Вместо заключения
В технике наших дней нередко встречаются крайности, огромные и малые величины.
Рост скоростей… Самолеты, штурмующие звуковой барьер. Ракеты, уже перегнавшие звук. Двигатели, аппараты, приборы, станки с огромными числами оборотов.
Рост скоростей резания: в 150–200 раз увеличились они за полвека. Стахановцы-скоростники режут сталь со скоростью более 2,5 тысячи метров в минуту, а легкие сплавы — почти вдвое быстрее.
Большие скорости стали обычными и для многих других машин.
Примеров можно было бы привести еще немало — из самых различных областей техники.
Скорость гоночного автомобиля за сорок лет — с 1899 до 1939 года — выросла почти в 5 раз. Рекорд, установленный в 1939 году, — 595 километров в час. Два мощных авиационных мотора по 1 300 лошадиных сил, обтекаемая форма падающей капли, легкие сплавы, жесткая экономия в весе машины позволили автомобилю на суше догнать самолет в воздухе.
Растут скорости не только рекордных машин. Почти в полтора раза выросла скорость советского легкового автомобиля с начала тридцатых годов. Машины, созданные нашими конструкторами в последние годы — «ЗИС-110», «Победа», «ЗИМ», — могут развивать скорость 125–140 километров в час.
Мощные советские тепловозы делают 100 километров в час, но уже в ближайшее время можно ожидать цифры в 150–180 и даже более.
Глиссер может нестись по воде со скоростью 85 километров в час, а рекордный — и свыше 200.
Всюду растет скорость передвижения.
Часто технике приходится иметь теперь дело с огромными мощностями. На мощных металлообрабатывающих станках стоят моторы в 150–200 лошадиных сил. Еще десять лет назад самый крупный станок имел в 5 раз меньшую мощность. Несколько десятков электромоторов — на больших станках и поточных линиях. Мощность 48 моторов на шагающем экскаваторе-гиганте — 7 000 киловатт. Это мощность электростанции областного города.
Для работы блюминга требуется почти 50 тысяч сил!
Мощность двигателей современного реактивного самолета с газовыми турбинами, развивающего скорость около тысячи километров в час, может доходить до 10–12 тысяч, а большого многомоторного воздушного корабля — и 30 тысяч сил.
Полмиллиона сил на максимальной скорости развивает двигатель стратосферной ракеты.
Растут мощности и напряжения в энергетике.
150—200 тысяч сил развивают современные мощные паровые турбины высокого давления.
На крупных гидростанциях мощность турбин составляет сотни тысяч сил. — Крупнейшие гидростанции мира — Куйбышевская и Сталинградская ГЭС. Их общая мощность достигнет 3,7 миллиона киловатт. Чтобы можно было яснее ощутить, какова эта цифра, достаточно сказать, что каждый киловатт мощности заменяет в сельском хозяйстве 8 человек, занятых физическим трудом. Вот какой огромной силой, послушной воле человека, будет располагать наша советская техника.
Еще сравнительно недавно высоковольтные линии передавали электрическую энергию напряжением 110 тысяч вольт. Новые линии от волжских гидростанций-гигантов будут передавать в Москву, за тысячу километров, 10 миллиардов киловатт-часов в год при напряжении 400 тысяч вольт.
Миллионы киловатт, четыре сотни тысяч вольт, тысячекилометровые линии передачи — этого впервые в мировой технике достигнет советская энергетика.
В электро- и радиотехнике появилась новая область — высоких и сверхвысоких частот.
Токи высокой частоты дали новый способ тепловой обработки металлов и материалов. Токи сверхвысокой частоты в многочисленных радиоприборах служат для связи на расстоянии. Повышение частоты колебаний привело нас к радиолокации. Мы мечтаем о передаче энергии без проводов с помощью высокочастотных колебаний, и эта мечта — не беспочвенная фантастика.
«Быстрее» — лозунг не только авиации, машиностроения, транспорта. Быстрее стремятся вести химические процессы и плавку стали, самые разнообразные виды обработки самых различных материалов.
Высокие и низкие температуры, высокие и низкие давления стали теперь обычными для энергетиков, химиков, металлургов, машиностроителей и приборостроителей.
Техника высоких параметров.
Энергетики применяют уже сейчас давление пара в 90 атмосфер. А еще тридцать-сорок лет назад паровые установки работали при 12–18 атмосферах, перед Великой Отечественной войной — при 29 атмосферах. Выросла за то же время и температура пара — с 320–350° до 500–550°.
Впервые в мире создана у нас турбина мощностью в 150 тысяч киловатт при давлении пара в 170 атмосфер и температуре 550°.
Для плавки и тепловой обработки металлов нужны высокие температуры. Обработка металлов холодом, сжижение газов и другие химические процессы требуют низких температур.
Высокие давления в химии стали важнейшим средством увеличения выпуска продукции. Давление в 1 000 атмосфер применяется для производства аммиака, искусственного жидкого топлива, и химики уже рассчитывают повысить его втрое.
Увеличивая давление при производстве некоторых пластмасс до 4–5 тысяч атмосфер, можно добиться роста скорости процесса в 4–5 раз. В 4–5 раз больше получится готового продукта.
Новые химические продукты можно получить, перестраивая молекулы при высоких давлениях. И химики ведут исследования с огромными давлениями — в десятки тысяч атмосфер.
В лаборатории сверхвысоких давлений можно совершить «путешествие к центру Земли», — если и не до самого центра земного шара, где с чудовищной силой в миллионы атмосфер давит тело планеты, то далеко в глубь ее недр.
Там, в подземном царстве, которое создано химиками искусственно на земле, — свои необычные порядки. Как и при других «крайностях» природы, полученных нами, например при сверхнизких температурах, вещество приобретает новые, удивительные свойства. Так, создавая аппараты для сверхвысоких давлений, столкнулись с неожиданностью: вода, сжатая исполинской силой, стала… растворяться в стекле! Пришлось его заменить алмазом.
При больших давлениях непрозрачное вещество становится прозрачным, непроводник — проводником, а графит, если его еще сильно нагреть, мог бы превратиться в алмаз. Можно предполагать, что при давлении порядка миллиона атмосфер даже атом разрушится.
На очереди — химия сверхвысоких давлений.
И, кто знает, какие еще неожиданности встретят химики в царстве высоких и сверхвысоких давлений! Академик Зелинский считает, что возможно там и «благородные», «инертные» газы, как гелий или неон, которые мы сейчас не можем заставить вступать ни в какие соединения, — поведут себя иначе. Сейчас для того, чтобы ускорить реакции, прибегают к помощи катализаторов — посредников, ускоряющих ход процесса. Высокие давления, вероятно, положат конец господству катализаторов — и без них необычайно быстро пойдут реакции у химиков. Уже сейчас высокие давления при переработке нефти повышают качество бензина, дают больше ценных продуктов.
И если техника поможет химии создать аппараты для сверхвысоких давлений, мы добьемся новых успехов в расширении нашей власти над веществом. Высокие давления вместе с высокими температурами позволят осуществить не известные еще химикам новые реакции. Трудности велики. Чтобы получить давления в десятки и сотни тысяч атмосфер, нужны и прочные материалы и смелая конструкторская мысль.
Приборостроители, создавая вакуумные приборы — электролампы, радиолампы, фотоэлементы, рентгеновские трубки, — добиваются разрежения в миллиардные и даже тысячемиллиардные доли атмосферы.
И здесь трудности велики, и здесь нужны изобретательность, выдумка, тонкое инженерное искусство. Чтобы, например, заключить «пустоту» в стеклянную колбу лампы, надо выкачать весь воздух — насколько позволяют наши вакуумные машины, затем запереть пойманную пустоту — запаять баллон, не впустив обратно изгнанные молекулы воздуха, и держать ее в ловушке. А между тем, воздух хитер, он не хочет уходить. Его выгоняют в дверь — он лезет в окно: молекулы газа проникают в материал частей лампы и прячутся там, а когда в баллоне воцаряется пустота, — выходят наружу. Приходится прогревать лампу, чтобы выгнать воздух отовсюду, и прибегать к помощи особых химических поглотителей, жадно «съедающих» газ.
Космическая «пустота» так же нужна технике, как и чудовищные давления, господствующие в глубинах моря и недрах Земли, как и высокие и низкие температуры, которые встречаются в окружающем мире.
Это блестящая иллюстрация к замечательным словам Энгельса о том, что лишь на практике, вызывая природные явления своими силами и управляя ими, человек в состоянии доказать правильность и силу своего научного мышления.
Новейшие достижения техники нашего века — лучшее доказательство правоты этих слов.
Таковы победы современной техники, техники больших скоростей, сверхвысоких и сверхнизких параметров[4].
Нам пришлось, говоря об этом, прибегнуть к языку цифр.
Говорилось о тысяче километров в час, тысячах и десятках тысяч оборотов в минуту, давлениях в тысячи атмосфер.
Что же, однако, скрывается за победной симфонией цифр? Сейчас, в середине XX века, она звучит совсем иначе, чем в начале его. Иные времена. Если бы мы говорили о том же самом — о скорости, мощности, о всех величинах, с какими имела дело техника в начале века, — по-иному звучали бы тогда цифры.
Новые слова появились в нашем обиходе: скоростное и сверхскоростное резание, скоростная авиация, токи высокой частоты, химия высоких давлений. Их не было раньше. Большие скорости — детище нашего времени. В этом — один из генеральных путей техники. Заглядывая в будущее, мечтаем мы сейчас о полете быстрее звука, о новых, невиданных еще сверхскоростных машинах.
За победной симфонией цифр видим мы упорный труд людей — творцов этих побед. Мы гордимся, что трудом инженеров и ученых нашей родины создан фундамент великих достижений современной техники.
Если вдуматься в цифры, которые прошли перед нами, станет ясным, что в технике высоких параметров видны черты техники коммунизма.
Быстрее режется металл, быстрее работают фабрики и заводы — и больше производится вещей, нужных и разных. Горький сказал, что победа человека над мертвой материей — одна из самых удивительных побед человеческого ума.
Быстрее движутся поезда, плывут суда, летают самолеты — больше грузов перевозят они.
Больше мощности приходится на каждого из нас — значит, прибавляются наши силы, значит, у каждого из нас больше помощников для переделки природы. Легче наш труд и плоды его все прекраснее.
Встанут в строй великие стройки коммунизма — гиганты на Волге, Днепре и Дону, в Туркмении, в Крыму и на Украине, — и новые силы получит страна. Еще быстрее пойдет работа, еще радостнее станет жизнь.
И наша техника поднимется на новую ступень. Возникнут новые заводы, еще быстрее заработают станки, быстрее пойдут поезда, машины выйдут на поля там, где раньше были пустыни.
Вот почему победы советской техники на ее пути вперед и радуют нас, и за цифрами этих побед видим мы новое, что властно входит в жизнь, — облик нашего будущего.
Электромагнитные колебания и их использование в технике и науке.
* * *
Мы совершили путешествие в мир советской техники, познакомились с тем, как идет в нем борьба за скорость.
Взглянем еще раз на этот мир.
Рост скоростей в технике — это не просто новые метры в секунду, обороты в минуту, километры в час. Большие скорости рождают новые машины, новую технику.
Количественные изменения рождают новое качество.
Выросла скорость резания, и появились новые станки для скоростной обработки металла, появился и новый инструмент — твердосплавные и керамические резцы.
Намного выросла скорость современных самолетов, и потребовались новые машины больших скоростей. На них и летают по-новому — другой стала техника полета.
Когда авиация перешагнет скорость звука, появятся новые машины, новых форм, с новыми двигателями. И полет быстрее звука будет иметь свои особенности.
Вспомним, как менялся тепловой двигатель, когда росла его быстроходность: от паровой машины к паровой и газовой турбине, где только вращение. Ракетный же двигатель, обеспечивающий высокие скорости полета, вовсе не имеет движущихся частей.
Сверхвысокие скорости получают в машинах, созданием которых занимается новая отрасль техники — электроника.
Так с ростом скоростей мы получаем все новые и новые машины — «чудеса» современной техники.
Чтобы создавать и испытывать быстроходные машины, недостаточно старых, «обычных» способов. И новые, скоростные методы испытаний, контроля, исследования применяет современная техника. Автоматика позволяет управлять высокоскоростными процессами и машинами и становится неотъемлемой частью скоростной техники.
Большие скорости — не только в машинах. Увеличивается и скорость изготовления самих машин, а также скорость ведения технологических процессов в различных отраслях нашей индустрии.
Слово «скоростник» вошло теперь в наш обиход так же прочно, как и слова «стахановец», «новатор».
Нефтяники добиваются рекордных скоростей бурения скважин. Они опрокидывают старые нормы. Скоростное бурение стало таким же привычным у нас, как и скоростное резание. Металлурги ведут скоростные плавки металла. Быстрее идет обжиг кирпича на кирпичных заводах. Скоростными методами работают строители.
Интенсивнее, быстрее идет работа на наших заводах и фабриках. В каждой отрасли промышленности есть свои новаторы-скоростники. В новый этап вступило стахановское движение. И, что примечательно, с борьбой за скорость у нас тесно связана борьба за высокую культуру производства.
Добиваясь высокой производительности труда, новаторы-скоростники стремятся полностью использовать технику, чтобы дать больше продукции высокого качества. Они экономят материалы, ищут все новые и новые пути снижения себестоимости продукции, борьбы с потерями. Каждый день приносит нам вести об успехах в этой борьбе. Имена новаторов, — а их число растет, — становятся известными всей стране.
В содружестве новаторов и ученых рождаются выдающиеся достижения советской техники, изыскиваются резервы роста производства.
Наука о машинах, о прочности, о резании металлов, многие другие технические науки — теоретический фундамент промышленности, практики, техники. В борьбе за скорость — их огромный вклад. Опыт новаторов-скоростников дает им богатейший материал.
Сейчас становится вопрос о том, чтобы на основе этого опыта поднять на новую ступень техническую науку, создать общую теорию, помогающую проектировать производственные процессы, машины, агрегаты в различных отраслях промышленности, быстрее двигать вперед наше машиностроение.
Необходимо «научное обобщение драгоценного опыта в области конструирования машин, автоматических линий, автоматизации технологических процессов, всею нового, что рождается в процессе эксплуатации машин и механизмов», — подчеркивает академик И. И. Артоболевский.
Советская техническая наука, говорит профессор Г. Л. Шаумян, вступив на путь постоянной творческой связи с новаторами производства, рассматривает самую передовую в мире социалистическую индустрию, как свою гигантскую лабораторию, а ее новаторов — как научных сотрудников. Она создаст передовую теорию эксплуатации основных средств производства и вооружит этой теорией миллионы советских людей, борющихся за высокую производительность труда — производительность труда коммунистического общества, поможет строить могучую технику коммунизма.
Так в единении передовой науки и передовой практики рождается новое оружие в борьбе за скорость, за технический прогресс.
* * *
В развитии отечественной высокоскоростной техники огромную роль сыграли работы многих наших выдающихся ученых, инженеров, конструкторов, изобретателей, исследовательских учреждений страны.
Имена Жуковского, Чаплыгина, Циолковского, Петрова и других ученых войдут в историю борьбы за скорость.
Отец русской авиации Николай Егорович Жуковский создал основы аэродинамики. Академик Сергей Алексеевич Чаплыгин разработал основы газовой динамики — аэродинамики больших скоростей.
Крыло скоростного самолета, лопатка быстроходной турбины, корпус гоночного автомобиля, детали реактивного двигателя, форма стратосферной ракеты создаются на основе законов аэродинамики, открытых Жуковским и Чаплыгиным.
Знаменитый деятель науки Константин Эдуардович Циолковский — основоположник ракетной техники и реактивной авиации, теории и техники межпланетных путешествий, полета со сверхвысокими — космическими скоростями. Ракеты, летающие со скоростями в несколько тысяч километров в час и поднимающие приборы в самые высокие слои атмосферы, — были предугаданы Циолковским. Ракетные самолеты, которые перегоняют звук, которые покоряют стратосферу, — были предугаданы Циолковским. И строятся они на основе законов теории реактивного движения, открытых русской наукой.
Выдающийся русский ученый почетный академик Николай Павлович Петров разработал теорию трения и смазки, без которой невозможно было правильно конструировать подшипники. Теория Петрова служит основой и при создании подшипников для новых высокоскоростных машин.
Гениальному математику и механику Александру Михайловичу Ляпунову принадлежит теория устойчивости движения, которая нужна для расчета многих машин. Устойчивость — необходимое условие правильной их работы. Для техники больших скоростей, для высокоскоростных машин она особенно важна.
В летопись автоматики и телемеханики вошли автоматический суппорт Нартова, регулятор Ползунова, великое открытие Попова — радио — и другие изобретения русских техников и ученых.
Россия — родина газовой турбины. Первая в мире газовая турбина была построена П. Д. Кузьминским. Благодаря трудам отечественных ученых и конструкторов теория и практика газотурбостроения продвинулась далеко вперед. Авиационные турбинные двигатели, приоритет в разработке которых принадлежит нашей стране, теперь стали основными двигателями в авиации.
Скоростное резание металлов зародилось в нашей стране. Русские и советские ученые были основоположниками науки о резании. И к ним с потным правом можно отнести тех, кто своим новаторским трудом на практике доказал возможность скоростной обработки металла, кто был зачинателем широкого внедрения скоростного резания на заводах нашей страны.
В развитии электротехники и высокочастотной техники огромны заслуги русских ученых. «Волшебный глаз» — фотоэлемент — основан на явлении фотоэффекта, открытом знаменитым русским ученым А. Г. Столетовым. Творцу радио — А. С. Попову принадлежит и идея радиолокации.
Лишь несколько имен, лишь несколько отраслей названы здесь. Но ими далеко не исчерпан список тех, кто своими трудами участвовал и участвует в борьбе за скорость.
Роль науки в современной скоростной технике чрезвычайно велика. Она помогает создавать прочные материалы для высокоскоростных машин, обеспечивать их надежную, устойчивую работу, бороться с вредным сопротивлением среды, с нагревом, трением, износом. Наука о прочности, теория машин и механизмов, прикладная математика и механика — таков краткий перечень помощников инженера, решающего проблему скорости.
Математика и физика поставлены на службу технике.
Из научных лабораторий пришли в промышленность спектральный анализ и «меченые» атомы, рентгеновские лучи и ультразвук.
Без электроники, воплотившей в себе успехи физической науки, без автоматики, основанной на законах механики и математики, не могли бы быть построены многие высокопроизводительные машины. Без участия теплотехники, физики, химии, аэродинамики и газовой динамики нельзя строить быстроходные двигатели для скоростных машин.
Возможности науки огромны. И нет сомнения в том, что наука — союзница техники, поможет создать машины еще более высоких скоростей, чем теперь, добиться новых успехов в борьбе за скорость.
Борьба за скорость идет сейчас в технике широким фронтом. В ней участвуют люди самых разных специальностей, иногда далеких друг от друга. В ней участвуют ученые и конструкторы, технологи и изобретатели, мастера и рабочие. В ней участвуют научно-исследовательские институты и лаборатории, заводы и академии, конструкторские бюро и испытательные станции.
Советские ученые своими исследованиями продвинули далеко вперед аэродинамику больших скоростей. В списке лауреатов Сталинских премий мы ежегодно встречаем имена ученых-аэродинамиков, чьи труды помогают двигать вперед авиационную технику.
Советские ученые и инженеры изучают прочность машин, создают новые высокопрочные материалы, и Сталинские премии ежегодно отмечают их успехи.
Среди лауреатов Сталинских премий — конструкторы скоростных самолетов и авиационных двигателей, турбин и станков и другой техники больших скоростей.
Среди лауреатов Сталинских премий и те, кто создает эту технику, и те, в чьих руках она нам служит. Это — люди практики, стахановцы, известные всей стране скоростники.
Дальнейший рост производства во многом зависит от широкого развития техники высоких и сверхвысоких скоростей. В этом главное — основа борьбы за скорость, борьбы за новую технику, технику коммунизма.
Когда мы смотрим на реактивные самолеты, догоняющие звук, когда читаем о новых двигателях или о ракетах, открывающих дорогу в стратосферу, мы должны помнить о той смелой мысли, упорном труде и настойчивости, которые их создали.
Когда мы слышим о новых машинах, дающих невиданные еще скорости, мы думаем о тех трудностях, которые стояли и стоят перед творцами таких машин.
Как и в других достижениях науки и техники, здесь вложено главное, что приносит победу, — творческая воля советского человека.
Это ею созданы машины, покоряющие пространство и время.
Это ею созданы чудесные машины сверхвысоких скоростей.
Под руководством великого Сталина создается и развивается новая техника, техника коммунизма.
Когда мы узнаем об очередном присуждении Сталинских премий деятелям науки и техники, среди которых ученые, инженеры, конструкторы, рабочие — борцы за скорость, за технический прогресс, скупые строки правительственного постановления лучше всяких других слов говорят о том, что на наших глазах, нашими руками движется вперед техника больших скоростей.
Вперед — и с большой скоростью!
