Техника - молодёжи 1952-08, страница 7

Рис. Л. СМЕХОВА и С. ПИВОВАРОПА

реактивных двигателей. Наконец еще более сложные формы движения газов имеют место в турбинах и турбо-компрессорах, где водяной пар или иной газ движется, искривляя направление своего движения и за счет этого искривления взаимодействуя с лопатками турбины или кох»прессора.

Внешне турбина или, теь; более, реактивный двигатель кажутся более простыгли, чем, окажем, поршневой двигатель. У турбины единственная вращающаяся деталь — ротср с лопатка <ш. У реактивного двигателя воооще может не быть подвижных (металлических деталей.

Но эта простота только кажущаяся. Движения несравненно оолее сложных форм господствуют в этих машинах. В движении участвуют не жесткие детали, а стремительные пстоки молекул газа. Не прост! te вращательные движения колес или поступательные движения рычагов совершаются здесь, а бушуют раскаленные ураганы. Впрочем, слово ^ураган» тут применено не совсем в обычном смысле. Речь идет не о явлении природы, не подчиняющемся человеку. Здесь мы имеем, так сказать, точно и изящно организованный ураган. Вихри и потоки газов устремляются по указанным человеком направлениям и производят заранее рассчитанную работу.

Механизмы, в которых совершаются э ги формы движения, начинают находить в технике все более и более широка применение. Нередко, кроме газа, в них вводятся в качестве эвена и жидкости. Например, оэычные коробки скоростей и редукторы, представляющие комбинации зубчатых колы: и служащие для изменений скорости враще ния, начинают все чаще заменять гидромуфтами. Здесь насос качает жид:: есть, а турбина снова преобразует ее сложное движение во вращательное движение вала. При этом можно получать различные соотношения между числом оборотов вала насоса и вала турбины и плавно переходить от одного соотношения к другому,

что невозможно в обычных коробках скоростей с зубчатыми колесами.

Нет сомнения в том, что жидкие и особенно газообразные элементы будут все чаще и чаще входить в конструкции разнообразных машин и механизмов.

Однако любые механизмы, включающие хотя бы одно твердое и неизменяемое звено, например сопло в реакти вном двигателе, непригодны для преоСразовыванля в них энергии, имеющей весьма высокую концентрации. Если, например, в сопло реактивного двигателя направить газ весьма высокого давления и температуры, го материал, из которого изготовлена это сопло, сгорит, испарится или расплавится. Чтобы избежать этого, приходится охлаждать соответствующке части двигателей, Весьма остроумным является известное предложение Циолковского производить охлаждение сопла горючим, немедленно поступающим пссле этого в работу. В этом случае охлаждение не приводит к потэрям энергии. Однако этот способ охлаждения недостаточно эффек гиЬен, и во многих случаях приходится применять такое охлаждение, которое отводит избыток тепла без возможности его полезного применения. Таково охлаждение значительной части обычных моторов внутреннего сгорания.

Но никакое охлаждение не может избавить от разрушения самые прочные материалы, если температуры газов превышают 3000 — 4000° и давления поднимаются до десятпов тысяч атмосфер.

Между тем такие температуры и давле ния теперь достигнуты и легко мо^ут быть превзойдены, например, при обычном взрызе, не говоря уже о применении атомного горючего.

Таким образом, приходится признать, что человечество в настоящее время нашло источник и энергии таких мощностей, управлять которыми обычными способами невозможно. Между тем потеря _t возможности управления энергией в значительной мере обесценивает

наиболее интересные в научном и практическом отношении ее формы, отличающиеся весьма высокой концентрацией. Сюда можн э отнести, в частности, энергию концент-рированнсго электрического разряда, энергию взрыва, как обычного, так и атомного, и мноюе другое.

Очевидно, что основной причиной, вызывающей невозможность управления энергией сверхвысоких концентраций, является разрушение ею жестких частей любых ма-

йви?кение струй пара или газа между лопатками статора и ротора турбины как пример движения в механизме, в котором движущиеся и неподвю сные металлические детали сочетают с я со сложными струями га. ia.

^ > О ЛАТКИ

hi квнг ротора

ПА*» ЧИН ГМА

шин или механизмов. Например, при дав\ениях в сотни тысяч атмосфер, получаемых при обычном взрыве, сталь течет подобно жидкости и сжимается, почти как газ.

Таким образом, все части механизмов и машин начинают вести себя при весьма сильных воздействиях подобно жидкостям или газам.

Отсюда вытекает задача для теории и практики ближайшего будущего — создать механизмы, сп\ошь состоящие из жидких или газообразных элементов.

Чтобы убедиться в возможности создания механизма, состоящего только из жидких или газообрас-

Движение элементарного объема г а за в сопле реактивного двигателя как пример сложного движения газа в сочетании с простым ь неизменным направляющим механизмом.

ных элементов, достаточно взять в руки обычный стакан с обычным нарзаном или другой газированной водой и внимательно понаблюдать за происходящими явлениями.

5