Техника - молодёжи 1962-05, страница 12

Сердцем прибора является устройство, напоминающее телевизионную трубку. В нем можно создавать пульсирующее напряжение в 100 тыс. в. Электрическое поле разгоняет заряженные частицы, заставляя их выбивать из мишени нейтроны. Изменяя напряжение, можно регулировать мощность прерывистого пучка нейтронов, бомбардирующих породы под землей. С помощью ускорителя можно получить практически любую необходимую мощность нейтронного пучка и таким образом зондировать даже весьма далекие от скважины слои, недосягаемые для обычного нейтронного каротажа.

Между прочим, внедрение импульсного нейтронного каротажа мимоходом решает еще одну немаловажную задачу. Ведь непрерывный источник нейтронов, особенно если он обладает большой мощностью, далеко не безопасен и требует солидной «брони» для защиты обслуживающего персонала. Проблема техники безопасности начисто отпадает при использовании импульсного источника нейтронов. Когда прибор находится на поверхности, ускоритель просто-напросто отключается — и нейтронная пушка становится безобидной.

Так атом стал надежным союзником, а подчас и грозным соперником геологического молотка.

Именно атом помог вдохнуть жизнь в старые заброшенные скважины. Проведя каротаж нижележащих слоев, геологи убедились, что богатые нефтеносные пласты расположены ниже горизонтов, до которых были пробурены прежние скважины. По данным Института экономики Академии наук СССР, только на нефтепромыслах Азербайджана и Западной Украины за счет восстановления заброшенных скважин с помощью нейтронного каротажа с 1950 года получено более 2,2 млн. т «черного золота».

Конечно, область применения нейтронного каротажа не ограничивается исследованием нефтеносных районов. Нейтронные источники широко используют для поисков марганца, кобальта, ртути, вольфрама, бора, кадмия — всех тех элементов, ядра которых хорошо захватывают замедленные нейтроны.

О масштабах применения радиоактивного каротажа можно составить себе представление по следующим цифрам. В 1957 году этим методом было каротировано более 8 тыс. км скважин. Значит, путь, проделанный изотопами в недрах земли, равен примерно расстоянию от Москвы до Хабаровска. Сколько времени и труда сберег атом нашим геологам! Более 150 промысловых геофизических партий вооружены радиометрической аппаратурой. А сегодня, когда в нашей стране вынашиваются грандиозные планы проникновения в земную кору на 15 и более километров, атом призван сыграть решающую роль в обнаружении под-земньц кладов.

Беседу записал наш корреспондент Л. БОБРОВ

ТУРБИНА ОТКАЗЫВАЕТСЯ ОТ

ЛОПАТОК

Посмотрите, как быстро меняется привычный вид знакомых нам машин! Корабль приобрел крылья — и скорость его достигла немыслимых ранее пределов. Ширококрылый самолет, перешагнув звуковой рубеж скорости, стал подобен ракете.

Непрерывное изменение и совершенствование наблюдается и в двигателе-строении, в частности в газотурбостроении. Ведь принцип работы газотурбинного двигателя был известен очень давно, но все попытки создать такой двигатель оканчивались неудачей. Объяснялось это тем, что для эффективной работы газовой турбины необходим газ с максимально высокой температурой. Но температуры, развивающиеся при сгорании современных топлив, гораздо выше того, что могут выдерживать самые жаростойкие материалы. Вот почему теплотехники и машиностроители не могут развернуться в полную силу, вот почему они настойчиво требуют от металлургов новых высокотемпературных материалов.

Но возможности для увеличения температуры оказались совсем не беспредельными. При высоких температурах сталь, из которой изготавливаются лопатки паровых и газовых турбин, становится непрочной и под действием усилий, возникающих от центробежных сил, может разрушиться. Тогда попробовали использовать сплавы из керамики и различных металлов или чистую керамику. Эти материалы могут выдерживать очень высокую температуру. Однако подобные попытки не дали большого результата, потому что керамика и ке-рамико-металлические сплавы очень хрупки и разрушаются от небольших вибраций лопаток. Казалось, дальнейшее повышение температуры газа в газовых турбинах не имеет перспективы! Тогда инженеры и ученые задумались над вопросом: а нельзя ли найти совершенно иные пути решения этой трудной задачи? Что, если придать газовой турбине иной вид, отказаться от турбинных лопаток, то есть поставить материал в более легкие условия с точки зрения механических нагрузок?

Конструкторам предлагается пойти навстречу металлургам, создать конструкцию, которая позволила бы с блеском применить новый высокотемпературный материал. Интересно, что еще в 1911 году известный югославский электротехник и изобретатель Тесла предложил турбину без лопаток. Но его турбина не нашла себе применения, поскольку она могла быть экономична только при очень высоких температурах рабочей среды.

Однако многие идеи и технические

Ротор турбины Теслы и сама турбина со снятой крышкой.

находки, оказавшиеся бесперспективными для техники прошлого, иногда находят неожиданное и интересное применение в наши дни. Так может случиться и с турбиной Теслы, над изучением которой уже начали работать. Ротор опытной модели состоит из одиннадцати дисков диаметром примерно 250 мм, насаженных на общий вал. Зазор между каждой парой дисков и их толщина—1,5 мм. В корпусе турбины по касательной к окружности ротора вырезаны восемь сходящихся каналов. По ним подается движущийся с высокой скоростью раскаленный газ. Он создает между дисками ротора стремительно вращающийся вихрь, в нем каждая частица газа описывает относительно вращающегося ротора спиральную траекторию, двигаясь к выхлопным окнам.

При этом за счет трения между дисками и газовым вихрем на роторе возникает крутящий момент. Дисковая конструкция ротора турбины позволяет использовать керамические материалы, которые довольно хорошо работают на растяжение. Но керамика хрупка и легко разрушается при ударах и вибрациях, плохо работает и на изгиб. А именно изгибные напряжения и вибрации представляют наибольшую опасность для турбинных лопаток. Таким образом, конструкция турбинного ротора с дисками без лопаток, а следовательно и без изгибных и больших вибрационных нагрузок, дает возможность применять керамические материалы и работать при высокой температуре газа.

Опытная модель, изготовленная из нержавеющей стали, развила мощность в 10 л. с. при числе оборотов 6 300 об/мин. При этом кпд турбины составил всего 41 % пй сравнению с 85—90% у обычных газовых турбин. Поэтому, чтобы достичь экономичности, находящейся на уровне современных тепловых станций, то есть порядка 35%, необходима температура газа около 3000°С. Керамики на такую температуру еще нет, хотя возможности создания ее имеются. Но уже и сейчас безлопаточные турбины могут применяться в установках, где есть газы с высокой температурой, например в ракетной технике. Здесь газотурбинные установки с дисковыми турбинами могут служить для привода электрогенераторов, питающих бортовую сеть космических кораблей. Несомненно, что со временем такая турбина найдет широкое применение и в энергетике.

Э. СЕМИН, инженер

10