Юный техник 1985-09, страница 41

новая, а потребность в энергии не уменьшилась. На смену сту-пальному пришло водоналивное колесо (см. табл.). По его окружности устанавливались изогнутые лотки, образующие камеры, в которые и наливалась вода. Вес ее, как прежде вес человека, проворачивал колесо. Этот двигатель имел более высокий КПД, но тоже был слишком громоздким. Потом в водяных колесах стали использовать не только вес воды, но и силу удара ее струи.

В XVII веке итальянец Бранка спроектировал аптечную ступку, приводимую в действие паровой турбиной (см. табл.). Это тоже было колесо с лопатками, очень похожее на колесо водяной мельницы, но приводила во вращение его не вода, а струя пара. Бранка соединил турбину с пестиками (они перетирали лекарства) через сложную замедляющую передачу.

Это были первые попытки создания паровой турбины, но уровень развития науки и техники в те времена был еще невысок, и поэтому изобретатель не смог проверить свою идею в деле. Предпосылки для создания экономичной турбины созрели лишь во второй половине XIX века. А до этого строили турбины, превращавшие в полезную работу лишь ничтожную часть тепловой энергии. Они «съедали» слишком много топлива, и вот почему.

Лопатки турбины «улавливают» кинетическую энергию струи пара и передают ее механизму, установленному на валу. Все, казалось бы, просто, но конструкторам турбин долгое время не удавалось превратить тепловую энергию пара в

кинетическую энергию с высоким КПД. Причину неудач выяснили позже: создатели турбин шли вслед за гидравликами, которые для получения высоких скоростей водяного потока пропускали его через сужающееся сопло.

Решение нашел шведский инженер К. Лаваль. Обычное сужающееся сопло он дополнил раструбом. Скорость пара резко возросла, и КПД турбины соответственно увеличился. Но турбину Лаваля нельзя рассматривать как пример использования колеса, поскольку пар в ней движется под углом к плоскости ротора; поэтому ее мы расположили во втором столбце третьей строки (см. табл. слева).

Из-за очень высокого веса парогенератора (котла) паровые турбины оказывались выгодны лишь при очень больших мощностях. В то же время принцип турбины подкупал своей простотой.

Еще в прошлом веке начались попытки создания турбин без котла. Это стало возможным лишь благодаря замене пара на газообразные продукты сгорания топлива. Однако газовая турбина эффективна при очень высоких температурах. Материалы для ее изготовления появились лишь в 40-х годах нашего столетия. И тогда газовая турбина благодаря своему низкому весу стала основным двигателем авиации (см. табл.).

В XVIII—XIX веках появилась еще одна сила, способная раскручивать колеса,— электрическая. Одним из первых с ее помощью раскрутил колесо американский ученый Б. Франклин. Однако практического значе-

37