Можно, если вы Никола Тесла.
Обратный клапан — одна из самых массовых деталей в технике. Устроен он просто: поток двигает шарик, тарелку или лепесток. Туда — открылся, обратно — сел на седло и закрыл проход.
Просто, понятно и очень дорого обходится. Каждая подвижная деталь тянет за собой длинный список расплат: она изнашивается, может заклинить, требует точного изготовления и уплотнений, увеличивает размеры и стоимость, а главное — ограничивает скорость срабатывания. Клапану нужно время: обнаружить смену направления, сдвинуть запирающий элемент, посадить его на место.
Отсюда дерзкий вопрос: а можно ли сделать клапан, в котором запирающего элемента нет вообще?
Оказывается, можно. В феврале 1916 года Никола Тесла подал заявку, а 3 февраля 1920 года получил патент США № 1 329 559 на устройство под названием valvular conduit — вентильный, или клапанный, канал. Ни шариков, ни пружин, ни заслонок, ни мембран. Только форма канала.
Гидравлический диод
Внутри канал выглядит странно: череда карманов, дугообразных обходных петель, разделителей струи и камер, где потоки снова сходятся. Симметрии нет ни в чём.
В разрешённом направлении основная часть жидкости идёт почти напрямик. Что-то заходит в боковые ответвления, но возвращается в главный канал сравнительно плавно. Потери есть, но небольшие.
В обратном направлении та же геометрия работает совсем иначе. Поток разделяется, часть его уходит в обходную петлю, разворачивается и возвращается навстречу основной струе. Дальше начинается: столкновение струй, вихри, интенсивное перемешивание, зоны торможения, многократные повороты — и, как следствие, резко возросшие гидравлические потери.
Тесла в патенте описал это точно: в «запертом» направлении жидкость разворачивается на 180 градусов дважды за секцию, тогда как в прямом — отклоняется…