихревых движителей. Просто рассказать. Для понимания.
Вихрь.
Когда я начал разбираться с вихрями, то оказалось, что под вихревыми образованиями понимается любая циркуляция потока. Есть ротор вращения – вихрь. А там сразу — смерч, торнадо, и «буря в стакане». Кольцевой вихрь – особняком. Как будто это совершенно разные вещи. Может быть и разные, но уж очень взаимосвязанные.
Вихревое веретено.
Иногда со смерчами случается странная вещь, они отрываются от материнского облака. И, как следствие, очень быстро заканчивают свое существование. А в месте отрыва старого смерча очень быстро появляется новый. Я наблюдал такой момент летом над Черным морем в районе Новороссийска.
Это наблюдение объясняет некоторые моменты в вихреобразовании. Полным вихрем можно считать вот те, оторвавшиеся от источника энергии смерчи. Они уже не получают энергии и их самостоятельное вращение достаточно кратковременно. Но именно их и можно считать настоящими полномасштабными вихрями природного происхождения. Такой вихрь представляет собой веретеноподобное вращение среды. Вихревое веретено, в общем случае, закрытая система. Область низкого давления, возникшая в центральной части веретена закрыта вращающимися вершинами веретена. Это обеспечивает стабильность образованной вихревой структуре. И потому, такое веретено может достаточно длительное время существовать, используя только свою внутреннюю энергию вращения. Постепенно веретено вихря уменьшается в размерах в соответствии с потерей энергии, становится все тоньше и наконец исчезает.
Таким образом, основным видом вихря следует считать вот такое вихревое веретено. И применительно к нему рассматривать основные физические процессы вихревых образований.
Смерч и торнадо показывают наблюдателю только половину реального вихря. Его вторая половина скрыта от наблюдения источником образования вихря. Вихревые воронки, которые мы чаще всего видим, возникают на границе сред, различных по физическим свойствам. Воздушные вихри возникают вследствие бесконечного «падения» более тяжелых водяных масс облака к земле в условиях действия сил Кориолиса. Возникает самоускоряющийся процесс вращения этих «падающих» масс с образованием смерча или торнадо. Причем, центры вращения возникают в огромном количестве и образующиеся мелкие вихри только ускоряют общий процесс закручивания одного общего вращения. Образовавшийся смерч или торнадо оказывается весь состоящим из таких вот вихревых веретен, или как их называют специалисты – вихревых нитей, пронизывающих весь его объем. Такие вихревые нити образуют общий центр вращения, который мы видим, как тело смерча или торнадо.
Кольцевой вихрь.
Что такое кольцевой вихрь? Это, например, колечки дыма, выпускаемые опытными курильщиками. Вот он, кольцевой вихрь, на рис.2. Это вихревое веретено, замкнутое в кольцо по оси вращения — тороид. Синим показана средняя линия вихря. Вокруг нее закручивается вихрь. В результате закручивания потока вокруг оси вращения и, как следствия этого действия центробежных сил, действующих на частицы потока, в средней части тороида возникает сильное разряжение.
Направление вращения вихря показано красными стрелками. Зависимость направления его движения от направления вращения вихря прямая. Это связано с условиями его образования. Центральный поток практически весь уходит в вихрь, а вот отброс воздуха по периферии вполне ощутим при движении вихря в сторону центрального потока. И потому, кольцевой вихрь может стоять на месте, а если двигается, то в сторону центрального потока. Принудительное движение в обратную сторону тормозит вихрь и усиливает отброс воздуха на периферии, что останавливает движение вихря в этом направлении.
За счет чего вихрь сохраняет стабильность?
За счет низкого давления на оси вращения, по средней линии. Система закрытая. Чем больше скорость вращения вихря, тем сильнее разряжение. Оно не дает частицам вихря разбежаться и удерживает баланс сил в структуре кольцевого вихря. С другой стороны, чем больше разряжение, тем более высокую скорость может развить поток, и тем большие центробежные силы будут сохранять равновесие системы. Чем дальше от центральной линии, тем меньше разность давлений, тем меньше компенсирующая скорость потока.
Трение постепенно нарушает баланс сил. Вязкость среды тормозит поток, скорость вращения постепенно падает, разность давлений уменьшается, и вихрь уже не может удержать весь объем. Он начинает терять массу, но, наиболее сильное торможение вихрь испытывает на внешней стороне, там и потери наибольшие. Компенсация потерь идет за счет приближения средней линии вращения к периферии. Вихрь увеличивается в размерах по средней линии, но уменьшается его поток вращения. Вихрь «худеет». Когда разность давлений становится совсем незначительной, вихрь уже более ничем не удерживается, и центробежные силы разваливают вихрь на отдельные потоки.
Разнообразие вихревых структур.
Собственно, на этом и заканчивается разнообразие вихревых образований. Вихревое веретено и его замкнутый по оси вращения вариант – кольцевой вихрь.
Все остальное разнообразие возникает от способов формирования вихря. Классическое вихревое веретено образуется в однородной среде вследствие резкой разницы скоростей соседних областей в общем потоке. Например, при встрече с преградой или, наоборот, при выходе потока из ограниченного канала в свободное пространство. Так образуется постоянный вихрь за крылом самолета или за лопастью винта.
Если преграда на пути потока имеет замкнутый характер, а поток имеет импульсный характер, например, как это имеет место в аппарате Тэта: круглое отверстие в стенке ящика, то, импульсный поток от удара, проходя через него, закручивается на границе преграды в кольцевой вихрь.
Определенное сходство условий образования вихря во всех случаях очевидно. А имеющиеся различия условий образования вихря определяют различие результата.
Если объем вихреобразующей среды ограничен, то и вихрь получается неполным. Пример: широко известные опыты А. Эйнштейна с чаинками в чашке с чаем. При движении ложечки по кругу в жидкости возникает вихрь, ограниченный сверху уровнем жидкости, а в остальных направлениях стенками чашки. Возникшая при вращении жидкости зона низкого давления распространяется от верхней границы жидкости до дна чашки. Она и стягивает чаинки в центр дна чашки. А навстречу этим чаинкам устремляется воронка, образованная силами поверхностного натяжения жидкости и понижением давления в центре вращения. Ограничение пространства образования вихря объемом чашки не дает возможности образования полного вихревого веретена, его концевые области остаются открытыми и возникает еще и медленный кольцевой вихрь в объеме чашки. В центре восходящий поток, у стенок – падающий, обусловленный торможением вращения у стенок. Это и увидел А.Эйнштейн, как сложный результат от простого действия. Кстати, именно такой процесс возникает, как только воронка смерча достигает поверхности земли. Его основное вихревое веретено при встрече с землей оказывается открытым и зона низкого давления в центре вихря начинает втягивать приземный воздух со всем, что оказывается рядом. Но, как только вихрь отрывается от земли на достаточное время, основание вихря закрывается, и этот «пылесос» прекращает работу до следующего касания. В это момент и можно наблюдать «глаз дракона», внутреннюю область торнадо, при полной тишине и относительной неподвижности воздуха у поверхности земли.
Таким образом, вихревое веретено, кольцевой вихрь и их модификации являются взаимосвязанными процессами и составляющими одного вихревого явления.
Взаимодействие кольцевых вихрей.
Взаимодействие вихрей хорошо описано в [3], [4] и [1]. Я лишь немного затрону этот вопрос.
Если кольцевой вихрь встречает преграду в виде стенки, а угол траектории движения вихря с плоскостью стенки менее 45о, то вихрь отталкивается от преграды, практически без потери энергии вращения. Если траектория движения вихря перпендикулярна стенке, то вихрь «прилипает» к стенке, а потом «растекается» по ней теряя энергию вращения. Примерно так описал этот процесс Р.Вуд. Проходя через отверстие диаметром меньше диаметра вихря, вихрь ускоряется, но затем быстро увеличивается в размерах и тормозится. Это говорит о значительных потерях энергии при преодолении такого препятствия. Вихрь, догоняющий ранее созданный вихрь, обладает большей энергией и при такой встрече часто уничтожает более слабого. При этом он забирает его энергию и сам ускоряется, проходя по центральному каналу уже ослабевшего собрата.
Синхронное движение кольцевых вихрей образует вихревой канал, но он есть, пока нет взаимодействия вихрей в канале. Никакой опорой для летательного аппарата он естественно служить не может. Реальной опорой является только один вихрь, находящийся в этот момент под летательным аппаратом. Только на него можно опереться и оттолкнуться.

Генерация вихрей.
Самый простой генератор вихрей – аппарат Тэта, коробка, у которой задняя стенка упругая, а в передней имеется отверстие. Ударим по задней стенке, и из отверстия вылетит порция воздуха, которая сразу свернется в кольцевой вихрь и продолжит движение уже относительно медленно в виде быстро вращающегося колечка. Кольцо вращается быстро, а движется – медленно. Наполним коробку дымом, и вихри будут видны вполне отчетливо. По мере движения вихрь становится медленнее и шире, а потом и вовсе исчезает, превращаясь в беспорядочное движение воздуха. Но, пока он обладает энергией вращения, он вполне осязаем и устойчив.
Для практического использования кольцевых вихрей предлагаются различные способы их формирования. Например, с помощью взрыва в трубе. Другой, не менее применимый способ – создание генератора вихрей на основе компрессора и высокоскоростного затвора. Столб газа или жидкости заданного объема и с большой скоростью вбрасывается в подобную, но неподвижную среду. По границе площади поперечного сечения этого цилиндра идет разрыв скорости, и весь объем сворачивается в вихрь. Такой генератор приведен в [2]. С помощью генератора вихрей предлагается создать цепочку вихрей – вихревой канал, для заброса промышленных отходов в виде взвеси на большую высоту, или для движения в нем, например, водяной струи.

Вот закон движения вихря из [2] и [1]:
(1)

Здесь:
Ro- начальный радиус вихря
Vo- начальная скорость вихря
= 6*10-3 – экспериментальный коэффициент
L(t) – текущее расстояние от вихря до генератора.

Как утверждается, формула дает исключительно хорошее совпадение с экспериментальными данными для одиночного вихря. Однако само движение и этот закон выполняются только на некотором пути, после чего вихрь останавливается и разрушается.
Например, [2] при начальном радиусе Ro = 2м и начальной скорости Vo = 100м/сек воздушный вихрь проходит расстояние примерно 500 метров. Параметр Lmax/Ro = 250 мало зависит от размеров. Этот факт мы просто запомним.
И еще одно важное ограничение. Скорость потока, образующего вихрь не должна приближаться к скорости звука в данной среде. Иначе звуковая волна унесет значительную долю энергии еще не образовавшегося вихря во все стороны. Даже если скорость вихреобразующего потока будет сверхзвуковой, то скорость вращения потока в вихре все равно будет ниже скорости звука. Это отмечено в [1].
Удивительно, но если не считать естественных вариантов возникновения вихрей,
то других практических способов формирования кольцевых вихрей мне встретить не удалось.
Движитель с генерацией вихрей.
Как я уже говорил, с помощью кольцевого вихря мы можем создать высокоэнергетичную массу, оттолкнуться от нее, и использовать энергию этой массы в нужном для нас направлении движения. Для этого необходимо создать вихрь и каким-то образом забрать у него энергию в виде импульса движения. Это можно сделать только одним способом – непосредственным контактом вихря и опоры движущегося объекта. А вот что считать опорой?

Вихрь в трубе.
Ограничения трубой объема среды практически не влияют на время жизни вихря, если стенки трубы удалены более чем на 2 средних диаметра вихря. Меньший размер трубы приводит к увеличению скорости движения вихря в трубе до разрушения вихря. Это происходит по причине образования зоны высокого давления в областивзаимодействия вихря и стенки трубы. Скорость потока на внешней части вихря в этой области падает и вихрь уходит от этой зоны с ускорением, смещая внешнюю часть вихря относительно внутренней. Это приводит к изменению внутренней структуры и последующему разрушению вихря. Генератор набирает вихревой объем из зоны формирования вихря, тем самым, образуя условия быстрого формирования вихря, созданием небольшого встречного течения. Смотрим рис.3.
Основой движителя является взаимодействие вихря со стенкой трубы. При взаимодействии возникает сила взаимного отталкивания. Та самая реактивная сила. Труба начинает двигаться в одну сторону, а вихрь стремится в другую. Наша задача — использовать на создание этой силы всю энергию вихря. При правильном расчете длины трубы вихрь вообще не должен дойти до выхода из нее.
При всей своей оригинальности такой движитель малоэффективен. Как уже было доказано на заре развития ракетной техники, любые дополнительные преобразования реактивной струи, например, импульсный характер работы, только ухудшают показатели работы движителя. И все же, есть у этой системы один плюс. Этот движитель может создавать реактивную силу на опору без отброса массы. Трубу-то можно закрыть со всех сторон и от этого ничего не изменится. Реактивная сила останется.
Вихрь в замкнутом объеме.
Чтобы предотвратить быстрое разрушение кольцевого вихря в узком канале можно предложить полупрозрачную преграду – сетку. Она также создает зоны повышенного давления, но проницаемость стенки быстро выравнивает давление и позволяет увеличить срок жизни кольцевого вихря.
Первое усовершенствование движителя в создании канала обратного тока. Он устраняет зоны высокого давления и создает противоток в активной зоне канала, укорачивая длину канала, например, как на рис.4.
Как мы видим, в схему введен дополнительный элемент – полупроницаемая преграда, сетка. Она позволяет создать управляемое торможение вихря. Кроме того, она обеспечивает получение кольцевого потока в объеме камеры. Сетка не так сильно ускоряет вихрь, и не уничтожает его, как это сделала бы плотная стенка трубы. Сетка режет верхнюю кромку вихря, заставляя вихрь медленно отдавать энергию, но сохранять при этом свое вращение.
Все силы в замкнутой системе движителя направлены в сторону движения корпуса объекта, начиная от реакции выброса вихря до его полного истощения на сетке.
Жидкость несжимаема. Если среда вихреобразования – жидкость, то стенки канала видимо необходимо закрыть упругим материалом для гашения звуковой составляющей, например резиной. Она же уменьшит и гидроудар. Только сетка остается жесткой преградой для вихря. Она же и опора всего движителя. На нее действует сила реакции вихря на опору. Жесткость и прочность этой опоры должна быть соответствующей.
К сожалению, надо констатировать, что и эта схема движителя, хоть и имеет реальную реактивную силу, обеспечивающую движение, не обладает высоким КПД. Она пригодна для создания движения в космосе и воде, но, кажется, не в состоянии обеспечить полет в воздухе. Так как при применении в качестве рабочей среды любой жидкости общий вес аппарата становится достаточно большим. Хотя, при желании, можно попробовать и полет…
Неподвижный кольцевой вихрь.
Как мы уже выяснили раньше, кольцевые вихри сегодня создаются, в основном, генераторами вихрей. Далее мы на вихрь уже повлиять не можем. Нечем.
Кольцевой вихрь – самостоятельная структура, существующая в среде и из ее же частиц состоящая. И образуется он самой средой. Поддерживать или увеличивать энергию вихря извне сложно. Необходимо поддерживать или увеличивать круговую скорость потока. Создание постоянного скоростного потока через центр тороида вихря приводит, как мы уже знаем, к увеличению геометрических размеров, а удельная энергия вихря при этом все равно падает.
Вихрь надо поддерживать изнутри. Из зоны разряжения. Поддерживать скорость вращения и необходимое разряжение. Видимо, только так можно создать вихрь высокой энергии.
Примерный простейший механизм раскрутки вихря показан на рис.5. Кольцевой гибкий вал с вихреобразователями раскручивается двигателем. Целесообразно использовать в качестве вихреобразователя упругие элементы типа щетины.
Теперь вихрь стоит на месте вокруг вихреобразователя. Его энергия теперь зависит от свойств среды и мощности двигателя. Геометрические размеры стабилизированы. Энергия такого вихря в полной мере зависит от скорости вращения и степени поддержания разряжения в зоне раскрутки. Если перетекание низкоскоростных частиц в зону разряжения будет минимально, то удельная энергия будет расти вместе со скоростью раскрутки. До предельных значений в данной среде.
Таким образом, главная задача – удержать разряжение и препятствовать выравниваю давлений в структуре вихря.
Механический способ создания вихря от вращения вала имеет ограничение в скорости вращения и более пригоден для жидкой среды. Если в качестве ускоряющего фактора применить колебания пьезокерамических резонаторов, то эти ограничения снимаются, но для жидкости возникает возможность образования зоны кавитации.

Движители на основе разгоняемого вихря.
Задача этих движителей та же. Опереться на высокоэнергетичную массу и привести перемещаемый объект в движение. Если раньше мы создавали бесконечные серии кольцевых вихрей и медленно уничтожали их, забирая энергию их вращения на движение объекта перемещения, то теперь задача немного изменилась. У нас есть неподвижный вихрь на оси вихреобразователя и энергию для движения объекта должен давать он. Различия движителей в вариантах создания взаимодействия вихря и объекта перемещения.
Вихрь и крыло.

В качестве опорного элемента на вихрь можно использовать крыло. Но тут надо бы вспомнить, что скорость вращения в вихре максимальна в средней части, а внешние слои вращаются значительно медленнее. И при введении крыла в поток вихря скорость потока над крылом оказывается меньше скорости потока под ним. Но, если вихрь большой, а крыло узкое, то разность скоростей незначительна, и подъемную силу на крыле получить можно.

Неподвижный вихрь в вихревой камере.
Такой вариант размещения вихря неоднократно и применялся, и рассматривался. Но, почти всегда, когда он применяется к кольцевому вихрю, камера повторяет конфигурацию вихря. Гладкие стенки охватывают вихрь со всех сторон. При таком размещении вихря силы трения потока о стенки камеры направлены во все стороны равномерно и общий момент сил нулевой.
Почему камера делается именно такой? Может быть потому, что вихрь не рассматривался в качестве опоры.
Для создания движителя необходимо получить ненулевую силу от взаимодействия вихря с камерой. Какая форма камеры для этого нужна?
Р.Вуд проводил опыты по взаимодействию воздушного кольцевого вихря с преградой. Он описал и встречу вихря со стеной, перпендикулярной направлению движения вихря. Вихрь «прилипает» к стене, а потом «растекается» по ней теряя энергию. И объяснил причину этого явления. При встрече вихря со стенкой в центральной части вихря образуется зона повышенного давления. Ее создает центральный поток кольцевого вихря и трение потока вихря о стену. В этой зоне воздух оказывается относительно неподвижен, и давление растет. Единственный путь для его выхода из этой зоны вдоль стены по направлению потока вихря. Туда он и устремляется. И этим тормозит вихревой поток. Возникает сильный отброс этой заторможенной массы на периферии вихря. Это еще сильнее прижимает вихрь к стене. Это «прилипание». И одновременно вихрь стремясь удержать энергию вынужден уходить от центральной зоны высокого давления. Куда? Только вдоль стены, увеличивая при этом среднюю линию тороида вращения. Вот он момент «растекания» вихря по стене.
Что примечательно в этом описании явления? Вихрь не может отойти от стены. Но, при этом в центре вихря зона высокого давления.
А что будет, если стенка вдруг окажется с другой стороны вихря?
Там возникнет зона разряжения. И уж к той стенке вихрь точно «прилипнет». Вихрь стремится уменьшить зону разряжения и прижимается к стенке камеры, на рис. 6 она синего цвета. Этого же требует зона высокого давления с противоположной стороны вихря. Но, вихрь лишь относительно неподвижный. Он находится на оси вихреобразователя. Конечно, он стремится приблизиться к стенке, да и стенка начинает двигаться навстречу вихрю. И вихреобразователь уходит со средней линии вихря.
Вот тут остановимся и вспомним, что в центральной части кольцевого вихря по средней линии находится зона сильного разряжения, образованная центробежными силами. И эта же область низкого давления создает центростремительные силы, удерживающие вихрь от развала. Чем опирается вихрь на ось вихреобразователя? Вакуумом. Ничем. Любое движение вихря относительно вихреобразователя приводит к увеличению нагрузки на него за счет увеличения плотности потока на стороне вихря противоположной направлению его перемещения. На новом месте вихреобразователь восстанавливает положение вихря, а вихрь опять стремится к стенке, так же как и стенка к вихрю…
Возникает постоянное и направленное перемещение синей стенки камеры к вихрю. В сторону направления центрального потока вихря. И оно ничем не скомпенсировано.
При такой стабилизации энергии вихря можно использовать и вариант отталкивания вихря от передней стенки камеры. Она на рис.7. показана красным цветом. Для этого достаточно приблизить среднюю линию вихря вместе с вихреобразователем к передней стенке чуть сильнее, чем это допускает одиночный кольцевой вихрь. Зона высокого давления будет стремиться отбросить вихрь от стенки, а вихреобразователь будет возвращать его на прежнее место. И камера начнет двигаться в том же направлении, что и в варианте «прилипания».
Очень интересен вариант одновременного использования и прилипания и отталкивания от противоположных стенок камеры. Как на рис.7. Он позволяет значительно повысить КПД движителя. Но, он требует очень точного определения местоположения вихря, вихреобразователя и точек касания вихря и стенок камеры. Замыкать камеру по профилю вихря нельзя, У боковых стенок камеры необходимо оставить свободное пространство. И потому вдоль боковой стенки камеры возникнет вторичный кольцевой вихрь с обратным направлением вращения, а вот для него полное повторение боковой стенкой камеры его кривизны может быть желательным.
Неподвижный вихрь и сетка.

Рассмотрим еще один вариант вихревого движителя. Он основан на торможении неподвижного вихря о сетку опоры. Сетка показана на рисунке черным штрихпунктиром. Смотрим на рис.8.
Поток вихря давит на опорную сетку, эта сила давления показана желтым цветом. В результате взаимодействия поток вихря отклоняется от линии нормального тока, сила, отклоняющая поток, показана коричневым цветом. Вихреобразователь удерживает вихрь в зоне взаимодействия, но на него реакция опоры через поток вихря полностью не передается. Она действует на вихрь. Кольцевой вихреобразователь не держит вихрь, он его только формирует. Вихреобразователь находится в зоне разряжения, где реакция опоры просто не может передаваться. Нечем.
Таким образом, опора — сетка отталкивается от вихря, а вихрь отталкивается от опоры. Условия отброса массы для обеспечения движения соблюдены. Вихрь, это подвижная система, но если его ось вращения зафиксирована вихреобразователем, то от нее он может отклониться лишь временно. Если взаимодействие с опорой не настолько сильное и не ведет к немедленному разрушению вихря, то оно может быть постоянным, обеспечивая постоянный тяговый момент движителя. Наверное, лучшие результаты такой движитель может обеспечить, если вихрь формируется в жидкой среде. Вода, ртуть…
Заключение.
Я все же позволю себе одну немного сборную цитату:
«… В прошлом веке и начале нашего трактаты по гидродинамике в основном состояли из длинных выкладок с использованием элементарных и специальных функций. …за этими выкладками никак нельзя было увидеть саму воду, нельзя представить, что она мокрая. Да и сейчас пишется немало работ, содержащих сложные и пространные результаты точной теории решения дифференциальных уравнений гидродинамики, весьма далекие от действительности.
…практическая ценность этих работ существенно снижается простым замечанием, что сами-то уравнения гидродинамики лишь весьма приближенно отражают многие важные физические явления.
…Вместо этого нужно посредством эксперимента и наблюдений постараться понять ведущие факторы, которые в тот или иной отрезок времени управляют процессом на том или ином участке.» [1]
Я был шокирован осознанием простого факта, что внутри вихря – пустота, и этим никто пользуется. Почему? Дальнейшие мысли крутились только вокруг этого. Как туда добраться и какие проблемы нужно решить, чтобы воспользоваться этим?
Важно было понять, что происходит и как.
Понимание у нас теперь есть, необходимые формулы — тоже. Последнюю точку в таких разработках ставит математика.

Вихри Бенара и Томпсона рассмотрены и хорошо описаны у Букреева:
Сайт Букреева и сайт с авторским материалами Букреева

SERGEI RODOMYSL пишет: Вихрь и вихревые движители
В последнее время в литературе появилось очень много статей........

много букв но всё бестолку. вы чё собрались в стакане вихрь делать?