Техника - молодёжи 1985-03, страница 67

ПОЙМАТЬ МОЛНИЮ

К 3-й стр. обложим

ВЯЧЕСЛАВ ЗАВОРОТОВ, инженер

В дом американки Бетти Пенро-уз попала молния. Удар был столь сокрушительным, что от здания осталась лишь груда развалин. В постигшем несчастье миссис Пенроуз сочла виновным... всевышнего и возбудила против него уголовное дело, потребовав от ответчика 100 тыс. долларов «за ущерб, причиненный вследствие небрежного и безответственного пользования молнией». Конечно, это курьез. Однако подобные случаи вовсе не редкость.

Люди издавна пытались каким-то образом обезопасить себя от небесного огня. Скажем, в средние века пробоь^ли применять... колокольный звон, который якобы отпугивает молнию. И никто не догадывался, что именно шпили церквей, возвышающиеся над остальными домами, наиболее часто притягивают ее. Только в Баварии в конце XVIII века от гроз пострадало около 400 церквей, что стоило жизни сотне звонарей.

И в то же время Женевский собор и некоторые другие высотные сооружения без всякого ущерба переносили удары молний. Долгое время никто не мог понять, почему покрытые металлом крыши, соединенные с землей металлическими же водосточными трубами, благополучно переносят сильнейшие грозы. Только в XVIII веке видный американский государственный деятель и естествоиспытатель Б. Франклин предположил, что «молния ударяет в такое здание и, не разрушая стен, уходит в землю по металлическим частям». Кстати, именно Франклин первым определил величину конденсирующих свойств лейденской банки и исследовал процесс «сте-жажжя» зарядов с наэлектризованных тел: через заостренный метал .жжчесжжш прут. Последнее открытие навело Франклина на мысль о молниеотводах. которыми он предложил оснастить жилые дома, служебные постройки и корабли. Он советовал устанавливать на их высших точках заостренные вертикальные металлические стержни, соединенные проволокой с металлическим предметом, находящимся в земле, у подножия здания. Но тут же у Франклина появились оппоненты, утверждавшие, что подобное устройство скорее притянет

молнию. Поэтому разумнее применять стержни с тупыми головками.

Пока теоретики спорили, практики экспериментировали, пытаясь понять природу молнии. С этой целью они пробовали запускать в грозовое небо воздушные шары, чтобы наблюдать разряд, проскальзывающий по веревке к земле. Подобные опыты были весьма рискованными. Так, при заземлении парящего воздушного змея судья из французского города Нерака и естествоиспытатель-любитель де Ро-мас однажды лицезрел искру длиной более 3 м, «наделавшую шуму больше пушки». А для сподвижника М. В. Ломоносова — российского ученого-физика Г. В. Рихмана эксперимент с громоотводом закончился трагически.

Тем временем фабриканты «грозовых отводов» наладили производство ловушек для молний в виде корон, диадем, копий и т. п. — одним словом, на любой вкус потенциальных заказчиков.

Прошли годы. Давно стали привычными молниеотводы, возвышающиеся над зданиями, заводскими трубами и цехами, прочими сооружениями. И там, где ими пренебрегают, жала «огненных стрел» вызывают пожары, поражают технику. Так, в 1964 году удар молнии вывел из строя ракету, с помощью которой американцы намеревались вывести на орбиту двухместный космический корабль. А жители Вены однажды стали свидетелями забавного происшествия: молния, ударив в антенну стоявшего автомобиля, включила зажигание, машина самостоятельно поехала по улице и остановилась лишь после того, как ткнулась в стену одного из домов.

Впрочем, не избавлены от опасности и некоторые сооружения, оснащенные молниеотводами. В частности, это относится к предприятиям, производящим взрывчатые вещества и некоторые виды химической продукции, электростанциям, ЛЭП. Поэтому инженеры продолжают совершенствовать конструкцию молниеотводов, стремясь сделать их эффективными и надежными. Попробовали свои силы в этом деле и изобретатели, причем некоторые из них пошли нетрадиционным путем.

В частности, француз Г. Каспар еще в 1931 году предложил молниеотвод, у острия которого располагались два «уса» — антенны из медной проволоки. На первый взгляд конструкция Каспара напоминала устройство Б. Франклина, но... антенна Каспара не имела контакта с заземленным стержнем (пат. Франции № 736729, рис. 1). При приближении грозы «усы» электризовались, при этом разность потенциалов между ними

и стержнем достигала нескольких десятков тысяч вольт. Кроме того, на стержень был нанесен радиоактивный препарат, ионизирующий воздух вокруг него.

Зачем же французскому изобретателю понадобилось так усложнять конструкцию предельно упрощенного устройства? Дело в том, что молния стремится к земле по кратчайшему пути. Поэтому она чаще всего ударяет в возвышенные предметы. Этот путь можно сократить, создав над острием молниеотвода восходящую струю хорошо проводящего электричество (ионизированного) воздуха. Вот для чего Каспару понадобились радиоактивные препараты! Они ионизируют воздух, а высокая разность потенциалов между антенной и стержнем создает искусственную тягу заряженных частиц. Так молниеотвод «вызывает огонь на себя», «отвлекая» молнию от менее высоких сооружений.

Соотечественник Каспара Ж. Тренье пошел по тому же пути. И он расположил ниже острия молниеотвода изолированный от него металлический диск с «усатой» антенной, направленной вниз. Для усиления электростатического поля он применил дополнительный диск, связанный со стержнем (пат. США № 2644026, 1953 год, рис. 2). Между дисками на фарфоровом изоляторе находились радиоактивные вещества. В результате струя ионизированного воздуха устремлялась ввысь со скоростью более высокой, нежели в молниеотводе Каспара.

Итальянец Л. Донелли заменил «усы» трубчатыми кольцами, электризующимися при приближении грозового облака (пат. Италии № 487637, 1957 год, рис. 3). Для усиления эффекта электризации Донелли предложил оснащать молниеотвод несколькими кольцами. Кроме того, итальянский изобретатель сумел увеличить плотность ионизации, установив несколько радиоактивных источников на самих кольцах и на электропроводящем корпусе «ловушки для молний».

Нетрудно заметить, что создатели описанных нами устройств стремились повысить эффективность молниеотводов исключительно за счет электростатического поля, возбуждаемого атмосферным электричеством, и радиоактивных препаратов, образующих ионизированное облако у острия молниеотвода. Однако только эти способы не исчерпывают поиски умельцев...

Бельгиец А. Каспар (однофамилец французского изобретателя) заставил работать грозовой ветер. Он установил на стержне несколько «тарелок» особой формы — чтобы система не зависела от направления ветра, — между кото-

63