Перелом (СИ) - Суханов Сергей Владимирович (книги хорошем качестве бесплатно без регистрации txt) 📗
Тем более что с начала сорок второго острота дефицита пьезоэлектриков была решена и без кварца. Ведь самих по себе пьезоэлектриков существует несколько сотен. В качестве палочки-выручалочки мы выбрали сегнетову соль. Это вещество было известно еще с 17го века — аптекарь во Франции по фамилии Сегнет (Сегнэ) применял ее для лечения болезней желудка, его же фамилия и стала названием этого вещества. И производство этой соли — простецкий процесс — недаром ее получали в столь далекие времена — винная кислота плюс поташ, затем добавить соды — и соль выпадает в осадок. Проще пареной репы. Это не сотни и даже тысячи атмосфер, а также сотни градусов, что необходимы для выращивания кварца, точнее, для повторения природных условий, в которых он выращивается. Эту соль можно приготовить даже в домашних условиях. И вырастить из нее кристаллы — тоже, точно так же, как мы в школе выращивали "коралловые ветки" из медного купороса, только вместо затравки надо использовать не проволоку, обмотанную шерстяной ниткой, а кристалл самой соли. Ну и аппаратура у нас была — не трехлитровая банка, а термостат.
Причем пьезоэффект сегнетовой соли был в три тысячи раз сильнее, чем у кварца. В три тысячи раз. Легкий удар молотком по достаточно крупному кристаллу мог сгенерировать напряжение свыше двухсот вольт. В СССР даже разрабатывались системы полевой связи по телефону, не требующие питания — установленная в качестве мембраны пластина из сегнетовой соли генерировала достаточно напряжения, чтобы оно смогло пройти несколько километров до другого аппарата.
Собственно, и само изготовление кристаллов этой соли было хорошо освоено во всем мире, в том числе и в СССР. Правда, больше в лабораторных условиях, по несколько грамм. Но и эти количества нас вполне устраивали — мы начали выпускать радиостанции со стабилизацией частоты на основе пьезоэлементов из сегнетовой соли уже с начала срок второго года, причем сразу по десятку аппаратов в сутки — прежде всего для авиации и танкистов, то есть там, где требовалась высокая стабильность частоты. В самолетах — понятное дело, пилоту особо некогда постоянно подкручивать рукоятки регулирования, а в танках для этого выделялся отдельный член экипажа, который занимал лишний заброневой объем, а он — штука дефицитная, из-за радиста вес танка повышался где-то на две тонны.
Мы, правда, от радиста-то избавились, но объем не уменьшили — в старых танках и самоходках и смысла не было, да и в новых нашлось чем его занять — дополнительный боекомплект, топливо, более мощные, а следовательно и более объемные воздушные фильтры еще никому не вредили. Со старыми радиостанциями от радиста избавиться и не удалось бы — постоянная тряска, изменение температуры, влажности — все это воздействовало на аппаратуру, меняло положение витков в катушках индуктивности, расстояние между обкладками конденсаторов — и частота плыла, так что хочешь что-то услышать — возвращай ее обратно подкручиванием рукояток. В аппаратуре со стабилизаторами такое подкручивание выполнялось схемой устройства — несколько дополнительных конденсаторов, резисторов, ламп и пьезоэлементов заменяли человека — внутренние объемы совершенно несопоставимые. Правда, поначалу мы ставили на каждую радиостанцию только по одному пьезоэлементу, что снижало количество доступных частот, а следовательно и гибкость, и защищенность радиосетей, но где-то с лета сорок второго, удовлетворив первый голод на стабилизированные радиостанции, мы начали наращивать возможности аппаратуры — ставить по два, три, пять пьезоэлементов, рассчитанных на свои диапазоны, точнее — линейки, наборы — частот.
Глава 21
Эти же кристаллы сегнетовой соли мы использовали и для взрывателей кумулятивных снарядов — разброс времени подрыва по сравнению с механическими системами резко уменьшился, что позволило применить более эффективные схемы кумулятивных воронок — теперь нам не надо было делать их исходя из худших условий подрыва. Хотя и механические взрыватели оставили — для дублирования. Дублирование требовалось, так как пьезоэлементы на сегнетовой соли, хотя и выдавали гораздо большее напряжение, чем кварц, но были менее надежными.
Так, уже при температуре в 56 градусов они начинали разлагаться, что требовало дополнительных телодвижений. Ведь, скажем, в радиоаппаратуре присутствуют довольно горячие лампы, и температура запросто может превысить и шестьдесят градусов. Пришлось ставить пьезоэлементы в отдельные термобоксы, вводить отдельные радиаторы и принудительную вентиляцию. В снарядах для танковых орудий мы вообще пока не стали применять эти элементы — нагреться в стволе они могут запросто, особенно после интенсивной серии выстрелов, а вентилятор на снаряд уже не поставишь, да и брать в стволе холодный воздух неоткуда. И нагрузить экипаж отслеживанием за тем, чтобы снаряд с таким взрывателем находился в стволе не больше минуты — тоже не выход — у экипажа и без того забот хватает. Вот на РПГ, а позднее и на РС ставить такие взрыватели ничто не мешало — вероятность их сильного нагрева невелика, особенно если будут следить за тем, чтобы не держать оружие на солнце или близко к источникам тепла.
Но у сегнетовых кристаллов были и другие недостатки. Например, они были водорастворимы, хотя это и решалось закаткой в целлулоид или другой пластик. Еще они были хрупкие, так что требовалось защищать их от вибраций. Впрочем, тонкие кристаллы использовали только в радиоаппаратуре, а ее и так надо защищать от вибраций, ну и мы еще дополнили виброзащитой термобоксы. А в снарядах РПГ и РС ставились сравнительно толстые кристаллы, которые лучше выдерживали вибрации при полете, к тому же мы ставили их через резиновые прокладки. Тем не менее, радисты и экипажи всегда держали при себе комплект сменных пьезоэлементов, а из кумулятивных выстрелов не срабатывало семь процентов — высокая величина, хотя, наверное, далеко не всегда из-за пьезокристаллов.
Как бы то ни было, сегнетовые кристаллы как-то позволили нам продержаться до начала массового выпуска кристаллов из кварца. И еще послужат какое-то время, так как уж больно большой их объем мы сейчас выпускали. Начали мы, как я говорил, с лабораторных объемов — по несколько сот граммов в сутки с десятка-другого лабораторных постов. Впрочем, и в СССР до начала войны была примерно такая же ситуация. Исследования по промышленному выпуску кристаллов были инициированы в 1934. Правда, несколько лет было потрачено на изготовление кристаллов из сахарозы (а ее кристаллы — тоже пьезоэлектрики!). Зато набили руку на выращивании кристаллов, поэтому, наконец взявшись в 1939 за выращивание кристаллов сегнетовой соли, уже в 1940 м году вышли на полузаводской уровень производства, а в 1941 — на заводской. Причем на выращивание кристалла весом 1,4 килограмма уходило всего 40 дней, тогда как в Физтехе подобные кристаллы вырастали за полгода — просто за счет других параметров. Причем технологию выращивания кристаллов разработали всего за полгода, и всего два — два! — человека — Николай Наумович Шефталь и его лаборантка.
С началом войны организовали завод, причем в качестве термостатов использовали деревянные бочки по 700 литров — первый же урожай с двадцати бочек дал 329 килограммов монокристаллов. В мае 1942го был разработан динамический метод выращивания кристаллов — с перемешиванием раствора. Именно этот метод мы и получили, когда наладили контакты по обмену научной и технологической информацией, так что две-три сотни килограммов в месяц было для нас не проблемой. А потом — уже мы придумали не перемешивать раствор, а вращать в нем саму затравку с кристаллом — рост стал еще быстрее. Так что проблем с пьезоэлектриками в общем-то не было, и дополнительные объемы кварца лишь улучшат и расширят их использование — так, температурная стабильность кварца в качестве генератора частоты все-таки выше, чем у сегнетоэлектриков — примерно в три-пять раз, что означает, что для радиостанций на кварце потребуется еще реже подкручивать рукоятку подстройки — да, хотя ее уже не надо крутить почти постоянно, как на вообще нестабилизированных радиостанциях, но раз в десять-пятнадцать минут — требовалось, именно из-за изменения температуры окружающей среды. Сейчас потребуется еще реже, а может и вообще не потребуется — посмотрим. А вот в танковых снарядах более широкое применение кварца будет очень кстати — это позволит применять более эффективные формы кумулятивной облицовки, что с появлением у фашистов новых танков и все более широким использованием противокумулятивных экранов становится очень актуальным.
