<<назад     содержание

П  А  Т  Е  Н  Т  Ы



Рубрику ведет заслуженный изобретатель РСФСР, доктор технических наук, профессор Юрий ЕРМАКОВ

Славным юбилеям - 120-летиям Первой российской электротехнической выставки (27 марта) и ежемесячного журнала «Электричество» (июль), а также 105-летию изобретения радио (7 мая) посвящается.

ЗЕВСЫ

«Во всем ищи индукцию». Русский вариант знаменитой французской поговорки

Если б знали вы, как все взаимосвязано! Если б знали... Как бы покороче сформулировать эту взаимосвязь? Бесконечную, распространяющуюся на весь окружающий нас мир. Пожалуй, точнее древних и не скажешь: «Не потревожь травинку, чтобы не навредить звезде». Мы же постараемся показать ее на общей волне, на электромагнитной. Итак, вместе с Виктором Гусевым и Тихоном Хренниковым: «Во-о-лны радио ночью примчатся из Москвы сквозь морозы и дым. Го-о-лос дальней Москвы мне казаться будет го-о-лосом...».

твч

После краткого изложения сущности индуктивной закалки бородатый профессор раскрыл видавший виды брезентовый портфель и стал выкладывать на зеленое сукно стола стальные детали. Все с любопытством взирали на появляющиеся как из бездонной бочки синеватые валы, втулки, клапаны. Как же выдерживает этот потрепанный портфель такую тяжесть? «А коленчатый вал не принесли?» - пошутил директор ЗИСа И.А. Лихачев. «Можно и коленчатый вал,- лихо ответил В.П. Вологдин.- Финансируйте, и будет вам установка для закалки коленвалов». К этому докладу на коллегии Наркомата тяжелой промышленности Валентин Петрович уже знал, как равномерно закаливать шейки вала токами высокой частоты (ТВЧ). Устройство было заявлено на изобретение позже, в июне 1936 г. (а. с. № 50620 от 1937 г.). Способ индукционной закалки заключается в сосредоточенном нагреве поверхностного слоя детали электрическим током и охлаждении водяным душем. Количество теплоты по закону Джоуля - Ленца, если не лень нам его вспомнить, пропорционально силе тока в квадрате, напрямую сопротивлению в омах и, само собой разумеется, времени действия. К сожалению, его не остановишь, как и сборочный конвейер на автозаводе, ритм которого сдерживала термическая обработка коленвалов. Докладывая руководителям промышленности перспективы индукционной закалки, пионер отечественной радиотехники В.П. Вологдин вспомнил недавнюю историю. 2 декабря 1918 г. В.И. Ленин подписал Положение Совнаркома «О Нижегородской радиолаборатории с мастерской». В ней тогда уже сложился коллектив талантливых радио- и электротехников: М.А. Бонч-Бруевич, А.Ф. Шорин, О.В. Лосев... Под руководством Бонч-Бруевича строился первый советский радиотелефонный передатчик, а В.П. Вологдина - машина высокой частоты (10000 Гц) мощностью 50 кВт. Опыт уже имелся - еще в 1912 г. Валентин Петрович изготовил высокочастотный мотор-генератор мощностью 2 кВт. Имелся и знаменитый предшественник - изобретатель радио А.С. Попов, который каждое лето с 1889 по 1894 г. руководил Нижегородской электрической станцией.

В декабре 1919 г. - время-то какое! - после того, как Бонч-Бруевич разработал новые радиолампы с водяным охлаждением невиданной в мире мощности 1,5 и 2 кВт («Ведь это же клад» - не удержался от восторга инспектор от Наркомпочтеля А.М. Николаев), - начались первые радиопередачи из Нижнего в Москву. В 1920 г. в Москве был установлен более сильный передатчик и начаты дальние радиосвязи. Одной из первой была связь Москвы с Берлином. Она доказала, что советские радисты обогнали своих немецких коллег - связь оказалась односторонней. Дальность радиоволн через короткое время уже достигла нескольких тысяч километров, и 15 сентября 1922 г. Центральная радиотелефонная станция в Москве передала первый в мире радиоконцерт. Этот день следует считать началом радиовещания для широких народных масс.

Создавая серию генераторов для передающих радиостанций, В.П. Вологдин практически наблюдал в их обмотках и в линиях подачи энергии к антеннам смещение токов на поверхность проводников, и тем больше, чем выше частота. В 1926 г. он начал первые исследования по применению токов высокой частоты для нагрева под закалку. К докладу на коллегии уже сложилась конструкция закалочной машины: высокочастотный генератор 1, конденсатор и трансформатор, со вторичной обмоткой которого соединен индуктор (возбудитель) вихревых токов 2 (рис. 1, а). Каждая шейка 3 коленвала охватывается разъемным индуктором, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена переменной кривизны, - эти ухищрения вызваны требованием равномерной толщины прогрева. Но главное не в этом, а в самой идее и в святой простоте установки, повторяющей схему радиопередатчика, антенну которого заменили индуктором, да изменили диапазон частот и мощностей. Наше, родное, изобретение. Как и радио. Мы первые. И никуда не деться кичливому Западу от неприятной для него реальности.

Восхищенный докладом, Серго Орджоникидзе, который очень любил и умел угадывать ярких, думающих, смелых и инициативных людей, не выдержал: «Профессор, нельзя носить в таком ветхом портфеле миллионные ценности!» - и, вынув из своего большого изящного портфеля бумаги, передал его ученому. «Что Вы, Григорий Константинович, - смутился Вологдин, - мне неудобно лишать наркома столь нужной вещи». - «Берите, берите, не стесняйтесь. Уверен, в нем появятся новые ценности, а уж директор автозавода обязательно с нами рассчитается. Не так ли, Иван Алексеевич?» - обратился нарком к Лихачеву. «Придется, товарищ Серго. Только новыми автомобилями!» - расхохотался Лихачев,сразу оценивший новшество для своего конвейера. Уже в 1935 г. станок для высокочастотного нагрева и закалки коленвалов работал на ЗИСе.

Как всегда бывает с плодотворной идеей, она приносит многообразный эффект, полезные составляющие которого раскрываются со временем, по мере расширения сферы использования. Выявились преимущества индукционной закалки по сравнению с традиционным нагревом в печи: отсутствие окалины и коробления деталей, отличная структура металла, возможность местного нагрева участков сложных и корпусных деталей, невиданные производительность и экономичность. Особенно замечательны слагаемые качества закаленного металла, органически присущие поверхностному эффекту ТВЧ, - твердый наружный слой, плавно переходящий к мягкой сердцевине. Такое сочетание твердости с упругостью придает повышенную прочность - свойство, крайне необходимое всем деталям, но особенно швейным иглам, работающим с высокими динамическими нагрузками, со скоростью свыше 10 тыс. (!) стежков в минуту. Проста деталь, а, поди ж ты, производство игл к ткацким станкам освоено даже сегодня только в семи странах. По международным ценам за два их килограмма дают автомобиль. «Мерседес?». - «Жигули» последней модели». Вот где соревнование Подольского игольного завода с АвтоВАЗом! Кто больше родине нужен? А тогда, 65 лет назад? Теперь понятно, почему вслед за термическим агрегатом для ЗИСа появился автомат для закалки швейных игл на Подольском заводе. Диаметр иглы 1 мм - это не 65 мм шейки коленвала с толщиной закаленного слоя более двух диаметров иглы - 2-2,5 мм. У иглы кожура должна быть 0,2 мм. Чтобы выгнать вихревые токи в такую щель на поверхность и удержать от проникновения вглубь, их нужно возбудить частотой.., частотой немыслимой - свыше миллиона герц! Машинные генераторы для нее - что бегемоты, что слоны в посудной лавке.

Используя опыт радиотехники (вспомните радиолампы Бонч-Бруевича с водяным охлаждением), Г.И. Бабат создал первый в мире ламповый генератор на основе высокочастотных источников энергии радиостанций. В нем выпрямительный каскад 1, питаемый от сети переменного тока частотой 50 Гц, подает постоянный ток напряжением 8000 - 10000В ламповому генератору 2 (рис. 1, б). Анод лампы (тип Г-431) непрерывно охлаждается проточной водой. Колебательный контур 3 преобразует импульсы, посылаемые лампой, в высокочастотный (до 15 МГц) ток индуктора 4. Иглы под собственным весом падали из питателя в индуктор и, пролетев через него за секунду, падали, разогретые, в закалочную ванну. Мощность индуктора была строго расчетной; малейшее отклонение от номинала приводило к перегреву или недогреву иглы, и она приобретала хрупкость или, наоборот, излишнюю пластичность. Все бы хорошо, да не учли колебаний напряжения заводской сети, отражавшихся на мощности установки. Выход нашелся в управлении магнитными свойствами металла иглы. Известно, что для всех металлов, объединенных в класс ферромагнетиков, существует определенная температура (точка Кюри), при которой магнитные свойства полностью теряются. Зная эту особенность, конструкторы установили в верхней части индуктора постоянный магнит 5. Падавшая из питателя игла вдруг зависала в поле магнита, висела и грелась вихревыми токами до 780°С (точка Кюри для стали). Потеряв магнитные свойства, она снова продолжала падение, за время которого температура ее повышалась до нужной величины. Таким остроумным решением было обеспечено стабильное качество термообработки при невиданной производительности - 4 тыс. игл в час.

Закалка ТВЧ сыграла особенно большую роль в годы Великой Отечественной войны, а после нее получила столь широкое применение, что в 1947 г. для координации и развития работ был создан Институт токов высокой частоты, ныне ВНИИ ТВЧ им. В.П. Вологдина.

Сварочный функельшпиль

Функельшпиль (Funkelspiel) в переводе с немецкого - радиоигра. Помните, как переиграли немецких коллег советские радисты в 1920-м? Тогда в Берлине не смогли дотянуться до Москвы. Перед войной противник стал серьезней. Немецкие приемники «Телефункен» славились качеством приема. В наших радиокружках пионеры собирали простые детекторные приемники: всего две катушки, одна из них, приемная, соединялась с антенной; другая, регулируемая, - с конденсатором в колебательный контур, а он - с наушниками. Вращая ручку настройки, мы слушали ближние станции на длинных волнах: «Передаем концерт по заявкам стахановцев...». А чаще всего принимали в Балашихе передачи самой мощной в мире радиостанции им. Коминтерна из Ногинского района, ее мощность будущий академик А.Л. Минц довел до 1500 кВт в 1943 г. Именно тогда, накануне Курской битвы, немцы взялись подчищать свои тылы, громить брянских партизан. Карателям удалось сломать их оборону и нарушить связь их отрядов между собой и с центром. Так что в одном отряде оказались шифры, а в другом - радисты. Поэтому для восстановления партизанского движения и объединения отрядов был заброшен радист из Центра. И пришлось ему «играть» с гитлеровцами открытым текстом.

У немцев большим любителем пеленговочной техники и непревзойденным мастером «радиоигры» считался начальник гестапо Генрих Мюллер. Только с советской разведкой он провел более ста крупных функельшпилей, причем нередко они завершались уничтожением разведгрупп и диверсионных отрядов. Но в этой игре партизаны обыграли шефа гестапо, а когда началась знаменитая «рельсовая война», ее хорошо скоординированные удары ощутимо сказались на всем ходе величайшей битвы на Курской дуге. Тогда основным способом ремонта военной техники в полевых условиях была сварка, которой в совершенстве владели на ее родине. В таком совершенстве, что любого черта могли сварить из любого металла, «прикурить» от того детекторного приемника, который когда-то сами собирали пионерами. А что особенного? Повысь мощность в тыщу раз да поменяй вход на выход трансформатора. По трансформаторной схеме угольным электродом варил металл еще Н.Н. Бенардосв 1882г. К брянскому функельшпилю опыт за 60 лет накопился громадный, но и тогда, в августе 1943-го, можно было удивить «тертых калачей». Вот и Б.Р. Лазаренко спорит в разгар Курской битвы с ремонтниками: «Хочешь, палкой проткну броню?». Дело в том, что для крышки моторного отсека нужны отверстия под болты с резьбой М12, а чем ее, сверхтвердую уральскую, сверлить - одному богу известно. Ребята думают, что их разыгрывают, спорят на фронтовые сто грамм. Борис Романович, оглядывая обугленные кусты и деревья, находит подходящий обгоревший сук. Отломав, зажимает его в щипцах токоподводящей шины сварочного трансформатора. Затем,подав напряжение на «угольный электрод» и на броню танка, проткнул ее насквозь своим «оружием». Никакой фокусник, никакой Акопян или Копперфильд не сможет достичь того эффекта, какой был среди изумленных ремонтников с застывшими, постепенно сползающими с лиц улыбками, - куда там финальной сцене «Ревизора»; «понастоящему развитая технология неотличима от магии» (Артур Кларк).

Треть века спустя, на вопрос о наиболее памятном событии Лазаренко вспоминает не этот триумф, а годом раньше: «Пожалуй, оно произошло в 1942 г., когда Наталия Иоасафовна (только супруг может выговорить ее отчество) проткнула медной пластинкой вольфрамовый брусок, а затем той же пластинкой разрезала твердосплавный резец вместе с державкой». Поясним: супруги Лазаренко за несколько лет до описываемых событий работали над созданием надежных релейных контактов. Электроконтакты страдали общей бедой - электрической эрозией, описанной еще в 1768 г. английским химиком, философом-материалистом заметим, Джозефом Пристли.

Что только не перепробовали супруги, дабы излечить эту болезнь: разнообразные материалы, вакуум, жидкие и вязкие среды... Ничто не помогало. Окончательный вывод был неутешителен: создать реле, удовлетворительно работающее в жидкости, невозможно. Электроды разрушаются быстрее, чем в воздушной среде. Но и отрицательный результат для пытливого исследователя - полезный. Супругам не давало покоя замеченное явление: через несколько секунд работы контактов в жидкости она мутнела. Изучение ее под микроскопопоказало, что в ней содержатся крошечные шарики материала электродов. А что, если обратить вред на пользу? Получать эрозией порошки из токопроводящих материалов (а.с. № 833377 от 1981 г., № 956153 от 1982 г., № 1025494 от 1983 г.), столь необходимые промышленности, той же радиотехнической, - вспомните заполненную металлическим порошком стеклянную трубку с двумя электродами - когерер первого радиоприемника в мире - грозоотметчика А.С. Попова? Кстати, 7 февраля (25 января) этого года исполнилось ровно 100 лет со дня первого практического использования радиосвязи - наведения ледокола «Ермак», занятого спасением броненосца «Генерал-адмирал Апраксин», на льдину с 50 рыбаками, унесенную в Финский залив.

Б.Р. и Н.И. Лазаренко, продолжая извлекать «пользу из вреда», решили ускорить процесс разрушения самих электродов. Собрав электрическую цепь с конденсатором и сопротивлением (рис. 2, вверху), они соединили с катодом медный стержень, а стальную пластину сделали анодом, поместили их в ванну с керосином, включили ток и начали сближать. (Потом они усложнили инструмент и заготовку, взяв вместо стержня спираль, и прошили ею винтовое отверстие в шаре.) Делать это надо с умом; каждый сварщик знает, как приваривается электрод к детали, если, «клюнув» им по металлу, вовремя не отдернешь. Так и прыгает электрод в руках начинающего «танцора», оставляя конусы металлических наплывов. «Наследил!» - оценит мастер «работу» ученика, правда, куда более грубым словом.

Ученые же сближали электрод медленно, равномерно, с помощью механизма подачи, наблюдая с волнением, как медь постепенно входит в сталь. Вот бы предложить тогда, в 1942-м, фокус - на страх немцам протыкание брони медным, хуже им, .алюминиевым прутком, секретное электроискровое оружие. Забегая вперед, скажем, что за него супруги Лазаренко были удостоены Сталинской премии в 1946 г.

31 декабря 1943 г. бригада Лазаренко - Б.Р., Н.И. и В.Р. (брат) заявили в Наркомэлектропром «Устройство для регистрации эрозии металлов». Заявка за № 313 счастливо увенчалась регистрацией авторского свидетельства № 64705 в светлый месяц май 1945 г. Эрозиоотметчик Лазаренко, как грозоотметчик А.С. Попова, - содержал емкостной разрядник с более развитой системой регулирования, чем рассмотренный выше. Один его электрод был установлен на вибраторе и скользил по движущейся металлической пластине. Она и стала своеобразной металлической осциллограммой искровых разрядов - исследователи плавно изменяли сопротивление цепи, переводя разряд в непрерывную электрическую дугу и обратно, вплоть до полного его исчезновения. Так искали оптимальный режим электроискровой обработки.

Треть века спустя уже не на пластине, а на тонкой металлической ленте, титановой, толщиной 0,01 мм, томичи из НИИ автоматики и электромеханики изобрели запись электроискровым способом «вечной» информации (а. с. СССР №602969 от 1978 г.). После победного 1945-го электроискровая обработка начала победное шествие по всему Земному шару. В 1946 г. способ был запатентован в США, Англии, Франции,Швейцарии, Швеции. За минувшие годы дело приняло невиданный массовый размах: тысячи фирм и лабораторий, десятки тысяч сотрудников, сотни тысяч патентов... Но самое главное, по мере развития функенэродирен - электроискровой обработки - расширяются горизонты ее применения: от гигантских изделий до микроскопических невидимок (нанотехнологии). Вот и контактная электроискровая сварка (а. с. № 72437 от 1946 г.) - еще одна ветвь древа Лазаренко. Быстрее пулемета шьет сварочные точки, а всего-то и делов - регулируемый сварочный контур 1 добавлен к уже известному электроэрозионному 2 (рис. 2, внизу). При накоплении заряда и очередном разряде конденсатора искра на разрядниках Р обоих контуров открывает путь сварочному току на электроды 3. Длительность сварочного импульса, указывают Лазаренко, - не верится, миллионные и даже десятимиллионные доли секунды. С полувековой высоты сегодняшнего дня ясно видно, что электрические цепи тяжеловаты для таких мгновений, бери больше - тяжелы; не цепи, а вериги. Пока сработает электроискровая цепь, пока отзовется сварочная, пока вследствие неизбежного рассогласования они соберутся вместе и пропустят прирученную «функу» (молнию) силой 500 А, разряд растянется на десятитысячные доли секунды. Но это и лучше: ток успеет проварить точку, а то, сколько тепла успеет выделиться за миллионную долю секунды? - вспомним еще раз закон англичанина Дж. Джоуля и нашего Э.Х. Ленца.

Давайте посмотрим сварочный агрегат в действии. Наталия Иоасафовна заправляет две бобины с латунной и стальной лентами, толщиной 0,25 мм каждая, протаскивает свободные концы лент к электродам; затем плотно зажимает их. Владимир Романович (деверь) включает сеть. Слышно гудение трансформаторов, цирканье разрядов: ци-и-ир-рр, ци-и-и-р-р... «Подрегулируй емкости, Володя», - советует Борис Романович. Пошел звук: ци-ир, ци-ир... «Сопротивление в электрической цепи понизь!». Цир, цир... Поехали! Включают лентопротяжный механизм, и электроды застрочили: цр, цр... с частотой швейной машины - 10 знаков в секунду. Сшиваемая точечной сваркой биметаллическая лента (для тепловых реле) поползла на приемную бобину. Мы, как завороженные, смотрим на бегущую с подергиванием 10 Гц ленту. Равномерное циркание убаюкивает. Вдруг ритм сбивается: цр... цр-цр... цр-цр... цр... Что такое? Откуда сбой идет? Сопротивления на равномерность сигнала не могут влиять. А лента продолжает нести кодированные сигналы: цр-цр...цр-цр...цр...цр...цр-цр...цр... «Не надо! - остановил Борис Романович брата, заметив его попытку выключить аппарат. - Сигналы похожи на телеграфные: цр - точка, цр-цр - тире. Кто знает азбуку Морзе?». Нашелся электротехник, наладчик сварочного агрегата. Он отматывает ленту с приемной бобины и читает: «По-здра-вля-ем вы-со-кой на-градой Ста-лин-ской пре-ми-ей... Во-логдин зпт Го-рю-нов зпт Ру-ден-ко тчк». «Надо ж такое придумать! - удивляются всеЛазаренки. - Ну, Вологдина-то, этого виртуоза радиотехники высоких частот, мы хорошо знаем, но когда же он успел узнать о премии?! Да еще и превратить нашу точесварочную машину в телеграфный аппарат. А Руденко - неужто Роман Андреевич? Он-то при чем здесь? Ведь сейчас выступает главным обвинителем на Нюрнбергском процессе».

Секрет открыл наладчик: профессор Вологдин попросил его подключить контактор К сварочного агрегата к телеграфному аппарату (рис. 2). Радист из лаборатории Вологдина на ЗИСе, получив по телефону сигнал начала сварки, отстучал ключом поздравительную телеграмму, которая и была принята на биметаллической ленте. Настоящий сварочный функельшпиль.

Пайка в радиосфере

Тем временем в лаборатории В.П. Вологдина Ленинградского электротехнического института имени В.И. Ульянова проводятся испытания нового способа пайки изделий в вакууме (а. с. № 64327 от 1945 г.). Способ был заявлен 14 января 1941 г., но война помешала его развитию - блокада Ленинграда, где находилась лаборатория ТВЧ. Вникнем в новизну паяния; существенную новизну, как тогда оценивали уровень изобретения эксперты.

В то время сварка деталей из разнородных металлов была большой проблемой - попробуй приварить алюминиевый листок к стальному стакану, а если их соединить болтами, то изделие значительно усложнится, станет громоздким. Развитие авиации требовало все больше изящных соединений. Пытались паять в нейтральной среде, водородной, как правило, чтобы защитить поверхности от окисления. Дело это было дорогим, а главное, взрывоопасным. К тому же трудно визуально контролировать рабочую зону. Трое ТВЧэшников, подписавших поздравительную телеграмму Лазаренко, нашли новое применение токам на высоких частотах. Подсмотрим, чем занимаются эти трое магов, - тогда это было страшным секретом. Вот они колдуют над каким-то стеклянным баллоном 1, под которым уже находятся на оправке две детали 2, мы их обозначили одной цифрой - все равно через минуту будут одним целым (рис. 3, а). Самый молодой из них, Володя Горюнов (Владимир Федорович для посторонних), включает по команде профессора вакуумный насос. На чертеже он не виден, так как находится под столом, но слышно, как чмокает, отсасывает воздух из-под колпака до разрежения в одну тысячную мм ртутного столба.

Нельзя сказать, что пайка в вакууме до того никому не приходила в голову. Но непреодолимые технические трудности с нагревом и охлаждением изделия - сутки может остывать в вакууме - не позволяли сорвать желанный плод. Однако поглядим, что происходит дальше. Вот кто-то в белом халате... а-а, это Д.И. Руденко, опускает на купол баллона массивное кольцо 3. Индуктор. Массивен он на первый взгляд, а если смотреть в разрезе, то кольцо-то полое. Полость сообщается с водопроводом для охлаждения индуктора водой. Атому безразлично, вакуум ли он охватывает, воздух или аргон - жидкости, правда, не любит, лишь бы объект внутри среды был отзывчив - воспринимал вихревые токи, возбуждался и разогревался.

Когда индуктор установили напротив стыка деталей, открывают водяной кран и включают ток. К шуму вакуум-насоса добавилось гудение катушек высокочастотного генератора и журчание проточной воды. Сквозь стеклянный баллон видно, как разогревается, краснеет место спая. «Достаточно, Дмитрий Иванович, - профессор кивает Руденко, - выключайте генератор и насос, включайте охлаждение детали». Неужто закаливать собираются. ан нет. Детали просто охлаждают для быстрой смены на новое изделие. С этой целью в крышке стола тоже предусмотрены полости для проточной воды, которую сейчас включает Горюнов. К баллону еще нельзя дотронуться - горяч. Ждем. Слышно, как журчит проточная вода. Но, чу... Тихо! Баллон поет: «Ив какой стороне я не буду...». Звук пропал, журчание воды перекрывает слабый тон. «Выключите воду!». И снова: «...никогда не забуду, если с ним подружился в Москве...». Звук снова исчез и, сколько мы не вслушиваемся, уже окончательно. Что это было? Почему баллон заговорил? «Почему, почему, - повторил Вологдин, - а потому, что индуктор сыграл роль приемной катушки, а баллон - конденсатора колебательного контура и резонатора»(рис. 3, б). И вправду, оказавшись в резонансной частоте радиостанции, передающей на длинных волнах, установка для пайки зазвучала как репродуктор. Бывает, что даже некоторые люди умудряются принимать местные радиостанции на свои зубные пломбы или коронки и жалуются на непрошеную музыку. Коронка является как бы витком приемной катушки. Слабость сигнала компенсируется прямой его доставкой через кости челюсти к среднему уху. Приходится снова обращаться к дантисту, чтобы тот «погасил» звонкий контур.

А вот другой пример. В районе нашей мощной радиостанции, Ногинском, крыши близлежащих домов улавливают энергию радиоволн. Ее плотность порой достигает 100 Вт на квадратный метр. Соедини цоколь 100-ваттной лампы с крышей и землей, и бесплатное освещение на даче обеспечено (рис. 3,в). «Уж, не так ли, без проводов, хотел передавать электрическую энергию серб Никола Тесла?». - «Да, именно так: направленным высокочастотным излучением. Дорого оказалось. Потери большие».

Из этого наблюдения Валентин Петрович совместно с А.А. Фогелем сделал очередное изобретение - фокусирующее зеркало для антенн (а. с. № 75240 от 1949 г.). Заявку они подали годом раньше. Фамилия соавтора вполне соответствовала назначению - Фогель в переводе с немецкого означает певчую птицу. Любимчик профессора, кандидат технических наук, он сотрудничал с ним с самого зарождения способа закалки ТВЧ. Сущность же антенны заключалась в том, что зеркало ее было образовано металлизированной поверхностью баллона, но не вакуумного, а наполненного газом.

Главным же результатом пайки в вакууме явился способ диффузионной сварки в вакууме, предложенный Н.Ф. Казаковым (а. с. № 112460 от 1960 г.; № 163874 от 1964 г.; №№ 172606, 256179 и другие сотни патентов продолжателей дела; см. мою статью «Глаз и сварка» в «ТМ», № 6 за 1999 г.). Так из электрической искры, зажженной талантливыми учеными, разгорается пламя практических изобретений в различных отраслях народного хозяйства.

Эге! Тарелки бьют. На счастье?

Не эге, а ЭГЭ - электрогидравлическим эффектом бьют тарелки. В то довоенное время, когда Вологдин творил закалку ТВЧ, голодающий студент Лева Юткин из Ленинградского автодорожного института налил в суповую тарелку воды - супа-то не было - и, чтобы ее подогреть, погрузил туда электроды, пропустил между ними высоковольтный разряд от катушки Румкорфа (рис. 4, а). Дефицитная тарелка раскололась, вода залила стол, но... голод исчез. Ведь явление открывало перспективы, большие перспективы технологического битья на любой лад: упрочнение, очистка, полировка, наклеп,- если не хотите - релаксация, снятие напряжений, рекристаллизация, а то и наоборот - расслаивание, и снова уплотнение... Горизонты все дальше и дальше - от механического воздействия к химическому: полимеризация, синтез соединений, активация катализаторов, ускорение (химических) реакций, образование многовалентных ионов... Уф, продолжим перечислять цели способа воздействия на материалы, заявленного в 1951 г. (а.с. № 121053 от 1964 г.) - выпадение осадков, нет-нет, не атмосферных, а веществ из раствора, обрыв сорбционных и слабых химических связей, переход химических элементов материала в жидкость - ту, в которой он находится... Словом, пострашнее разряда электрического стула - свят, свят! - удар молнией в воде будет. Кому такое дело понравится? ан нет! Нашлись десятки фирм - на все пойдут ради выгоды - в Швеции, Испании, Венгрии, Японии.., купили лицензию на электрическую очистку литья и проката от окалины (а.с.№ 114172 от 1957 г.).

Дело дошло до разрушения горных пород (а.с. № 123500 от 1959 г.). В пробуренную скважину вставляется не пороховой заряд, а электродный комплекс: центральный стержень 1 и охватывающий его трубчатый электрод 2 со штуцером 3 для подачи жидкости (рис. 4, б). А дальше известное дело: крутанул ручку адской катушки Румкорфа, и скала-старушка развалилась на глыбы неподъемные. Ни шуму, ни дыму. Тихо, без гвалта. Расчищай бульдозерами трассу под железнодорожное полотно Абакан-Тайшет. Между прочим, Генрих Румкорф, змей, посылал своей катушкой искры-молнии в полметра длиной. Самая первая заявка на «Способ получения высоких и сверхвысоких давлений» (а.с. № 105011 от 1957 г.) была подана полвека назад, 15 апреля 1950 г. Ее авторами, как и всех последующих изобретений, были Л.А. Юткин и Л.И. Гольцова - Лев Александрович и его супруга, верный последователь его идей Лидия Ивановна. Эффектом ЭГЭ-ЭГЮ (Гольцовой - Юткина) заинтересовались тысячи инженеров и ученых. Среди последних: академики Артоболевский Иван Иванович - механик, Агошков Михаил Иванович - горняк, Микулин Александр Александрович - авиадвигателист. Нельзя не упомянуть и нашего читателя, изобретателя Ю.Н. Гелазова - исходя из количества выдвинутых им идей, впору музей открывать в его родном селе Большой Чирклей Ульяновской области. Он предложил двигатель внутреннего... как бы сказать поточнее, электрогидравлического удара, сокращенно ДЭГУ Цилиндры двигателя ЭГУ расположены не сверху коленвала 1, как у всех нормальных ДВС, а снизу (рис. 4, в). Иначе нельзя - вся вода выльется. «Не только вода, но и масло, - поправляет Юсуп Низамович. - Оно покрывает воду и служит не только для смазки поршней 2, но и для уменьшения ее испарения». Налив воды в цилиндры (сами догадаетесь как) и покрыв ее моторным маслом нашей марки, скажем М8Б, пускаем на электроды 3 искры Румкорфа от катушки зажигания. Каждая искра - это гидравлический удар, толкающий поршень вверх. Но что замечательно: сразу после удара в цилиндре создается разрежение - объем-то жидкостей постоянный, а это влечет за собой втягивание поршня обратно. Какая-никакая, а экономия энергии.

В 1977 г., не без помощи партийных организаций и вопреки научным ортодоксам, в Ленинграде была организована Центральная научно-исследовательская лаборатория электрогидравлического эффекта (ЦНИЛЭГЭ). Дело приняло большой размах. ЭГЭ-ЭГУ-ЭГЮ распространился на сельское хозяйство: обеззараживание мясного корма, мойка шерсти, очистка фильтров, раскалывание валунов на полях, регенерация артезианских колодцев, прокладка дренажных труб...

Размах-то размахом, да объем журнала давно требует заключения. Краткого. Оно же-в исключительном приоритете отечественных ученых и изобретателей в радио- и электротехнологиях: сварке,закалке ТВЧ,эле ктрофизической и электрохимической обработке - ЭФО, ЭХО, ЭЭО, ЭГЭ, лазерной... А теперь попробуйте, напрочь забыв пропагандистские бредни нынешних СМИ, самостоятельно вспомнив и осмыслив прошлое, догадаться - почему такое происходило?

P.S. Что же касается заголовка статьи, то Зевс, как известно, тоже увлекался электрическими разрядами, благодаря чему, кстати, и занял лидирующее положение среди богов.

Рис. Михаила ШМИТОВА


ТЕХНИКА - МОЛОДЕЖИ 3'2000

<<назад     содержание