Борьба за скорость - Ляпунов Борис Валерианович (читать книги полные TXT) 📗
Еще сравнительно недавно высоковольтные линии передавали электрическую энергию напряжением 110 тысяч вольт. Новые линии от волжских гидростанций-гигантов будут передавать в Москву, за тысячу километров, 10 миллиардов киловатт-часов в год при напряжении 400 тысяч вольт.
Миллионы киловатт, четыре сотни тысяч вольт, тысячекилометровые линии передачи — этого впервые в мировой технике достигнет советская энергетика.
В электро- и радиотехнике появилась новая область — высоких и сверхвысоких частот.
Токи высокой частоты дали новый способ тепловой обработки металлов и материалов. Токи сверхвысокой частоты в многочисленных радиоприборах служат для связи на расстоянии. Повышение частоты колебаний привело нас к радиолокации. Мы мечтаем о передаче энергии без проводов с помощью высокочастотных колебаний, и эта мечта — не беспочвенная фантастика.
«Быстрее» — лозунг не только авиации, машиностроения, транспорта. Быстрее стремятся вести химические процессы и плавку стали, самые разнообразные виды обработки самых различных материалов.
Высокие и низкие температуры, высокие и низкие давления стали теперь обычными для энергетиков, химиков, металлургов, машиностроителей и приборостроителей.
Техника высоких параметров.
Энергетики применяют уже сейчас давление пара в 90 атмосфер. А еще тридцать-сорок лет назад паровые установки работали при 12–18 атмосферах, перед Великой Отечественной войной — при 29 атмосферах. Выросла за то же время и температура пара — с 320–350° до 500–550°.
Впервые в мире создана у нас турбина мощностью в 150 тысяч киловатт при давлении пара в 170 атмосфер и температуре 550°.
Для плавки и тепловой обработки металлов нужны высокие температуры. Обработка металлов холодом, сжижение газов и другие химические процессы требуют низких температур.
Высокие давления в химии стали важнейшим средством увеличения выпуска продукции. Давление в 1 000 атмосфер применяется для производства аммиака, искусственного жидкого топлива, и химики уже рассчитывают повысить его втрое.
Увеличивая давление при производстве некоторых пластмасс до 4–5 тысяч атмосфер, можно добиться роста скорости процесса в 4–5 раз. В 4–5 раз больше получится готового продукта.
Новые химические продукты можно получить, перестраивая молекулы при высоких давлениях. И химики ведут исследования с огромными давлениями — в десятки тысяч атмосфер.
В лаборатории сверхвысоких давлений можно совершить «путешествие к центру Земли», — если и не до самого центра земного шара, где с чудовищной силой в миллионы атмосфер давит тело планеты, то далеко в глубь ее недр.
Там, в подземном царстве, которое создано химиками искусственно на земле, — свои необычные порядки. Как и при других «крайностях» природы, полученных нами, например при сверхнизких температурах, вещество приобретает новые, удивительные свойства. Так, создавая аппараты для сверхвысоких давлений, столкнулись с неожиданностью: вода, сжатая исполинской силой, стала… растворяться в стекле! Пришлось его заменить алмазом.
При больших давлениях непрозрачное вещество становится прозрачным, непроводник — проводником, а графит, если его еще сильно нагреть, мог бы превратиться в алмаз. Можно предполагать, что при давлении порядка миллиона атмосфер даже атом разрушится.
На очереди — химия сверхвысоких давлений.
И, кто знает, какие еще неожиданности встретят химики в царстве высоких и сверхвысоких давлений! Академик Зелинский считает, что возможно там и «благородные», «инертные» газы, как гелий или неон, которые мы сейчас не можем заставить вступать ни в какие соединения, — поведут себя иначе. Сейчас для того, чтобы ускорить реакции, прибегают к помощи катализаторов — посредников, ускоряющих ход процесса. Высокие давления, вероятно, положат конец господству катализаторов — и без них необычайно быстро пойдут реакции у химиков. Уже сейчас высокие давления при переработке нефти повышают качество бензина, дают больше ценных продуктов.
И если техника поможет химии создать аппараты для сверхвысоких давлений, мы добьемся новых успехов в расширении нашей власти над веществом. Высокие давления вместе с высокими температурами позволят осуществить не известные еще химикам новые реакции. Трудности велики. Чтобы получить давления в десятки и сотни тысяч атмосфер, нужны и прочные материалы и смелая конструкторская мысль.
Приборостроители, создавая вакуумные приборы — электролампы, радиолампы, фотоэлементы, рентгеновские трубки, — добиваются разрежения в миллиардные и даже тысячемиллиардные доли атмосферы.
И здесь трудности велики, и здесь нужны изобретательность, выдумка, тонкое инженерное искусство. Чтобы, например, заключить «пустоту» в стеклянную колбу лампы, надо выкачать весь воздух — насколько позволяют наши вакуумные машины, затем запереть пойманную пустоту — запаять баллон, не впустив обратно изгнанные молекулы воздуха, и держать ее в ловушке. А между тем, воздух хитер, он не хочет уходить. Его выгоняют в дверь — он лезет в окно: молекулы газа проникают в материал частей лампы и прячутся там, а когда в баллоне воцаряется пустота, — выходят наружу. Приходится прогревать лампу, чтобы выгнать воздух отовсюду, и прибегать к помощи особых химических поглотителей, жадно «съедающих» газ.
Космическая «пустота» так же нужна технике, как и чудовищные давления, господствующие в глубинах моря и недрах Земли, как и высокие и низкие температуры, которые встречаются в окружающем мире.
Это блестящая иллюстрация к замечательным словам Энгельса о том, что лишь на практике, вызывая природные явления своими силами и управляя ими, человек в состоянии доказать правильность и силу своего научного мышления.
Новейшие достижения техники нашего века — лучшее доказательство правоты этих слов.
Таковы победы современной техники, техники больших скоростей, сверхвысоких и сверхнизких параметров [4].
Нам пришлось, говоря об этом, прибегнуть к языку цифр.
Говорилось о тысяче километров в час, тысячах и десятках тысяч оборотов в минуту, давлениях в тысячи атмосфер.
Что же, однако, скрывается за победной симфонией цифр? Сейчас, в середине XX века, она звучит совсем иначе, чем в начале его. Иные времена. Если бы мы говорили о том же самом — о скорости, мощности, о всех величинах, с какими имела дело техника в начале века, — по-иному звучали бы тогда цифры.
Новые слова появились в нашем обиходе: скоростное и сверхскоростное резание, скоростная авиация, токи высокой частоты, химия высоких давлений. Их не было раньше. Большие скорости — детище нашего времени. В этом — один из генеральных путей техники. Заглядывая в будущее, мечтаем мы сейчас о полете быстрее звука, о новых, невиданных еще сверхскоростных машинах.
За победной симфонией цифр видим мы упорный труд людей — творцов этих побед. Мы гордимся, что трудом инженеров и ученых нашей родины создан фундамент великих достижений современной техники.
Если вдуматься в цифры, которые прошли перед нами, станет ясным, что в технике высоких параметров видны черты техники коммунизма.
Быстрее режется металл, быстрее работают фабрики и заводы — и больше производится вещей, нужных и разных. Горький сказал, что победа человека над мертвой материей — одна из самых удивительных побед человеческого ума.
Быстрее движутся поезда, плывут суда, летают самолеты — больше грузов перевозят они.
Больше мощности приходится на каждого из нас — значит, прибавляются наши силы, значит, у каждого из нас больше помощников для переделки природы. Легче наш труд и плоды его все прекраснее.
