Техника - молодёжи 1965-09, страница 5

увеличиться. Не тут-то было! В этом случае спин может даже исчезнуть!

Изучать детонацию очень важно не только для развития теории взрывных процессов. Нет, чисто практические приложения теории спиновой детонации нужны, скажем, для техники безопасности.

ВРЕДНЫЕ ДЕТОНАЦИИ

Хлопотливые маленькие взрывчики в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания — едва ли не самые распространенные взрывы на земле. Это, конечно, полезные взрывы. Увы, сопровождает их все та же детонация, пресловутый «стук пальцев», который так раздражает автомобилистов. В свое время на заре развития поршневой авиации и автомобилестроения проблемой номер один была борьба именно с детонацией.

Первичный взрыв горючей смеси необходим: он-то и двигает поршень. А вот затем могут начаться осложнения.

Итак, произошло зажигание. Давление в камера сгорания повышается, еще не успевшая сгореть смесь сжимается, повышается ее температура. Начинаются химические реакции, исходом которых может быть быстрое сгорание цоследней части заряда. Затем появляется ударная волна — спутник любого взрыва. Цилиндр «стучит». Отражаясь многократно от его стенок, волна увеличивает теплоотдачу в стенках, поэтому они перегреваются. Кроме того, возможны чисто механические повреждения двигателя.

Чем больше размеры камеры сгорания, чем больше опережение зажигания, тем вольготнее для вредной детонации.

Поэтому для борьбы с подобными явлениями нужно и специально подбирать топливо и соответственно ставить зажигание.

Всем известен характерный цвет этилированного бензина, в который добавлены антидетонационные присадки: тетраэтилсвинец — вещество ядовитое и чрезвычайно опасное.

Правда, сейчас создано еще одно химическое соединение, столь же хорошо ликвидирующее детонацию, но отнюдь не столь опасное. Это циклопентадиенилтрикарбо-нил марганца — ЦТМ.

Кроме чисто химической борьбы с вредной детонацией, существуют и физические методы, например, новый¹ тип зажигания — форкамерно-факельное. При этом происходит почти полное сгорание топлива, и вторичные ударные волны детонации уже не появляются.

Происходит это так.

В обычном двигателе смесь зажигается искрой. Очаг пламени вначале невелик. Затем он разрастается, охватывая весь объем цилиндра. Но на это требуется время.

И в результате такого замедления может появиться все та же детонация. Ее удается избежать, снабдив цилиндр форкамерой, где находится 2—3% горючей смеси. Первичное воспламенение происходит именно здесь. Затем в нужный момент из форкамеры вырывается мощный факел. Он сразу поджигает горючую смесь, находящуюся под поршнем. И детонация просто не успеет произойти.

Существует еще один вид детонации, к которому следует присмотреться повнимательнее: процесс этот не только сложный и любопытный, но еще и опасный. Уже давно ученые обратили внимание на то, что в угольных шахтах иногда происходят взрывы, распространявшиеся на целые километры, хотя никакого горючего газа на их пути как будто нет. Первичный взрыв, естественно, возникает при быстром сгЪрании метана. Но что получается потом?

Решить проблему помогло изучение спиновой детонации. Оказалось, что взрыв в шероховатой трубе — это как бы модель взрыва в шахте. В обоих случаях появляется ударная волна. В ней-то и заключена вся опасность. Именно ударная волна, устремляясь по своеобразной «трубе» шахты, создает прекрасную обстановку для появления детонации. Со стенок шахты слетает каменноугольная пыль и насыщает воздух. Тем самым ударная волна как бы готовит взрывчатую смесь для следующей за ней волны детонации. Воздух сжимается, нагревается, а результат — воспламенение смеси.

Отсюда ясны и методы борьбы.

Под потолком выработки устанавливают, например, специальные деревянные полки с тонко измельченной сланцевой смесью. Врываясь на полки, ударная волна с ходу их опрокидывает. На пути детонации густым заслоном встает сланцевая пыль. Горение уже не поддерг живает ударную волну. А одна она бессильна — прошумела и исчезла!

ВЗРЫВ НАПРАВЛЕННЫЙ

Но взрывная волна далеко не всегда враг. Она «работает» в нужных людям направленных взрывах.

Длинными шнурами взрывчатки копают канавы, которые издалека кажутся результатом работы множества специальных землеройных машин. Новосибирские ученые во главе с академиком М. А. Лаврентьевым превосходно умеют снимать с мелей корабли. Ударная волна, которую создают погруженные в воду заряды, поднимает корабль как любезный слуга.

С помощью взрывов можно проделывать поистине ювелирные работы.

Кумулятивные заряды дают ударную волну в виде тонкой своеобразной нити, которая способна буквально прошить толщу стали.

Прессование — одна из технологических квалификаций взрыва. На пресс-форму кладут металлический лист. Затем сверху ударяет газовая детонация. То же самое можно делать в воде. Здесь пресс заменяет практически несжимаемая жидкость. Таким же нехитрым способом можно ставить заклепки.

Много интересной и важной работы у взрыва. А в тех случаях, когда общение со взрывом грозит опасностью, нужно просто хорошо изучить его. Ведь и огонь опасен, однако люди давно уже научились с ним обходиться!

маза, полученный простым слиянием реактивов. Первый шаг на этом пути сделан синтезом адамантана. Второй предстояло сделать конструкторам конгрес-сана...

Как изготовить блок, состоящий из двух кирпичиков? По-видимому, следует взять два кирпичика и слепить их, не правда ли? Но какими должны быть оба кирпичика? Адамантаиом? Нет! Посчитайте, сколько атомов углерода С и водорода Н в адамантане: CioHig. А в конгрессане? СиН₂о! Больше, но не в два раза. Весь фокус в том, что блок не просто арифметическая сумма двух кирпичиков. У двух соседних ячеек алмаза есть общие атомы С, так сказать,

«слуги двух господ», которые находятся в совместном пользовании. Вот почему ученые решили провести синтез из двух мономеров С7Н10 (в), а не CioHi₆ (б). В реакции С7Н10+С7Н10 "^СнНго химики получили вещество с тем же количественным и качественным составом, что и у желанного конгрессана Но с той ли структурой? Ведь у веществ с одной и той же брутто-формулой пространственное строение может быть совершенно несхожим!

Так оно и вышло. Тогда решили поменять местами некоторые атомы С и Н. Соединение нагрели с хлористым алюминием. Появился какой_:то смоло-образный осадок. Должно быть, смесь.

Ее разделили. Глазам химиков предстали белые кристаллики с неизвестными свойствами. Уж не конгрессан ли? Провели рентгеноструктурный анализ, и что же? Да, это был он, предсказанный, спроектированный и построенный конгрессан!

Нет, то не было азартной игрой. То был виртуозный синтез, который еще раз доказал всемогущество человеческого разума, раскрывающего все новые тайны микромира. Наступит день, когда бриллианты можно будет делать без прессов и печей — по химическим рецептам, как (Проявитель в фотолаборатории.

Л. БОБРОВ

4