Техника - молодёжи 1968-05, страница 6

солнечные батареи

т

На каждого гражданина давит столб воздуха силою двести четырнадцать кило!» — удивлялся и жаловался Остап Бен дер. Жаловался-то герой И. Ильфа и у у Е. Петрова, положим, зря: чувствуем мы себя под тяжкой толщей атмосферы как рыба в воде. А вот удивляться действительно есть чему. Этакая сила, а использовать ее с толком мы до сих пор не умеем!

Миллионы наших машин заняты примерно тем же, что и «столб воздуха»: давят. Центробежные, поршневые, винтовые и прочие насосы сжимают газы, заряжают баллоны аквалангов, накачивают шины автомобилей, резиновые лодки и даже... конструкции. Сжатый воздух успешно справляется и с ответственными заданиями в сложнейших и хитроумнейших автоматических системах. Ему посвящено особое направление в технине — пневмоника...

Так что же нужно для того, чтобы заставить трудиться атмосферу? На первый взгляд не так уж много — необходимо предоставить ей поле деятельности. Но ведь это значит: необходима пустота!

Пустоты в космосе хоть отбавляй. Да вот не станешь привозить межпланетный вакуум на Землю в специальных «грузовых» ракетах! Нет никакого смысла: ведь люди научились получать разрежение (иными словами, вакуум, правда далеко не такой глубокий, как в космосе) задолго до изобретения ракет и даже насосов. Обыкновенная дымовая труба — идеальный вакуум-насос. При достаточной высоте ее и соответствующей температуре в топке печи можно получить разрежение в 10—20 мм водяного столба, не израсходовав ни единого джоуля на привод этой дымососной машины.

Итак, человеку нужен вакуум. Вакуум самого разного качества — и сравнительно небольшое разрежение и глубокий.

Какова же сегодняшняя техника, производящая пустоту?

Комната с передвижной стенкой послужила прообразом не только поршневого, но и пластинчатого ротативного насоса. Функции поршней в нем выполняют пластинки, помещенные а прорези барабана, вращающегося в круглом корпусе. Под действием центробежной силы пластинки выходят из прорезей и скользят по направляющим корпуса. Воздух, таким образом, проталкивается от всасывающего к нагнетательному патрубку. Недостаток машины — большие потери на трение.

Остроумна конструкция ротативного вакуум-насоса. В круглом корпусе эксцентрично вращается рабочее колесо с ло

патками. Насос примерно наполовину наполнен водой, которая отбрасывается к стенкам и образует кольцо. Выходит, что объем воздуха между лопатками меняется. Попеременно происходит то сжатие, то расширение. Ротативный насос имеет производительность до 40 м³/мин и создает разрежение в 730'мм ртутного столба.

Как же быть, когда нужен наиболее полный, близкий к абсолютному, вакуум? Ведь перед изготовителями некоторых физических приборов ставится именно такая задача.

Конструкторы создали некий гибрид: мспользованы лучшие качества пластинчатого ротативного -и ротативного насосов. Вместо воды применено масло. Оно и смазывает машину и играет роль гидравлического затвора. Комбинированный насос «вырабатывает» вакуум, величина которого меньше абсолютного всего на 0,1 мм ртутного столба.

Вакуумный насос очень похож на двигатель внутреннего сгорания, поршневой >или роторный. Не случайно некоторые неудачливые изобретатели моторов становились авторами удачных конструкций вакуум-насосов — моторов наоборот.

Глубокое разрежение можно получить и без помощи насосов. На эту мысль инженеров навел интересный случай, произошедший на одном из заводов.

Однажды вместо конденсата в бак поступил «чистый» пар. Резервуар, сваренный из толстой листовой стали, выдержал избыточное давление. Но когда пар сконденсировался, уменьшившись в объеме почти в 1000 раз (насколько вода тяжелее пара), в баке образовалась пустота и «столб воздуха» расплющил его.

Человеческий организм чутко отзывается даже на незначительные изменения давления. И все же знаменитый французский исследователь морских глубин Ж.-И. Кусто утверждает, что океан будет обжит. Человек приспособится к новым условиям и... Так почему же не дерзнуть поселиться в стратосфере, ведь давление там отличается от привычного наземного всего на одну атмосферу.

Летающие острова. Вроде тех, что описаны Д. Свифтом в знаменитых «путешествиях Лемюэля Гулливера». Если построить из легкого материала корабль-остров, выкачать из него воздух, то этот гигант взлетит достаточно высоко. Поддерживать внутри острова вакуум можно будет и без затраты энергии — с помощью высоких полых мачт, уходящих вершинами в безвоздушное пространство.

И вторая идея по применению вакуума. Представьте себе антипод реактивного самолета. Сейчас все двигатели работают за счет расширения газов при нагреве. А что, если сделать все наобфрот: уменьшать объем газа, сжижая его? Ведь и таким образом можно получить и рабочий ход поршня и заставить вращаться турбину. Нужна только небольшая, но мощная машина для сжижения газа.

Как может выглядеть аппарат «Пожиратель пространства»? В его носовой части — отверстие воздушного заборнина, в корпусе — установка сжижения. Вспомним: обычный самолет движется потому, что перед его винтом образуется вакуум. Машина как бы проваливается в пустоту. Так что идея засасывания воздуха не нова. Перед «Пожирателем пространства» будет все время та же область пониженного давления.

В редакцию «Техники — молодежи» пришло письмо. Читатель из Киева А. М. Степанов предлагает проект электроннолучевой аэродинамической трубы. В отличие от обычной испытательной установки в трубе Степанова поддерживается глубокий вакуум, а «обдувка» образца ведется потоком электронов, возникающим между анодом и катодом.

Идея интересная, но до ее практического применения еще далеко. Поддерживать вакуум в большом объеме почти невозможно. Ведь даже литая сталь пориста. ^ Неизбежны подсосы через люки и сальники трубы.

А если вынести электронно-лучевую трубу за пределы атмосферы? Систему можно собрать на космической орбите или на Луне (см. рис. в заголовке).

Труба, по сути дела, там вообще будет не нужна. Останутся лишь анод и катод, установленные на расстоянии, и соленоид для разгона частиц. Допустим, модель звездолета помещена между электродами и подключена к отрицательному полюсу. Электроны будут обтекать образец, оплавляя отдельные его части. Внутри модели — датчики, по показаниям которых можно судить об удельных нагрузках. Таким обра* зом, станет возможным вести испытания моделей на любых скоростях, вплоть до световых. Заодно с помощью установленных внутри образца часов удастся проверить на опыте одно из основных положений теории вероятностей.

вообще в космосе смогут обходиться без «рубашек» и лампы, и осциллографы, и кинескопы. Это позволит создать телевизоры с огромными экранами, мощнейшие прожекторы и много других вещей, которые нельзя построить на Земле из-за вредного влияния атмосферы.

Вакуум не сказал своего последнего слова. Настоящее знакомство с ним еще впереди. И верится: немало интересного в технике будущего будет связано с пустотой.

4