MAPC–I
Само свершение это — чудо.
С борта тяжелого искусственного спутника Земли, выведенного на околоземную орбиту, стартовала ракета с автоматической межпланетной станцией «Марс-1» — стартовала к планете Марс!
И каждый прибор этой станции — чудо. Послушные человеку, находящемуся на Земле, они осуществляют большую заданную программу. Исследуют, прощупывают дорогу к Марсу, ведут радиопередачи, будут фотографировать загадочную планету и передавать ее изображение на Землю!
Человеческая мысль, воплощенная в сгустке в этих приборах, пульсирует за сотни миллионов километров от Земли — колыбели человечества, в глубинах космоса. Видеть и слышать на подобные расстояния — такого еще не было.
Но, может быть, самое чудесное — точность и последовательность, с которыми советская наука осуществляет поражающую воображение программу исследований космоса. Одну за другой прокладывает советский человек дороги в межзвездное пространство, снова и снова открывает пути для всего человечества.
Запуск автоматической межпланетной станции «Марс-1» осуществлен в канун сорок пятой годовщины Великого Октября. Гром наших кораблей, стартующих в космос, — многократное победное эхо исторического залпа «Авроры», первого корабля революции.
Ракета в рабочей спецовке
Рисунки В. Логовского
Беловато-голубая огненная струя впилась в камень. Брызнули и разлетелись в стороны мелкие осколки. А факел все дальше и дальше проникает в глубь земли. Через два часа скважина в двадцать метров глубиной готова.
Что же это за чудодейственный факел? Скважину пробила реактивная струя.
С помощью такой струи, как известно, современные самолеты преодолевают огромные расстояния в ничтожно малое время, космические корабли выходят в межпланетное пространство. Ученые помогли ей приобрести и земную профессию.
Советские ученые член-корреспондент Академии наук Казахской ССР профессор А. В. Бричкин и А. Л. Качан предложили способ термического бурения.
Термобур — это земная ракета. В ее реактивном приборе керосин сгорает в кислороде. Раскаленные до температуры 3500 градусов, газы вырываются из сопла со сверхзвуковой скоростью. Энергия в миллионы килокалорий сосредоточивается на небольшом участке — месте пробиваемой скважины. При огненном бурении каждая частичка газа работает, как маленький резец или отбойный молоток.
Самые совершенные механические буры проходят крепкие породы со скоростью 25–40 сантиметров в час. Турбобур за это же время — 10 метров. Коэффициент полезного действия ракетной буровой установки в 15–20 раз выше, чем механических.
Реактивная струя пришла на помощь и людям древнейшей профессии — камнетесам.
На Бамбакском карьере под Ереваном ведется нарезка камня. Огненный резец, прибор, спроектированный и внедренный группой профессора А. В. Бричкина, легко обрабатывает поверхность любой плотности. Он способен создавать рисунки, барельефы.
В Казахстане начали изготовлять многосопловую реактивную установку. Несколько реактивных струй одновременно направляются на горную породу и вырезают из монолита ровные каменные плиты.
Работами казахских ученых заинтересовалось Министерство строительства электростанций СССР. Был поставлен вопрос: а не сможет ли реактивная струя резать и сверлить бетон? Сотрудники группы профессора А. В. Бричкина после многочисленных опытов ответили на него утвердительно. Решено создать самоходные установки для обработки бетона и применять их при строительстве теплоэлектроцентралей. Термический метод может быть внедрен и на судостроительных верфях.
Лампа — чудесница
Экран телевизора ярко засветился и погас.
— Опять лампа перегорела, — в сердцах сказал владелец телевизора. — Но какая?..
Любой телевизор или радиоприемник «начинен» обычными радиолампами. Они получили широкое распространение в технике. Статистикой установлено, что во всем мире сейчас работает свыше двух миллиардов радиоламп около 30 тысяч различных видов. Их размеры колеблются от косточки вишни до многолитровой бутыли. Внутри этих ламп хитроумно переплелись детали из дорогих металлов. Главная среди них — катод. Это нить из особого тугоплавкого материала, при накаливании она становится источником электронов.
Самый большой недостаток этих ламп — их невысокая надежность. При накаливании катод постепенно испаряется, и в какой-то" момент лампа перегорает.
Этого недостатка лишены полупроводники, которые получают все большее применение в радиоприборах.
Исследователи Физического института Академии наук СССР пошли еще одним путем. Группа сотрудников под руководством Л. Н. Кораблева создала газоразрядную лампу с холодным катодом. До сих пор считали, что холодные катоды нельзя применять ни в электронных приборах, ни в радиоприемниках, потому что зажигание с их участием происходит с замедлением. Работникам Физического института удалось устранить этот недостаток.
Основное преимущество газоразрядных ламп — простота их устройства. Лампа состоит всего из шести деталей. Современная же электронная лампа включает 60–90 деталей, сделанных с высокой точностью.
Газоразрядные лампы обладают свойством самоиндикации. Возбужденный газ в них светится, отражая своим свечением характер работы каждой ячейки электронного устройства. Это облегчает наблюдение за работой агрегатов, у которых тысячи отдельных ячеек.
Маленькие «бусинки» с металлической начинкой стоят в десять раз дешевле, чем электронные лампы, а сроки их службы почти в сто раз больше — до 100 тысяч часов.
Берлинская газета «Националь цейтунг» так отозвалась об этом новом приборе: «Советскому исследовательскому коллективу принадлежит честь в том, что сделан новый важный шаг во всей электронике. Их открытие представляет собой настоящую техническую революцию…»
Прозрачная сталь
Метеорит угодил прямо в купол обсерватории. Стекло мягко спружинило и отбросило метеорит прочь. Такие чудесные купола до сих пор можно было встретить лишь в зданиях, построенных где-нибудь на Луне… писателями-фантастами.
Чтобы осуществить это в жизни, потребовался бы материал твердый, как сталь, прозрачный, как стекло, и легкий, как алюминий. Кроме того, он должен был бы легко переносить резкие перепады температуры, быть жароустойчивым.
Ну что ж, такой материал есть. Фабрика природы не удосужилась создать его, пришлось подумать об этом людям. Этим и занялись работники Института стекла.
Почему именно стекла? Да потому, что стекло обладает такими свойствами, с которыми не сравняются ни металл, ни керамика, ни пластмасса. Изделия из стекла можно получать отливкой, прокаткой, прессованием. Стекло шлифуется и обтачивается резцом, сверлится и полируется. Стекло легко вытягивается в нити и выдувается в тонкие сосуды.
Но есть у стекла и недостатки: хрупкость, малая прочность. Избавиться от этих пороков, сохранив все положительные стороны стекла, — такую задачу и поставили перед собой советские ученые.
Сырьем послужил обычный песок — кремнезем. В него добавлялись различные присадки. Благодаря этим добавлениям в конце концов удалось получить не аморфный материал, каким является обычное стекло, а кристаллический.
Кристаллическое стекло назвали звонким именем — «ситалл». По виду это обычное стекло, но «характер» у этого стекла оказался стальным.
Качества ситалла превосходят качества многих известных людям материалов. Некоторые из ситаллов необычайно жаропрочны. Они не плавятся при температуре 1400 градусов. Конструкции из ситалла выдерживают мгновенные повышения и понижения температуры до тысячи градусов. Ситалловые сосуды «не боятся», смеси серной и азотной кислот. Даже самые «агрессивные» соединения хлора ничего не могут поделать с ситаллом. Двое суток при 300 градусах тепла простояли эти соединения в ситалловых колбах — и никакой реакции.
Экономическая выгодность ситалла очевидна. Вот простой пример. Наконечник для гидромонитора из нержавеющей стали стоит около десяти рублей. Ситалловый — в десять раз дешевле, а работает он в четыре-пять раз дольше стального.
Возможности нового материала очень широки.
Электронная энциклопедия
Человек накапливает и хранит в своей памяти множество сведений, необходимых ему в работе и жизни. Но запомнить цифры, диаграммы, формулы, даже в пределах узкой профессии, невозможно — таким широким стал круг вопросов, которые необходимо знать специалисту. Жизнь ежечасно требует от нас ответов на многие задачи.
Функцию «запасной» памяти, которая хранит все множество накопленных людьми знаний, выполняют книги, справочники, кинофильмы. Прибегнуть к этим помощникам человека не всегда удобно: то нет нужного справочника или фильма под рукой, то необходимые сведения разбросаны по разным источникам и отыскать их довольнр сложно.
Хорошо бы иметь такую энциклопедию, которая быстро подбирала бы необходимые сведения и выдавала их людям по первому требованию. Такую задачу сможет выполнять информационнологическая машина — своеобразная электронная энциклопедия, которая разрабатывается учеными Всесоюзного института научно-технической информации.
Поиск нужного материала, заложенного в нее, будет производиться на основе смысловой связи между отдельными понятиями и словами. Если в машину ввести понятие «турбина», то она отберет сведения по всем турбинам вообще. Если добавить понятие «паровая на 100 тысяч киловатт», информация уточнится, станет более конкретной.
В институте предполагают, что со временем можно будет «издавать» различные типы электронных «энциклопедий» — от универсальной до портативной.
До сих пор на пути создания небольших электронных машин стоял размер модулей — основных элементов, из которых собираются различные устройства машин. Сокращение размеров модулей идет с каждым годом все быстрее. Уже сейчас 1 000 модулей сможет занимать объем спичечной коробки. И если раньше электронное устройство, состоящее из двухтрех тысяч модулей, было размером с платяной шкаф, то сегодня его можно будет разместить в маленьком чемоданчике.
Работники института исследуют возможности наделить машину «зрением» и «слухом». В недалеком будущем, как они думают, электронные энциклопедии смогут, «выслушав» вопрос человека, не только правильно ответить на него, но и показать диаграммы, схемы, фотографии на небольшом телевизионном экране, которыми они будут снабжены.
В одной упряжке
Современные паросиловые установки, в том числе на ГРЭС, используют лишь немногим больше одной трети тепла от сгорения топлива, остальное буквально вылетает в трубу.
Ученых давно занимал вопрос: можно ли создать такую установку, которая с наибольшей пользой использовала бы получаемое тепло и другие продукты сгорания, например газ?
За последние годы энергетики разработали ряд конструкций газовых турбин, но и они тоже используют лишь около трети тепла.
Инженеры Ленинградского центрального котлотурбинного института имени Ползунова (ЦКТИ) совместно с работниками Сибирского отделения Академии наук выдвинули идею — соединить в одной установке оба цикла получения электроэнергии: паротурбинного и газотурбинного. По расчетам выходит, что такая установка будет более компактной, на нее потребуется меньше металла, а затраты на строительство сокращаются на тридцать-тридцать пять процентов. Но самое главное — повышается экономический показатель. Парогазовая установка расходует на десять-пятнадцать процентов топлива меньше, чем существующие станции на выработку того же количества электроэнергии.
В настоящее время парогазовая установка уже монтируется на Ленинградской государственной электростанции № 1. Парогазовая установка выглядит необычно: у нее нет котельного цеха. Его заменил парогенератор. Топливо здесь сгорает при повышенном давлении. Полученный водяной пар направляется в паровую турбину, а продукты сгорания, вместо того чтобы просто вылететь в трубу, проходят через газовую турбину.
Таким образом, в парогазовой установке используются два рабочих тела — пар и газ, а не одно, как в существовавших до сих пор. Парогазовые установки используют не треть, а половину получаемого тепла. Инженеры считают, что это на предел, можно будет еще больше повысить коэффициент полезного действия.
Новые парогазовые установки будут применяться на теплоэлектроцентралях. По расчетам единичная мощность парогазовой установки может быть доведена до 400 тысяч киловатт. Это больше, чем половинная мощность Днепрогэса.
