Человек в воде

Теперь о собственно водоворотах, хотя суводь была типичным примером и частным случаем «прибрежного» водоворота. Когда на дне реки лежит огромный камень, или коряга, или затонувшее судно, вода, набегая на препятствие, создает поперечный вал, хорошо различимый на поверхности реки. За ним возникает некоторая зона пониженного уровня, в которую сверху и с боков устремляются потоки воды, закручиваясь водяными вихрями. Чем больше препятствие и быстрее скорость течения, тем мощнее водоворот. Однако, вследствие непрерывности потока воды, поступательное движение даже в самом центре водоворота сохраняется, и любой предмет, попавший сюда, уносится дальше по течению.

Значительно менее интенсивные водоворотные зоны, но большие по протяженности, отмечаются при соприкасании двух потоков, текущих с разной скоростью, – в народе такие места называются «майданами». Встречаются они при впадении быстрой реки в реку с более спокойным течением; в половодье – при слиянии медленного потока, стекающего по залитой паводком широкой пойме, с потоком, несущимся по коренному руслу; за хвостом стоящего на быстрине острова, когда два разделенных рукава вновь соединяются, имея в некоторых случаях разные скорости. Возникшие на границе двух таких потоков завихрения не увлекают вглубь плавающие предметы. Захваченные на мгновение вихрем, они могут проделать вращательную траекторию, быть развернуты двумя потоками так, что останутся в каком-нибудь из смежных, либо выходят из этой зоны, затормозив свое движение.

Наконец, о тех воронках, которые действительно затягивают. Впервые мы встречаемся с ними, выпуская воду из ванны или раковины, сливая в школьном кабинете растворы из сосудов с отверстием в дне или нижней части стенки. При этом наблюдается ограниченное небольшим пространством вращательное течение жидкости с уходящей к сливному отверстию конусовидной воздушной полостью.

Воронкообразование в жидкости со свободной поверхностью встречается нередко и в технике. Например, авиационные специалисты обнаруживали эти явления при опорожнении самолетных баков с горючим; теплоэнергетики отмечали возникновение воронок на входе воды в спускные трубы паровых котлов. Более крупные воронки могут возникать у различных гидротехнических сооружений: во время опорожнения шлюзных камер, у водосливных плотин, возводимых с целью регулирования стока в водохранилищах.

Возникновение вихревых воронок вызывается многими причинами. Главная состоит в том, что жидкость подходит к сливному отверстию с разных направлений и с разными скоростями. Такая неравномерность может быть обусловлена эксцентричным расположением сливного отверстия, формой дна, стенок, неровностей на них. Так как жидкость не может менять направление своего движения под прямым или острым углами и движется по плавным кривым, то появляется закручивающий момент. При этом, как и в случаях вихревого движения без слива воды, отмечается такая закономерность: чем ближе частицы жидкости к «оси» кругового движения, тем больше скорость их вращения. При сливе воды по мере приближения к центру вращения центробежные силы, разбрасывающие частицы жидкости к периферии, начинают превышать силы гидростатического давления. С этого момента сплошность жидкости вдоль оси вращения разрывается, образуя так называемый «воздушный шнур» или «воздушное ядро» воронки, имеющее более широкий диаметр в верхних слоях и более узкий – в нижних.

Воронкообразования в технике стремятся избежать всюду, где оно может возникнуть, так как прорыв воздуха в воронки снижает пропускную способность сливного отверстия: на шлюзах – увеличивается время опорожнения камеры; на ГЭС – снижается коэффициент полезного действия турбин; на насосных станциях – уменьшается поступление воды при водозаборе насосами или самотеком.

Где еще могут возникать вихревые воронки? В море при кораблекрушении, вследствие того, что многие помещения тонущего судна еще не затоплены, и вода устремляется в них. Поэтому морякам предписывается во время кораблекрушений отплывать на безопасное расстояние от места погружения судна, чтобы не оказаться втянутыми в эти кратковременные воронки, ибо они способны поглотить все плавающее на поверхности. Кроме того, опрокидывание тонущего корабля может вызвать большую волну, способную перевернуть шлюпки и накрыть плавающих поблизости людей.

Я уже упоминал о предубежденности многих в том, что в реках будто бы есть участки русла, где вода устремляется в подземный рукав, образуя начало подземной реки. Там, по мнению некоторых, и могут возникать воронки, затягивающие в себя людей. Да и как тут мыслить иначе, если газетные страницы, рассказывая об успехах буровиков в изыскательских партиях, пестрят, например, такими броскими заголовками: «Двухэтажная река», «Река под рекой…». Как же тут не поверить в воронки?