5. Изобретатель рассказывает — Под небом Арктики — Александр Беляев
Перед нашей страной стояла грандиозная задача: до конца открыть Сибирь с ее неисчерпаемыми источниками энергии и природных богатств. Север непроходим. Моря забаррикадированы льдами. Арктика отрезана необозримыми пространствами тундры, тайги, лесов, столь же непроходимых, как льды полярных морей. Льды уже пробиты нашими ледоколами. А леса оставались непроходимыми, потому что у нас не было лесного «ледокола». Настала пора приняться и за леса. На необозримые «вольные» пространства была наложена сетка квадратов – сначала только на карте, и каждый квадрат – каждый километр в этом квадрате – должен был подвергнуться тщательному обследованию: геологическому, геохимическому, ботаническому, гидрологическому. Разве эту задачу можно быстро разрешить лошадиной тягой и пешим хождением? Вопрос о средствах передвижения в тайге требовал быстрейшего разрешения. Воздушное сообщение хорошо как средство быстрой связи, но для изыскательских партий, нагруженных всякими инструментами, припасами, образцами руд и прочим, нужно было что-то иное. Необходимо было построить корабль-вездеход, который мог бы легко преодолевать бездорожье, вмещать в себя всю изыскательскую партию, инструменты, запасы продовольствия на долгие месяцы. Корабль, который был бы и «вагоном», и «домом», и походной лабораторией, весьма прилично оборудованной. И я несколько лет думал о конструкции такого вездехода. Потом мы стали работать изобретательской бригадой на Челябинском заводе.
Десятки проектов были забракованы челябинским комитетом общества изобретателей, несколько – центром. Но, в конце концов, проект был утвержден и средства на постройку отпущены. Еще два года ушли на строительство и опыты. Наш корабль-вездеход родился. Он поступил в ведение уральского филиала Академии наук и академического совета по изучению производительных сил. Этот совет выработал план и маршрут нашей первой, опытной экспедиции. Мы занимаемся изысканием ископаемых, изучаем лесные богатства, попутно делаем просеки, ведем метеозаписи и многое другое. Ежедневно сообщаем по радио рапорты о наших работах.
Оправдывает ли «Тайга» свое назначение? Наше детище, увы, очень и очень несовершенно. Еще много придется внести улучшений, но в основном мы как будто разрешили задачу. Мы можем производить исследования в продолжение всего года, несмотря на морозы, пургу, полярную ночь. Это значит, темпы освоения Севера по крайней мере утраиваются.
Джим захлопал в ладоши.
– Очень хорошо. Олл-райт! – воскликнул он.
Симаков продолжал:
– Нам необходимо было преодолеть две основные трудности. Первая – энергетическая. Чтобы двигать такую махину, как «Тайга», надо иметь двигатели во много тысяч лошадиных сил. Устроить этакий жюльверновский «паровой дом»? Для лесной области, где топливо можно брать на месте, – куда ни шло; но что прикажете делать в голой тундре, где ни деревца, ни кустика, ни травинки? Брать запас угля на несколько месяцев? – Невозможно. Помимо того, что корабль «раздулся» бы во много раз, он стал бы еще тяжелее, а «плавать» ему предстояло по болотам, по грязи, по кочкам. Он увяз бы. Жидкое топливо не намного улучшило бы положение.
– Аккумуляторы? – спросил Игнат.
– Думали и о них. Но даже самые новейшие «электрические консервы» все же не обеспечили бы энергией на много месяцев это стальное чудовище.
И мы решили использовать ветер, создав ветряную станцию. Это – воздушный змей. Он может быть запущен на 500 метров и работает без отказа. В здешних широтах на такой высоте ветер дует неизменно. Но энергии змея недостаточно. И мы поставили воздушные турбины – виндроторы. Они работают не так безотказно, но все же дают нам немало энергии. Наконец… вы видели среднюю трубу огромной высоты? Все ее устройство очень просто. Снаружи никаких подвижных частей. Видна лишь одна башнеобразная цилиндрическая труба вроде дымовой трубы из листового железа. На верхнем конце, на некотором расстоянии, она окружена коротким цилиндром. Это внешнее кольцо поддерживается снизу очень узкими ребрами. Нижний конец высокой трубы открыт. И вот, под каким бы углом ни дул ветер, результат будет один и тот же: в цилиндрической башне создается вертикальный поток воздуха. Иными словами, постоянно изменяющий свое направление и силу ветер здесь превращается в почти постоянный воздушный поток. Скорость меняется, но направление – вверх по трубе – остается неизменным. У нижнего основания ветряной башни установлена горизонтально лежащая турбина. Такое устройство обеспечивает легкий доступ к машинам, защищенным в то же время от всех влияний непогоды.
– Ну а для чего эти маленькие трубы? – спросил Игнат.
– Принцип их работы также прост. Цилиндр разрезан пополам, и половинки ставятся горизонтально на опорный диск таким образом, что края одной половины заходят за край другой; между ними – промежуток. В эту щель и попадает воздух. Он вертит ротор, ротор приводит в движение динамо.
– И совокупной энергии всех этих установок достаточно для того, чтобы снабдить воздушный корабль энергией?
– И да и нет. Как я сказал, одной высотной станции недостаточно. Внизу же ветер все же дует непостоянно. А в тех случаях, когда «Тайга» идет сплошным лесом, внизу совсем тихо. И нам пришлось призвать на помощь еще одно изобретение – систему «аккумуляторов» для ветряных установок Уфимцева. В кратких словах, дело сводится к следующему.
Ветер – даровая энергия, которая везде под руками. Но все несчастье в том, что ветер – капризная стихия. Он то дует, то перестает дуть, сила ветра также изменяется беспрерывно. Были предложены сотни, если не тысячи остроумных проектов усовершенствованных ветряков. Но изобретатели, ученые не «смотрели в корень», не ставили перед собой задачи бороться с основным недостатком ветряных двигателей – непостоянством их работы.
Сила ветра, как я уже сказал, меняется часто. Даже на протяжении одной минуты она непостоянная. Как выровнять эти минуты неравенства? Создается аккумулятор, так называемый инерционно-кинетический. Попросту говоря, это – усовершенствованное маховое колесо, в котором развивается сила инерции. Он движется, и потому он «кинетический». В нем использована сила инерции, и потому он «инерционный». Для того чтобы в нем самом было меньше трения и максимум полезного действия, его поместили в особом футляре, из которого выкачан воздух или же который наполнен водородом. Ветер дует – маховик вертится. Ветер перестал дуть, а маховик еще вертится несколько минут, продолжая отдавать запасенную энергию. «Скачущая» на протяжении минут энергия ветра несколько выравнена, а минутные перерывы в подаче энергии устранены.
Но это – лишь начало. В работе ветра бывают не только минутные, но и часовые перерывы, иногда в продолжение многих часов. Как бороться с этим? Аккумулятором номер второй. Это обычный электрический аккумулятор.
Далее идут перебои в подаче энергии ветра, которые могут длиться днями. И на сцену выступает аккумулятор номер третий. Вы знакомы с электролизером Шмидта? При прохождении электрического тока через подкисленную или щелочную воду вода разлагается на кислород и водород. Электролизер Шмидта, преследующий эту цель, состоит из чугунных пластин с закраинами, свинченных с асбестовыми прокладками в одну целую батарею. Промежутки между пластинами заполнены слабым раствором поташа. Образующиеся при прохождении тока водород и кислород отводятся порознь и собираются в сосудах. Этот электролиз производит та же энергия ветра. Ветряк «в свободные часы» запасает сам для себя газовое горючее, получаемое из воды.
Кислород – «побочный продукт» – идет на различные нужды, водород же служит горючим для газового двигателя с его динамо.
Наконец, имеется еще один резервный, обычный тепловой двигатель, скажем, на нефти, со своей динамо. Но к нему почти никогда не приходится прибегать.
Так была разрешена проблема выравнивания непостоянства энергии ветра. Эти аккумуляторы могут быть применены к ветрякам любой конструкции. Суть изобретения – в комбинированных способах аккумулирования энергии ветра.
– И ветер тянет «Тайгу» без отказа? – спросил Игнат.
Симаков нахмурился.
– Бывают все же заминки, – сказал он как бы нехотя. – Приходится тогда отстаиваться, чтобы запасти энергию в аккумуляторы. Но таких случаев было мало. Ведь у нас по ходу работ бывают длительные остановки, во время которых мы и можем запасать большие количества энергии.
– Итак, проблема энергии более или менее разрешена. А какая была вторая трудность при проектировании вездехода? Механизм передвижения? – спросил Бугаев.
– Да, но с этой проблемой интереснее всего было бы познакомиться, «поплавав» на нашем корабле.