Техника - молодёжи 1951-12, страница 17
Кандидат фнзнко-математнческнх наук Б. КАЖИНСКИИ Лауреат Сталинской премии инженер А. КАРМИШИН Ряс. В. ФИЛАТОВА н Л. БАШКИРЦЕВА Мы живем на дне бескрайчего пятого океана, окружающего весь земной шар. Четыре других океана изображаются на географических картах синей краской. Мы не очень много знаем о их предельных глубинах, но есть основания полагать, что там царство вечного мрака и покоя. И только постоянные слабые течения, не меняющие столетиями ни своего направления, ни силы, нарушают в некоторых местах этот покой. Не таково дно пятого океана — дно атмосферы. Над ним постоянно взвихриваются, переплетаются, борются друг с другом воздушные течения. Они переменны и по силе и по направлению. Среди них есть и более постоянные, дующие по полгода в одном направлении, и менее постоянные, меняющиеся через каждые несколько часов. Есть почти неуловимые, неспособные шевельнуть листка дерева зефиры. И есть чудовищные ураганы, смерчи, вырывающие с корнем столетние деревья и разрушающие жилые постройки. Но и те, и другие, и третьи возникают из-за того, что солнце неравномерно нагревает отдельные области земли и менее нагретые участки воздуха сползают, вытесняют более нагретые. А более нагретые сопротивляются этой агрессии, и начинается борьба воздушных потоков. Энергия, заключающаяся в этих воздушных потоках, огромна. Она значительно превосходит энергию синего угля—гидроресурсы — или энергию ископаемых топлив, и жидких и твердых, вместе взятых. В энергетическом балансе Советского Союза она составляет 71«/0 среди всех других учтенных видов энергии! Академик П. П. Лазарев определил, что энергия угля, ежегодно сжигаемого во всем мире, в 3 тысячи раз меньше той энергии, которую может за это время дать ветер! * * * Человек издавна пытался использовать энергию воздушного океана. Он поднял над судном на реях кусок полотна, ветер уперся в него своей упругой рукой, парусное судно птицей полетело по глади океана. Этот ветер нес корабли Беллинсгаузена в Антарктиду, а суда Крузенштерна и Лисянского вокруг всего земного шара. Человек сколотил из тонких досок крылья ветряной мельницы, и ветер стал заправским мукомолом. Он трудолюбиво вертел жернова, а иногда двигал поршень водяного насоса.' Но дальше этого дело не шло в течение многих столетий. Иа карге слева показаны запасы голубого угля на территории европейской части Советского Союза. Цифры под ветросиловыми станциями условно обозначают среднегодовые скорости ветра в метрах в секунду в данном районе. Ветер оказался очень капризным работником. Непостоянность его вошла в поговорку. Надеяться на него было очень трудно. Паруса корабля могли неделями бессильно висеть на реях в самой середине океана — это состояние называлось штилем, или, наоборот, разлетались в клочья от неистовых ударов урагана. Крылья ветряной мельницы в щепки разносило порывами бури, а иногда они месяцами стояли, не шелохнувшись. Приручить ветер, научиться получать от него постоянную работу оказалось значительно труднее, чем научиться использовать другие источники энергии. Поэтому развитие ветроэнергетики отстало от развития других форм получения энергии. Взгляните на карту, иллюстрирующую эту статью. На ней условно изображены запасы энергии голубого угля на европейской территории Советского Союза. 70°/0 ее имеют среднегодовые скорости ветра пять и более метров в секунду. Это обеспечивает для ветросиловых установок 200 - 250 рабочих дней в году. А со всей территории Советского Союза по расчетам можно получить от ветра до 20 триллионов киловатт-часов электроэнергии в год. И из всего этого почти бесконечного моря энергии сотни тысяч сельских ветряных мельниц в течение многих столетий в прошлом использовали лишь ничтожные капли! Есть русская поговорка: «носить воду в решете» — синоним бесплодного, бессмысленного занятия, — ведь вода протекает сквозь решето не задерживаясь. Точно так же протекает ветер сквозь несовершенные крылья старых ветряных мельниц, не отдавая им и 10°/о своей энергии. Поэтому могли работать эти мельницы только при сильном ветре. Заставить ветер работать ровно и постоянно, без перерывов и рывков, обуздать, приручить этого бунтаря и лентяя — вот задача, которую ставили перед собой многие ученые во всех странах мира. Основные успехи в этой области техники принадлежат русским ученым. Ч v- Лринципиа.гъная кинематическая схема ветросиловой установки В. П- Ветчинки-на а А. Г Уфиыцева. При повышении скорости ветра выше нормальной поворачиваются лопасти ветряка и сдвигают втулку /, которая, перемещаясь, тянет за собой груз 2. Как только скорость ветра упадет, груз, опускаясь, возвращает лопасти в рабочее положение. Вращение ветряка передается инерционному аккумулятору 5 и генератору 4 через мУфту 3, которая отключает ветровое колесо, как только его скорость падает ниже рабочей. В эти периоды инерционный аккумулятор 5 отдаст запасенную в нем энергию генератору 4. Слева — общий вид ветросиловой установки в Курске. В конце прошлого и начале этого века замечательный русский ученый Н. Е. Жуковский заложил основы аэродинамики. Такие сложные процессы. как обтекание струями воздуха самолетного крыла любого профиля, поведение вихрей и водоворотов, он сумел описать скупыми математическими 17 |
