Борис Андреев - Завоевание природы
Прежние мельницы могли работать только при сравнительно сильном ветре. Теперь научились строить ветряные моторы, работающие и при слабом ветре. Мало того. Прежде, когда не было работы, нельзя было использовать ветряной двигатель даже и в том случае, когда дул подходящий ветер. Теперь, благодаря тому что физика хорошо изучила свойства электрической энергии, а техника научилась применять их для практических целей, можно запасать энергию ветра впрок. Для этого строят особые приборы — электрические аккумуляторы, которые и соединяются с ветряными двигателями. Вся лишняя, ненужная в данный момент энергия ветра, вращающая колесо двигателя, превращается в электричество, которое и запасается в аккумуляторах. Когда нужно, заряженные аккумуляторы отдают запасенное в них электричество, которое и производит необходимую работу.
Подобные ветряные моторы устанавливаются теперь по многих местах в Америке и других странах. Ряд таких установок изображен на рисунке 24. Все они делаются сплошь из металла и могут давать каждая постоянно 10 — 15 лошадиных сил, а то и больше.
У некоторых крылья достигают до 20 метров в поперечнике и тогда они дают уже до 40 лошадиных сил. Обходятся они сравнительно недорого, содержание их тоже не требует больших затрат, а потому ветроэлектрические двигатели охотно употребляются в сельских местностях для освещения, орошения полей, приведения в действие динамомашины, разных аппаратов.
У нас в СССР испытываются в настоящее время быстроходные ветряные двигатели несколько иного типа, более дешевые и надежные в работе. Такой двигатель, мощностью в 50 лошадиных сил, установлен для испытания в районе бакинских нефтяных промыслов и приводит в движение пять глубоких насосов.
Испытание его работы дало хорошие результаты. Кроме того у нас разработаны теперь еще маломощные ветряные двигатели и предположено организовать их массовое производство.
В недавнее время появился и другой способ использования энергии ветра. Взгляните на рисунок 25. На нем вы видите корабль с двумя какими-то необычно большими и высокими трубами. Вы ошибетесь, если подумаете, что это — трубы для отвода дыма и газов из пароходной топки. Нет, эти трубы… двигают судно.
Вы знаете, какую пыль поднимает за собой в летнее сухое время автомобиль или быстро несущаяся телега. Происходит это потому, что вращающееся колесо автомобиля или телеги с одной стороны сжимает перед собой воздух, а с другой — как бы разрежает его, благодаря чему около колеса возникают засасывающие вихри воздуха, поднимающие пыль с дороги.
Подобные же движения воздуха возникают и около вращающегося цилиндра, когда на него дует ветер: с одной стороны цилиндра направление ветра совпадает с направлением движения цилиндра (на рисунке 26 — сверху), а с другой стороны не
совпадает (с нижней). По этой причине с одной стороны (на рисунке с нижней) образуется много вихрей, благодаря чему в направлении, показанном на рисунке стрелкой, возникнет сила, которая будет стремиться двигать цилиндр. Это направление, как видно из рисунка, не совпадает с направлением ветра, а идет как раз поперек последнего.
Теперь вы поймете, как двигается судно Флеттнера.
Две его "трубы" представляют собой большие металлические цилиндры, приводимые во вращение мотором. Когда дует ветер, то поперек его направления создается сила, которая давит на трубы и тем самым двигает судно.
Таким образом современная техника позволяет уже строить такие аппараты, которые дают возможность удобно и выгодно использовать даровую энергию ветра. А это использование имеет огромное значение. Достаточно сказать для примера, что у нас в СССР больше половины урожая перемалывается на ветряных мельницах, которых насчитывают до двухсот тысяч штук. Все эти мельницы, конечно, устроены плохо и работы дают немного. А если бы вместо них установить более усовершенствованные ветряные двигатели, то они не только справлялись бы с помолом зерна, но давали бы еще энергию для устройства электрического освещения в наших глухих деревнях и селах, для приведения в действие маленьких двигателей и т. д. Правильно поставленное использование энергии ветра на много облегчило бы труд человека в горных странах, оно позволило бы также наладить и орошение пустынь. Дело в том, что в пустынных бесплодных местностях вода часто все-таки есть, но она находится глубоко под землей, — ее надо оттуда выкачать. Большое количество ветряных двигателей, поставленных в таких местах, могло бы сделать это и тем самым позволило бы превратить большие пространства пустынь в цветущие местности.
Учеными высчитано, что ветряные двигатели, установленные в большом количестве, могли бы дать до 11/2 лошадиных сил мощности на каждого человека. Само собой разумеется, однако, что такая установка — дело не легкое, и осуществить ее удастся только в будущем. Но, как бы то ни было, запасы "синего угля" огромны, они постоянно пополняются, и человечеству надо только как следует организовать их использование.
9. Солнце в качестве мотора.
Греясь в теплый весенний день на солнышке, вряд ли кто-нибудь задумывается над тем, какое огромное количество тепла посылает на землю наше дневное светило. А между тем это количество действительно огромно. Ведь солнечная теплота поднимает в высь воды морей и океанов, производит передвижения мощных масс воздуха на земле, поддерживает рост и развитие растений… Это она является тем источником энергии, запасами которого мы пользуемся в виде различных сортов черного, белого и синего угля. Вся жизнь на земле зависит от солнца; не будь солнца, — земля была бы мертва и пустынна.
Мы уже знаем, что главное количество энергии для своих производственных надобностей человечество получает в настоящее время от каменного угля. Но если подсчитать, сколько теплоты дает годовая добыча каменного угля во всех странах, то окажется, что оно примерно в 500 тысяч раз меньше того количества теплоты, которое земля получает в одну минуту от солнца! Сам собой является вопрос: нельзя ли как-нибудь непосредственно использовать солнечную теплоту, заставив ее тем или иным способом производить нужную нам работу?
Приходилось ли вам, когда-нибудь закуривать папиросу на солнце с помощью зажигательного стекла? Если приходилось, то вы знаете, что это удается только в том случае, когда вы держите стекло в одном определенном положении относительно папиросы. Солнечные лучи, падающие на всю поверхность стекла, последнее собирает в один маленький кружочек, почти точку, которая и должна приттись как раз на кончике папиросы. Тогда тепло солнечных лучей, приходящихся на всю поверхность стекла, соберется в одной точке, и его будет достаточно, чтобы зажечь папиросу. Значит, такое зажигательное, или, как его еще называют, собирательное. стекло обладает способностью собирать, сосредоточивать солнечное тепло в одной точке. Само собой понятно, что чем больше стекло, тем больше тепла соберет оно в одной точке.
Папиросу можно зажечь от солнца не только с помощью собирательного стекла, но и с помощью зеркала, но только не обыкновенного, а вогнутого (рис. 27). Такое зеркало (A ), как видно из рисунка, тоже собирает падающие на него солнечные лучи (С) в одну точку (F). Если бы можно было построить вогнутое зеркало с поперечником в 1 километр, то в той точке, в которой оно собирало бы лучи, можно было бы поставить доменную печь: тепла было бы достаточно, чтобы выплавить чугун из руды!
Вот с помощью таких-то вогнутых зеркал и пробуют теперь использовать для работы непосредственно солнечное тепло.
На рисунке 28 изображен общий вид солнечного двигателя, установленного в Египте. На нем видны два ряда вогнутых зеркал, сделанных из обыкновенного
посеребренного стекла. Всего таких рядов пять. Вдоль зеркал идут батареи котлов, на которые направляются собираемые зеркалами солнечные лучи. Вода в котлах нагревается до кипения и получающийся высокого давления пар передается по трубам в машинное отделение. Там он приводит в действие паровую машину в 60 лошадиных сил. Зеркала устроены так, что они все время поворачиваются к солнцу.
Работу такой машины нельзя еще считать очень выгодной.
Есть солнечные двигатели и другого устройства, в которых обходятся без вогнутых зеркал. Вместо воды в них употребляют иногда какую-нибудь более легко обращающуюся в пар жидкость, например сгущенный в жидкость сернистый газ 1 ). Но все эти установки пока довольно несовершенны и не получили еще широкого распространения. Разработка их — дело техники будущего, но будущего, вероятно, очень недалекого.
В наших местах, где солнца бывает не так много, где зимой холодно, а весной и осенью оно тоже греет не очень-то сильно, рассчитывать на прямое использование солнечной энергии, конечно, не приходится.
