Техника - молодёжи 1964-03, страница 20

С Василием Лавровским я познакомился в Омске. Разговор начался с самых общих тем, а потом он вдруг спросил:

— Вы когда-нибудь видели электрогенераторы, которые не имеют ни одного метра провода, но могут давать ток мощностью в сотни тысяч киловатт? Думаете, невозможно? Так вот я вам сейчас расскажу про электрогенератор, который можно построить без меди, изоляционных материалов, с ничтожным количеством электротехнической стали, без повышающих трансформаторов для передачи тока на большие расстояния.

И я услышал историю, похожую на фантастическую повесть...

ДАВНО ЗАБЫТЫЕ

Впервые электричество получили трением. На этом принципе и былн построены электростатические машины. А затем эти машины почти перестали применяться — только некоторые разновидности их используются в ядерной физике, электронике и других областях. Дело в том, что хотя они и дают ток очень высокого напряжения, но сила тока при этом ничтожно мала.

А что, если этим высоковольтным машинам дать еще мощность? Ведь тогда получится генератор с неограниченными возможностями...

Но как? Многим такая задача казалась практически неразрешимой. Однако ученые не теряли надежды. «Мне представляются совершенно возможными, — писал академик А. Ф. Иоффе больше двадцати лет назад, — электростатические генераторы на тысячи и десятки тысяч киловатт...»

Между тем до снх пор электрический ток продолжали и продолжают получать с помощью сложных, дорогих генераторов, которые работают на принципе электромагнитной индукции. ,

ГЕНЕРАТОР ИЗ КОНДЕНСАТОРА

Разноименно заряженные пластины конденсатора взаимно притягиваются. Чтобы раздвинуть их в разные стороны, потребуется затратить механическую силу, которая должна превзойти силу электрического взаимодействия. Затраченная механическая энергия уйдет на повышение разности потенциалов на обкладках конденсатора. Емкость конденсатора уменьшится, а напряжение на его обкладках возрастет.

Вот этот принцип и послужил основой для создания емкостных генераторов Лавровского.

Если мы сделаем модель, на которой одна обкладка конденсатора остается неподвижной, а вторая будет вращаться по часовой стрелке, и присоединим к коллектору и неподвижным обкладкам возбудитель, то...

Посмотрите на рисунок. Можно убедиться, что при удалении обкладки «а» от обкладки «ж» и уменьшении емкости от Смакс.до С мин. напряжение возрастет во столько раз, во сколько Смаке. ОТНОСИТСЯ К Смнн. Так, если возбудитель дает 1 ООО в,

а отношение емкостей равно 50, то генератор отдаст на нагрузку 50 тыс. в.

Но... такие машины хороши будут разве что в космосе, нбо для их успешной работы нужен абсолютный вакуум. На земле мешает малая диэлектрическая постоянная воздуха. Между пластинками или кольцами происходит разряд, накопленные заряды исчезают.

В вакууме же пробивное напряжение достигает 100 млн. в на 1 см расстояния между обкладками. В этих условиях эа счет большого напряжения можно получать и удерживать большие заряды.

Чтобы раздвинуть обкладки конденсатора. надо приложить силу.

ГЕНЕРАТОР ВАСИЛИИ

Владимир СТРЕЛКОВ, наш спец. корреспондент Рис. И. КАЛЕДИНА

В земных условиях Лавровский предложил применить материал с высокой диэлектрической постоянной — титанат бария.

...Но опять помешал воздух, на этот раз уже из-за другой своей особенности. Самая ничтожная прослойка воздуха между ротором и статором из титаната бария сводила на нет чудесные свойства керамики: с одной стороны, иметь сверхвысокую диэлектрическую проницаемость, высокую поляризацию среды, .с другой — быть хорошим изолятором. Воздух почти не поляризовался, и генератор работал с ничтожным кпд. И все-таки Лавровский нашел выход.

ВЫРУЧАЕТ МИРНЫИ АТОМ...

Ионизированный газ — вот отличная среда для поляризации!

Еслн воздух в зазоре «ротор — статор» ионизировать, то он обретает высокую диэлектрическую проницаемость, достаточную для хорошей работы машины.

Для этого надо участки ротора и статора покрыть радиоактивным изотопом с альфа-распадом. Тогда в зазоре появится нужная поляризация. Частицы с альфа-распадом позволят отказаться от сложной и дорогой защиты.

По мере разрежения воздуха количество ионизирующего изотопа, который надо применить в зазоре, будет сокращаться. И чтобы до предела уменьшить количество радиоактивных веществ и 'вместе с тем повысить их эффективность, можно в зазоре использовать «грубый вакуум» — 5— 10 мм ртутного столба.

...ПЛЮС ПЛАСТМАССА

Но титанат бария — это керамика. Прочность ее значительно меньше стали. Ротору из титаната бария нельзя дать большое количество оборотов — он разлетится на куски.

вакуум 5"l(lft.

ВОЗБУДИТЕЛЬ

•МЕТААА.ПОКРЫТЫЙ И30ЩИ0ННЫЕ НАКЛМКИ РААШКШЫМ ШОПОМ НЗ ПЛАСТМАССЫ

А для генераторов, которые устанавливают на электростанциях, требуются скорости до 3 тыс. об/мин.

ВОЗБУДИТЕЛЬ

ТИТАНАТ БАРИЙ

НАГРУЗКА

Так может быть построена простейшая модель емкостного генератора для работы в космосе.

НАГРУЗКА

На помощь пришла керамика.

Оказалось, можно не вращать тяжелую керамику. «Бывший» керамический ротор делается неподвижным. Между ним и статором помещается металлическое н-олесо с пластмассовыми изоляционными вставками. Когда вставка во время движения находится против изолированных обкла-

16