Техника - молодёжи 1961-01, страница 6

РАКЕТЫ-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Магнитогидродинамика — так называется раздел физики, изучающий движение ионизированных жидкостей или газов в магнитном поле.

Представим себе, что в атомном реакторе или в обычной топке нагревается до высокой температуры и ионизируется мощный поток газа. За счет расширения газа тепловая энергия его преобразуется в направленную кинетическую энергию. Такое устройство напоминает обычную электрическую машину, в которой направленная кинетическая энергия металлических проводников, пересекающих магнитное шле, преобразуется в ток. Однако в первом случае мы имеем, по существу, генератор, непосредственно превращающий тепловую энергию в электрическую» причем замена металлических проводников перемещающимся газовым потоком значительно упростит конструкцию генераторной установки.

Известно» что при низкой температуре газы являются изоляторами. С повышением же температуры степень их ионизации увеличивается. Однако даже при температурах 2000—3000° концентраций заряженных частиц положительных ионов и свободных электронов в газе еще невелики и его электропроводность во много раз меньше электропроводности металлов. Чтобы добиться положительного результата при температурах, достигаемых сегодня, в газовый поток необходимо вводить извне заряженные частицы, которые значительно увеличивают его электропроводность. Последнего можно добиться, если, например, распылять в газовом потоке легко ионизирующиеся вещества (натрий, калий, цезий) или «впрыскивать» свободные электроны с помощью специального термоэлектронного катода.

Индукционное напряжение, которое можно получить при взаимодействии магнитного поля с ионизированным потоком газа, пропорционально силе магнитного поля и скорости истечения газа. Поэтому, разрабатывая конструкции магнитогидродинамических генераторов, ученые стремятся использовать очень высокие разности давлений, чтобы заставить газовый -поток двигаться со сверхзвуковой скоростью. Сверхзвуковые аэродинамические трубы и ракеты доказывают, что этот вопрос практически также разрешим.

Вышеописанные три метода непосредственного .преобразования тепловой энергии в электрическую позволяют значительно увеличить максимальную температуру цикла тепловых двигателей и тем самым повысить их кпд до 0,5—0,6 с одновременным снижением капитальных затрат.

ГАЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ БАТАРЕИ

Часто новое проникает внутрь старого, веками проверенного процесса, и тот становится одновременно и тем же и качественно другим. Это сейчас происходит с давно известными электрохимическими источниками тона. Химическая энергия в них превращается непосредственно в электрическую. Но электроды таких батарей дороги (они изготовляются из цинка, свинца или ртути). А нельзя ли не «сжигать» в батареях металлы, а заставить вырабатывать электричество реагирующие между собой газы?

И ученые нащупали такой путь. При химическом соединении водорода и кислорода (горении) образуется вода и электрический ток. Но его надо уловить. Для этой цели придуман остроумный прибор: два пористых (например, никелевых) электрода разделены электролитом ~ концентрированным раствором щелочи. Газообразный водород проникает через пористый электрод и под действием катализатора распадается на ионы водорода. Ионы водорода реагируют с ионами гидроксила, образуя арду и отдавая электроны. На другом электроде происходит обратный процесс: кислород принимает электроны, и образуются ионы гидроксила. Между двумя электродами возникает разность напряжений; и если их соединить про водом, то в цепи потечет электрический ток.

Такие электрические батареи ученые назвали топливными элементами. Кпд их просто громаден — около 75%. Если же «сжигать» не кислород и водород, а более дешевое топливо — природный газ, пары бензина и другие, кпд элемента возрастет еще более. А это значит, что электрические бесшумные автомобили, тракторы и другие машины не такая уж далекая мечта.

ТАК БУДЕТ

Инженерная мысль требует от машин простоты и совершенства. Посмотрите на цветную вкладку. На диаграмме показано, как сложна и дорогостояща сегодняшняя схема превращения тепловой энергии в электрическую: топливо — паровой котел — турбина— генератор. А ниже — схемы генераторов будущего. Тепло или химическая энергия — электричество без промежуточных «остановок»! Насколько это проще и мудрее, И насколько сложно решить такие проблемы.

Что ж, так бывает в любом виде творчества. От простого к сложному, к сложнейшему, от сложнейшего к той великой простоте и естественности, которая и есть признак гениальности. А коллективный разум инженеров нашего века — разум, несомненно, гениальный!

Академик Франтишек ШОРМ — крупный чехословацкий ученый, специалист в области органической химии и биохимии. Вице-президент Чехословацкой Академии наук. иностранный член Академии наук СССР с 1958 года.

НА ПОРОГЕ

РЕШАЮЩИХ

ОТКРЫТИЙ

Ф. LjCF/H /ЧехослоЬакм/

1, Современная наука, особенно наука социалистическая, решает важные и ответственные задачи во всех областях. Думаю, однако, что переход к строительству развитого социалистического, а позднее и коммунистического общества и постоянно расширяющаяся забота о человеке вызывают необходимость заниматься особенно интенсивно комплексным исследованием живой материи. Наиболее ответственная задача здесь стоит перед областями науки, граничащи

ми с химией и биологией, — главным образом перед биохимией, у которой больше всего предпосылок к тому, чтобы мы как можно глубже проникли в бесконечно сложное химическое и физическое строение живой материи и точно объяснили всесторонне переплетенные химические процессы, обусловливающие жизненные функции» Думаю, что в области биохимии в будущем будут получены знания, революционные в смысле своего теоретического и практического значения. Это коренным образом повлияет в первую очередь на медицину и агрономию и создаст предпосылки к управляемому развитию индивидуумов и видов.

2. Нет сомнений, что наиболее крупным научно-техническим достижением современности являются результаты усилий человека в завоевании вселенной, где советская техника приобрела неоспоримо мировое значение,

3. Наука, в которой я работаю, изучает химическое строение живой материи на уровне молекулярной структуры. Думаю, что именно в этом разделе будут сделаны первые решающие открытия путем объяснения закономерностей внутреннего строения белков и нуклеиновых кислот ■— макромолекул я рных систем, которые создают основу живой материи. Новые знания здесь помогут главным образом объяснению закономерностей биологического развития, пониманию принципов биологической информации {наследственности), а также принесут еще и практические результаты, например победу над раком и другими болезнями.