ГЛАВА ВОСЬМАЯ
ИНЫЕ ПУТИ
Эта глава — пестрая. В ней говорится о радужных надеждах, но есть в ней и много печального. Здесь собраны воспоминания о многих неудачах, здесь говорится о проектах, не получивших признания.
На центральных электростанциях всего мира электроэнергию добывают при помощи вращающихся машин — при помощи турбо- и гидрогенераторов. В гл. 4 мы проследили длинную цепь превращений энергии на современной тепловой электростанции. В топке котла химическая энергия угля превращается в тепловую. Тепло нагревает воду, превращает ее в пар. В соплах турбины потенциальная энергия пара переходит в кинетическую энергию быстролетящей струи. Это движение воспринимают лопатки ротора турбины. И только в генераторе механическая энергия превращается в электрическую.
Невольно возникает вопрос: нет ли других путей получения электроэнергии, нельзя ли хотя бы сократить эту длинную цепь превращений? Всегда ли электроэнергия добывалась так, как в настоящее время? Всегда ли она будет так добываться?
В этой главе описаны некоторые наиболее характерные пути получения электроэнергии, отличные от общепринятых. Бесчисленное число проектов предлагалось изобретателями. Некоторые проекты ни при каких условиях не могут дать успеха. Их полезно разобрать в предостережение новым изобретателям. В других проектах таится рациональное зерно. И кто знает—быть может, уже среди читающих эту главу находится тот человек, который проложит новые пути в электроэнергетике.
8-1. Электроэнергия из атмосферы
Когда Ломоносов показал, что молния является электрической искрой, возникли первые предложения добывать электроэнергию, отводя электрические заряды из облаков. «Грозовые машины» строили и сам Ломоносов, и Рихман, трагически погибший при опытах с такой установкой, и ряд других ученых. Получил известность проект использования атмосферного электричества, составленный В. Н. Каразиным. Но ни один из таких проектов не имел успеха.
Электрические заряды в атмосфере малоподвижны и имеют малую плотность. Полезная работа, которую можно было бы получить, собирая ионы, рассеянные по огромному пространству, — незначительна. Когда электрические заряды в атмосфере концентрируются, происходит грозовой разряд. Но даже мощный разряд, сопровождаемый ослепительным сверканием молнии и оглушительным громом, выделяет не более нескольких киловатт-часов энергии.
При существующих ценах на электроэнергию стоимость самого мощного грозового разряда — не более десяти копеек.
В каждый момент времени в разных местах земного шара происходят грозы. В среднем на земле в любой момент единовременно происходит около тысячи гроз. Для всего земного шара энергетический результат грозовой деятельности — очень скромная величина. А на один квадратный километр земной поверхности атмосферное электричество дает совсем ничтожный эффект.
Многолетние опыты показали, что даже в очень высокий молниеприемник — высотой в сотни метров — молнии ударяют не чаще нескольких десятков раз в год. В промежутках между грозовыми разрядами молниеприемник может получить лишь совсем незначительный ток, измеряемый микроамперами.
Ясно, что собирание атмосферного электричества для целей энергетики — совершенно невыгодная затея.
8-2. Горная лаборатория
Были попытки ловить молнии для производства опытов, в которых не нужно большого количества электрической энергии, но требуется весьма высокое напряжение. Это опыты по расщеплению атомного ядра.
Лет тридцать тому назад швейцарские ученые повесили между двумя горными вершинами в Альпах антенну, хорошо изолированную при помощи огромных гирлянд подвесных изоляторов. На антенне скапливались заряды из атмосферы, и иногда на ней получалось напряжение свыше миллиона вольт. Высокое напряжение ученые хотели использовать для питания разрядной трубки, в которой должны были ускоряться ионы. Ускоритель ионов предназначался для опытов по расщеплению атомных ядер.
Высокое напряжение на огромной антенне ускорителя получалось очень нерегулярно. Для произведения опытов приходилось подолгу выжидать соответствующего состояния атмосферы.
Горная лаборатория в Альпах не могла состязаться с теми лабораториями, где для ускорения заряженных частиц применялась электроэнергия центральных электростанций. Вскоре после сооружения этой лаборатории были усовершенствованы конструкции ускорителей, применяющих токи высокой частоты. Такие ускорители дали возможность сообщать ионам и электронам энергию, во много раз превышающую энергию, которую можно собрать из атмосферного электричества (всевозможные ускорители будут подробно разобраны в гл. 10).
8-3. Дикое электричество
В настоящее время окончательно оставлены попытки получить от атмосферного электричества полезную работу. Но зато вреда оно может наделать очень много. Дикое атмосферное электричество может ворваться в воздушную линию электропередачи, пробить изоляцию, нарушить передачу энергии по линии. Над воздушными линиями электропередачи часто натягивают заземленные тросы, чтобы они перехватывали заряды из атмосферы, не допускали эти заряды к токонесущим проводникам.
Атмосферное электричество создает помехи радиоприему. В полете электризуются самолеты. Чтобы снимать электрические заряды, самолеты снабжаются специальными излучателями. Было несколько случаев гибели дирижаблей из-за атмосферного электричества. В полете на дирижабле скапливался большой заряд. При посадке, когда дирижабль приближался к причальной мачте, между мачтой и дирижаблем проскакивала мощная электрическая искра, которая поджигала газ, наполнявший дирижабль.
Электрические заряды скапливаются не только в атмосфере, но и в земле, где непрестанно циркулируют разного рода блуждающие токи. Эти токи очень слабы, их можно обнаружить только чувствительными измерительными приборами.
В 1920 или 1921 г. в Комитет по изобретательству явился «изобретатель», претендовавший на открытие способа получения электроэнергии из земли так же, как руды. Он продемонстрировал экспертам провода, идущие из какой-то ямы. Лампочка накаливания, подключенная к проводам, загоралась. За открытие секрета он требовал большой суммы денег. Но очень скоро выяснилось, что это был жулик: он закапывал в землю аккумулятор.
В готовом к употреблению — «препарированном» виде электрической энергии в природе не существует.
