"Техніка-молоді" 1968 р №5, с.4
а кожного громадянина тисне стовп повітря силою двісті чотирнадцять кіло! »- дивувався і скаржився Остап Бендер. Скаржився-то герой І. Ільфа та Є. Петрова, між іншим, даремно: відчуваємо ми себе під тяжкої товщею атмосфери як риба в воді. А ось дивуватися дійсно є чому. Така собі сила, а використовувати її з толком ми до сих пір не вміємо!
Мільйони наших машин зайняті приблизно тим же, що і «стовп повітря»: тиснуть. Відцентрові, поршневі, гвинтові та інші насоси стискають гази, заряджають балони аквалангів, накачують шини автомобілів, гумові човни і навіть. конструкції. Стиснене повітря успішно справляється і з відповідальними завданнями в складних і хитромудрих автоматичних системах. Йому присвячено особливий напрямок в техніці - Пневмоніка.
Так що ж потрібно для того, щоб змусити працювати атмосферу? На перший погляд не так вже й багато - необхідно надати їй поле діяльності. Але ж зто значить: необхідна порожнеча!
П устоти в космосі хоч відбавляй. Так от не станеш привозити міжпланетний вакуум на Землю в спеціальних «вантажних» ракетах! Немає ніякого сенсу: адже люди навчилися одержувати розрідження (іншими словами, вакуум, правда далеко не такий глибокий, як у космосі) задовго до винаходу ракет і навіть насосів. Звичайна димова труба - ідеальний вакуум-насос. При достатній висоті її і відповідній температурі в топці печі можна отримати розрідження в 10-20 мм водяного стовпа, що не витративши ні єдиного джоуля на привід цієї димососним машини.
І так, людині потрібен вакуум. Вакуум самої різної якості - і порівняно невелике розрідження і глибокий.
Яка ж сьогоднішня техніка, яка виробляє порожнечу?
Кімната з пересувною стінкою послужила прообразом не тільки поршневого, але і пластинчастого ротативних насоса. Функції поршнів в ньому виконують пластинки, поміщені в прорізи барабана, що обертається в круглому корпусі. Під дією відцентрової сили пластинки виходять з прорізів і ковзають по напрямних корпусу. Повітря, таким чином, проштовхується від всмоктуючого до нагнітального патрубка. Недолік машини - великі втрати на тертя.
Дотепна конструкція ротативних вакуум-насоса. У круглому корпусі ексцентрично обертається робоче колесо з лопатками. Насос приблизно наполовину наповнений водою, яка відкидається до стінок і утворює кільце. Виходить, що об'єм повітря між лопатками змінюється. По черзі відбувається то стиснення, то розширення. Ротативних насос має продуктивність до 40 м 3 / хв і створює розрідження в 730'мм ртутного стовпа.
Як же бути, коли потрібен найбільш повний, близький до абсолютного, вакуум? Адже перед виробниками деяких фізичних приладів ставиться саме таке завдання.
Конструктори створили якийсь гібрид: використані кращі якості пластинчастого ротативних і ротативних насосів. Замість води застосовано масло. Воно і змащує машину і грає роль гідравлічного затвора. Комбінований насос «виробляє» вакуум, величина якого менше абсолютного всього на 0,1 мм ртутного стовпа.
Глибоке розрідження можна отримати і без допомоги насосів. На цю думку інженерів навів цікавий випадок, що стався на одному із заводів.
Одного разу замість конденсату в бак надійшов «чистий» пар. Резервуар, зварений з товстої листової сталі, витримав надлишковий тиск. Але коли пар Сконденсована, зменшившись в обсязі майже в 1000 разів (наскільки вода важче пара), в баку утворилася порожнеча і «стовп повітря» розплющив його.
Ч еловеческій організм чуйно відгукується навіть на незначні зміни тиску. І все ж знаменитий французький дослідник морських глибин Ж.-И. Кусто стверджує, що океан буде обжитий. Людина пристосується до нових умов і. Так чому ж не дерзнути оселитися в стратосфері, адже тиск там відрізняється від звичного наземного всього на одну атмосферу.
Літаючі острови. На зразок тих, що описані Д. Свіфтом в знаменитих «подорожах Лемюеля Гуллівера». Якщо побудувати з легкого матеріалу корабель-острів, викачати з нього повітря, то цей гігант злетить досить високо. Підтримувати усередині острова вакуум можна буде і без витрати енергії - за допомогою високих порожнистих щогл, що йдуть вершинами в безповітряний простір.
І друга ідея щодо застосування вакууму. Уявіть собі антипод реактивного літака. Зараз все двигуни працюють за рахунок розширення газів при нагріванні. А що, якщо зробити все навпаки: зменшувати обсяг газу, скраплений його? Адже і таким чином можна отримати і робочий хід поршня і змусити обертатися турбіну. Потрібна тільки невелика, але потужна машина для скраплення газу.
Як може виглядати апарат «Пожирач простору»? У його носовій частині - отвір повітряного заборника, в корпусі - установка скраплення. Згадаймо: звичайний літак рухається тому, що перед його гвинтом утворюється вакуум. Машина як би провалюється в порожнечу. Так що ідея засмоктування повітря не нова. Перед «смертежером простору» буде весь час та сама область зниженого тиску.
До редакції «Техніки - молоді» надійшов лист. Читач з Києва А. М. Степанов пропонує проект електронно-променевого аеродинамічної труби. На відміну від звичайної випробувальної установки в трубі Степанова підтримується глибокий вакуум, а «обдування» зразка ведеться потоком електронів, що виникають між анодом і катодом.
Ідея цікава, але до її практичного застосування ще далеко. Підтримувати вакуум у великому обсязі майже неможливо. Адже навіть лита сталь пориста. Неминучі підсосі через люки і сальники труби.
А якщо винести електронно-променеву трубу за межі атмосфери? Систему можна зібрати на космічній орбіті або на Місяці (див. Рис. В заголовку).
Труба, по суті справи, там взагалі буде не потрібна. Залишаться лише анод і катод, встановлені на відстані, і соленоїд для розгону часток. Припустимо, модель зорельота поміщена між електродами і підключена до негативного полюса. Електрони будуть обтікати зразок, оплавляючи окремі його частини. Всередині моделі - датчики, за свідченнями яких можна судити про питомі навантаженнях. Таким чином, стане можливим вести випробування моделей на будь-яких швидкостях, аж до світових. Заодно за допомогою встановлених всередині зразка годин вдасться перевірити на досвіді одне з основних положень теорії ймовірностей.
Взагалі в космосі зможуть обходитися без «сорочок» і лампи, і осцилографи, і кінескопи. Це дозволить створити телевізори з величезними екранами, найпотужніші прожектори і багато інших речей, які не можна побудувати на Землі через шкідливого впливу атмосфери.
Вакуум не сказав свого останнього слова. Справжнє знайомство з ним ще попереду. І віриться: чимало цікавого в техніці майбутнього буде пов'язано з порожнечею.