Мы больше всего говорили о скорости. Но в современной технике намного выросли не только скорости, но и мощности, напряжения, частоты, давления, температуры, точность, — все величины, которыми характеризуется работа машин и приборов.
Точность — один из девизов нашей техники, точность, которая ведет счет на десятые и сотые доли микрона.
Она нужна не только в машиностроении.
Металлургам, создающим новые сплавы, химикам, получающим новые продукты, нужно уметь регулировать температуру и химический состав с небывалой точностью. Даже сотые и тысячные доли градуса или процента играют теперь роль. Такая «микроскопическая» точность — необходимое условие производства множества вещей, начиная от деталей машин и кончая пенициллином.
В современной вакуумной технике важна даже тысячная доля микрона ртутного столба.
Величину эту трудно себе представить. Но ее нужно измерить, а измерив — регулировать производственный процесс.
Может ли человек управлять вручную огромными мощностями, напряжениями, давлениями, контролировать работу очень быстроходных машин, проверять с большой точностью, положившись «на глазок», на свои органы чувств, тысячи изделий в час, не ошибаясь и не уставая?
Нет. Это доступно лишь машинам, которые «чувствуют» неизмеримо острее, чем человек, машинам, которые легко управляют производством, не допуская ни малейшего отклонения от правильного режима, машинам, которые ведут контроль, не ошибаясь, не уставая, — сколько бы изделий ни проходило через них.
Ручной контроль, не говоря уже о том, что точность его невелика, отнимает уйму времени и сил. Зачастую только треть работы — сама работа, а половина ее — контроль! Остальное время уходит на вспомогательные операции. Зачастую половина всех рабочих — контролеры, потому что современное массовое производство дает каждый день, каждый час огромное количество продукции.
Возникает противоречие: можно изготовить быстро и точно, но это ничего не даст, если также быстро и точно не проверить сделанное. Выход только один — автоматический контролер. Почти сотню тысяч деталей за смену проверяет он на подшипниковом заводе!
В руках советского человека — творца и хозяина новой техники — автоматика становится важнейшим орудием технического прогресса, частью борьбы за скорость.
Автоматы контролируют размеры и качество изделий. Они следят за всем, что им поручат, — температурой и давлением, скоростью и частотой, напряжением тока и числом оборотов.
Автоматы лучше любого химика управляют сложными химическими превращениями. И так как скорости химических реакций сейчас сильно возросли, без автоматики не может быть современного крупного химического производства.
Автоматы включают и выключают машины, механизмы, приборы — и делают это в заданное время с заданной точностью.
Десятки самых разнообразных поручений выполняют автоматы: управляют электромоторами и ведут по курсу самолет, предотвращают аварии на транспорте и в электрических сетях, защищают рабочего от несчастных случаев, считают готовые изделия и многое, многое другое.
«Умные машины!» — автоматы встретим мы в шахте и на прокатном стане, у доменной печи и на электростанции, в металлообрабатывающих цехах и легкой промышленности, на транспорте и в связи.
В шахте машинист угольного комбайна управляет сложнейшей машиной простым нажатием кнопок.
Движением подземного транспорта — электропоездов с углем — руководит один человек — диспетчер с пункта управления. Недалеко время, когда не только поездами, но и всеми механизмами шахты будут управлять из одного места с помощью автоматов.
Доменная печь-автомат все делает сама. Весы отмеряют точные порции руды, кокса, известняка. Подъемник грузит их в доменную печь. Автоматически засыпается в печь сырье.
Исчезла тяжелая профессия каталей и «верховых» на колошнике печи, насыщавших ненасытное жерло домны в атмосфере вырывающихся из печи горячих удушливых газов.
Приборы-автоматы строго следят за количеством и температурой воздуха, который подают в печь воздуходувные машины. Машины-автоматы разливают готовый чугун.
Автоматические контролеры.
Автоматика — надежный помощник и сталевара. Теперь сталеварам без нее просто не обойтись. Мы знаем о том, насколько важно для прочных сплавов точно выдерживать заданный режим тепловой обработки. Здесь нельзя работать на глазок. И автоматы поддерживают нужную температуру, регулируют плавку стали в мартеновской или электрической печи.
Значительную долю всего чугуна и стали в нашей стране сейчас дают печи, где работают автоматы. 1500–1700 тонн металла выпускает в сутки домна-автомат и вдвое быстрее, чем было в начале века, идет плавка в мартеновских печах.
На одном из заводов мартены оснастили автоматикой. Почти на 5 процентов увеличилась выплавка стали. Около 25 миллионов тонн стали давали мартены страны в конце первой послевоенной пятилетки. Один процент — это 250 тысяч тонн. А 5 процентов — это больше миллиона тонн стали. Вот результат применения «умных машин»! И, кроме того, почти полтораста тысяч тонн экономии топлива.
Огромным прокатным станом — блюмингом, который из стального слитка в несколько тонн весом делает бруски, — управляют только нажимом кнопок или поворотом рычагов. Слиток быстро движется взад и вперед между валками блюминга, пока не будет обжат до нужной формы и автоматические ножницы не разрежут его на куски нужных размеров.
Скорость прокатки стали на непрерывном тонколистовом стане достигает сейчас 70 километров в час.
При прокатке автоматически регулируется скорость движения слитков и заготовок, автоматически контролируются температура металла, размеры полосы. На таком прокатном стане-автомате работает в 35 раз меньше рабочих, чем на обычном, где нет автоматики!
Автоматическая электросварка.
Автоматическая электросварка увеличивает производительность труда в 12–13 раз, да вдобавок, экономит материалы, энергию, дает лучшее качество шва. Раньше сварщик вручную регулировал режим сварки — тяжелый и утомительный труд, производительность которого, естественно, не могла быть высока. Сварщику приходилось все время напряженно следить за правильным горением дуги, за отложением каждой капли расплавленного металла сварочного шва.
Теперь это делает сварочный автомат. Вдоль шва движется самоходная головка, подающая электродную проволоку. Автоматически регулируется длина дуги, возникающей между электродом и деталью. Оплавленный дугой металл проволоки и детали, застывая, образует шов. Также автоматически подается к шву флюс — специальная сыпучая масса, которая плавится и защитной коркой закрывает жидкий металл, мешает кислороду и азоту попасть в него. Дуга горит под слоем флюса, и сварщику не нужно закрывать лицо щитком, что мешало ему свободно работать. Быстрее и лучше идет сварка.
Еще сравнительно недавно сварка была отраслью металлообработки, где господствовал ручной труд. Скоростная автоматическая сварка, разработанная советскими учеными, пришла ему на смену.
Современная электростанция и энергетическая система — кольцо станций — не могут работать без автоматов.
В котельной они подают уголь. Прежде чем попасть в топку, ему предстоит длинный путь — от куска до тончайшей черной «пудры», угольной пыли. На угольном складе, в угольных мельницах, в топке котла — всюду встречаются автоматические механизмы и приборы, которые подают и взвешивают уголь, следят за приготовлением угольной пыли, за правильным ее горением.
Это помогает сберегать уголь — столько угля, что сэкономленного во всех котельных нашей страны его хватило бы для работы крупной электростанции в течение целого года!
Автоматические регуляторы питают котел водой, топливом, воздухом. На «фабрике пара» автоматы поддерживают одно и то же давление пара. А на «фабрике электричества», в машинном зале станции, где работают турбины и электрические генераторы, автоматы следят за постоянством оборотов турбин.
Нагрузка на станции меняется, потому что днем или вечером, летом или зимой бывает нужно неодинаковое количество энергии. Турбина же не может менять все время обороты: генератор должен вращаться с одной и той же скоростью. Повышение оборотов или внезапный сброс нагрузки могут привести к аварии. И здесь стоит на страже автомат, отзывающийся на изменения нагрузки.
Автоматизированная теплоэлектроцентраль. Автоматически регулируется питание сырьем, работа котлов и турбогенераторов.
Быстродействующие автоматы — реле — защищают станции и электрическую сеть от аварий. Всего 0,03 секунды нужно автомату, чтобы заметить что-то неладное в сети и выключить поврежденный участок.
Электростанции соединяют в кольцо, и они помогают друг другу, делясь избытками энергии, если ее где-нибудь не хватает. Управлять расположенными за десятки и сотни километров друг от друга «фабриками энергии», следить за тем, что делается в огромной электрической сети, без автоматов невозможно. Один человек — диспетчер системы — знает все, что делается на каждой станции, как работает каждая машина, и управляет ими.
Уже сейчас существуют «станции на замке». Здесь автоматика позволяет обойтись совсем без людей — человек лишь следит за работой станции, пускает и останавливает ее, часто делая это на расстоянии. Все остальное поручается автоматам: они регулируют работу турбин и всех электрических машин, сообщают об аварии, если она случится.
Широко применяется советскими людьми автоматика на великих стройках коммунизма.
Она помогает строить грандиозные сооружения сталинской эпохи — величайшие в мире гидроузлы и каналы.
Нам нужно огромное количество строительных материалов. Предстоит уложить миллионы кубометров бетона. Автоматизированный бетонный завод, сконструированный советскими инженерами, дает 4 тысячи кубометров бетона в сутки. Сырье — щебень, песок, цемент, вода — подаются автоматически в бетономешалку. Оператор у пульта управления выбирает нужную марку бетона и устанавливает необходимую дозировку сырья. Автоматически выгружается готовая смесь — и бетономешалка вновь может работать.
Домна-автомат. Все производственные процессы, начиная от загрузки сырьем до выпуска чугуна, помогают осуществлять автоматические приборы и механизмы.
Самые совершенные автоматические приборы и механизмы будут служить на гигантских гидростанциях и насосных станциях, подающих воду в каналы и оросительные системы.
Уровнем воды в огромных искусственных морях-водохранилищах должны управлять автоматы. А площадь одних только новых морей у Куйбышева и Сталинграда составит около 30 тысяч квадратных километров!
Автоматизированная гидроэлектрическая станция. С помощью системы автоматического регулирования осуществляется управление работой гидрогенераторов. Автоматические механизмы управляют поворотом лопаток направляющего аппарата и лопастей рабочего колеса турбины.
Началось широкое применение автоматики во всех отраслях народного хозяйства и в первую очередь в энергетике. Вскоре будет завершена полная автоматизация районных гидроэлектростанций.
Будет внедряться в энергетических системах телемеханика — управление на расстоянии.
Шахты-автоматы, электростанции-автоматы, цехи- и заводы-автоматы — вот к чему идет передовая советская техника.
На стальных путях нашей страны автоблокировка — автоматическая сигнализация — обеспечивает безопасное движение поездов. Автоматически переключаются огни светофоров, закрывающих дорогу, когда поезд на пути, и открывающих ее, как только путь стал свободен. Автомат останавливает поезд, даже если машинист не заметит, что светофор закрыт.
Поезда двигаются быстро, не боясь аварии.
Автоматами можно управлять на расстоянии — и все, что они делают, совершается по воле человека, находящегося вдалеке от машины, химического аппарата, электростанции, железнодорожного семафора.
Диспетчер на железной дороге управляет движением поездов на целом участке. На диспетчерском пункте управления электрической сетью в любой момент можно узнать как ведут себя механизмы.
Бетонный завод-автомат. Весь цикл приготовления бетона: загрузка материалов (щебень, песок, цемент, вода), их дозирование, работа бетономешалки и выгрузка готового бетона автоматизированы. 1. Транспортеры. 2. Циклон. 3. Бункер щебня, песка и цемента. 4. Бак для воды. 5. Дозаторы. 6. Бункер сухой смеси. 7. Поворотная воронка. 8. Бетономешалки. 9. Бункер выдачи бетона. 10. Пульт управления. 11. Бадьи для бетона.
Метеорологическая станция-автомат в горах или на севере сама сообщает по радио данные о погоде. Приборы, поднятые шаром-зондом или ракетой на большие высоты, докладывают на землю о своей работе.
Автоматически можно передавать по радио показания приборов с самолета в воздухе при летных испытаниях, и это намного облегчает труд летчика-испытателя.
При испытаниях нового двигателя, новой модели самолета все, что происходит на стенде или в аэродинамической трубе, становится сразу же известным на пункте наблюдения.
Подземная газификация угля и добыча нефти из глубоких скважин, каналы со шлюзами и насосными станциями, линии дальних электропередач, артерии-трубопроводы, по которым текут на заводы и в города нефть, газ, горячая вода, — везде нужно быть хозяином машин, сразу во многих местах, за много километров.
В атомной энергетике, где приходится иметь дело с вредными радиоактивными излучениями, необходимо издали управлять работой уранового котла.
Человек заставил автоматику и телемеханику делать то, что трудно, а подчас даже невозможно для него. Они облегчают труд, делают его более производительным и безопасным.
Вот почему такое большое внимание уделяется автоматике и телемеханике в нашей стране.
Автостоп.
Вспомним замечательные ленинские слова о том, что производительность труда в конечном счете — самое главное, самое решающее для победы нового общественного строя.
Соревнование миллионов, стахановское движение, инициатива советских патриотов, рождающая все новые и новые формы борьбы за рост производства, — могучая сила современности. Вместе с передовой техникой, которой вооружили нашу страну сталинские пятилетки, она творит чудеса.
«Нужно всюду больше вводить машин, переходить к применению машинной техники возможно шире», — подчеркивал Ленин.
Нельзя «надеяться на то, что можно вычерпать море ложкой», «механизация процессов труда является той новой для нас и решающей силой, без которой невозможно выдержать ни наших темпов, ни новых масштабов производства», — указывает товарищ Сталин.
Не нужно ходить далеко за примерами. Машинная техника, механизация, автоматика проникли у нас всюду.
С каждым годом все больше и больше выпускается у нас автоматических станков.
В. М. Молотов на XVIII съезда партии говорил: «…нужно не просто увеличивать производство станков, нам необходимо обеспечить в станкостроении решительное повышение удельного веса высокопроизводительных и специальных станков, особенно автоматов и полуавтоматов».
Станок-автомат делает вместо рабочего все, что требуется для обработки детали: устанавливает и закрепляет заготовку, подводит и отводит инструмент, снимает готовое изделие. На полуавтомате рабочему остается установить заготовку, пустить станок и снять деталь, когда обработка закончена.
Что заставляет станок это делать? На валу укреплены кулачки различной формы. Они связаны с частями станка, которые нужно включать или выключать при обработке детали. И при каждом обороте кулачкового вала делается то или иное нужное для работы движение.
В станках может быть не один инструмент — резец, сверло, а несколько, работающих одновременно или один за другим. Можно обрабатывать сразу не одно изделие, а много, можно вести обработку, непрерывно снимая готовые детали.
Автоблокировка на железной дороге.
Разнообразны станки-автоматы. Но у них бывают одинаковые части, агрегаты. И это позволяет строить станки из стандартных агрегатов, подобно тому, как из одних и тех же частей детского «Конструктора», собираются разные игрушки. Советскими станкостроителями создано много агрегатных станков.
У нас есть автоматические шлифовальные станки, которые пускаются в ход нажатием кнопки. Станки ведут обработку с высокой точностью, не допуская брака — им помогают автоматические контролеры. Как только деталь отшлифована до нужного размера, автомат тотчас же отводит шлифовальный круг и выключает станок.
От станков-автоматов недалеко и до автоматической линии станков.
Еще до Великой Отечественной войны в Советском Союзе была создана первая в мире автоматическая линия станков. После войны советские инженеры создали новые автоматические линии, изготовляющие автомобильные и тракторные детали.
Заготовка должна отправиться в путь. Нажим пусковой кнопки — и линия оживает. Металлическая рука-штанга передвигает заготовку к станку. Металлические пальцы-зажимы устанавливают и закрепляют ее в станке. Подходит головка с инструментами и начинает обработку. Кончили они работать — металлическая рука передает деталь дальше, к следующим станкам.
За всем непрерывно следит автоматические механизмы, сигнализирующие о неполадках, если они случатся. Проходит всего несколько минут, и с линии сходит готовая деталь.
Агрегатные станки.
Автоматические станочные линии во много раз сокращают время обработки и повышают производительность труда. Одна из таких линий на Московском автозаводе имени Сталина, которую обслуживают трое рабочих, за смену дает столько продукции, сколько дали бы 56 рабочих на современных универсальных станках!
Нашими инженерами создан целый автоматический завод, производящий поршни автомобильных моторов.
Уже построены два таких завода. Но это только начало. И другие детали машин можно делать на заводах-автоматах.
Заводы-автоматы — выдающаяся победа советских машиностроителей. Стремление современной техники к непрерывности производственных процессов нашло в ней свое яркое выражение.
Об этом стремлении говорили мы, когда рассказывали о турбинах. Турбина — самый мощный двигатель. И секрет этого в том, что в ней нет шатунов, которые ходят вперед и назад, останавливаясь в конце пути. В ней нет отдельных вспышек, как в поршневом двигателе. Лишь непрерывное движение, лишь вращение — таков секрет ее мощности.
И всюду, где только можно, техника стремится заставить машины работать без вынужденных остановок, непрерывно.
На заводе-автомате машины делают сами все — от начала до конца. Начало — это отливка заготовки поршня. Конец — обвертка готового поршня в бумагу и укладка его в коробку.
По дороге заготовка очищается от лишнего металла и проходит тепловую обработку. Проверяется твердость. И, если она достаточна, заготовка идет дальше. Она путешествует со станка на станок. Ее обтачивают, сверлят, шлифуют, лудят, где нужно, моют, покрывают смазкой. Ее обработку проверяют строгие и беспристрастные автоматы-контролеры. И готовый, проверенный, смазанный, упакованный в коробку поршень автомобильного мотора идет по транспортеру на склад.
Машины-автоматы не только плавят и обрабатывают металл, делая из алюминиевой чушки деталь сложнейшей формы, с точностью до нескольких тысячных долей миллиметра. Они не только всесторонне проверяют эту деталь, не допуская брака. Они и докладывают диспетчеру о неполадках, если такие появляются. Диспетчер видит все, что делают машины. Наладчики, — а их всего восемь человек на целом заводе, — своевременно и быстро устраняют неполадки.
Так работает этот удивительный «безлюдный» завод-автомат, где нет рабочих.
Тех, кто работает на нем, нельзя уже назвать рабочими в обычном смысле этого слова. Это рабочие-инженеры.
Здесь воочию виден завод будущего — завод коммунизма, где машины заменят труд человека, оставив ему, по выражению Маркса, лишь одну роль — «надзирателя и регулятора». А это и ведет к уничтожению существенного различия между трудом умственным и трудом физическим.
Товарищ Сталин учит, что «…уничтожение существенного различия между умственным и физическим трудом путём поднятия культурно-технического уровня рабочих до уровня технического персонала не может не иметь для нас первостепенного значения».
Рабочий превращается в командира машин, становится руководителем целого участка производства. И труд его делается более производительным, а вместе с тем более ответственным, требующим знаний, инициативы, творчества.
Чтобы лучше понять, насколько увеличивает наши возможности новая, автоматическая техника, приведем всего две цифры: производительность труда на заводе-автомате в девять раз больше, а себестоимость изделия уменьшается втрое.
Говоря о станках-автоматах, мы столкнулись и с такими автоматическими устройствами, которые выполняют разнообразные и сложные задачи: они следят за правильностью обработки и качеством изделий, сигнализируют о неполадках, не только снимают стружку, сверлят, шлифуют, но и нагревают металл.
Семейство автоматов так велико, что описать их было бы очень сложно. Автоматическая техника быстро развивается. Около 500 типов различных автоматов выпускается сейчас в нашей стране.
Но в основе автоматической техники лежит простая схема. И какой бы автомат мы ни взяли, мы найдем в нем знакомые части, хотя и устроенные по-разному, но выполняющие одни и те же задачи.
Что же должен делать любой автомат?
Он должен прежде всего обнаружить и измерить то, что подлежит его управлению, уловить зачастую чрезвычайно малые колебания измеряемой величины. Этой величиной может быть любая, с которой приходится иметь дело в машинах, — температура или давление, скорость или частота. напряжение тока или твердость металла, размеры изделия или уровень воды в котле.
Применение телемеханики: 1) для управления шлюзами, 2) работой электростанций, 3) движением поездов, 4) при летных испытаниях самолетов, для передачи показаний приборов с шара-зонда (5) или ракеты (6).
Обнаружить и измерить — еще далеко не все. Нужно сравнить измеренное с тем, что должно быть при правильной работе, и в случае отклонения от нормы, вернуться к ней.
То, что обнаружено и измерено, часто очень мало. А ведь задача, в конце концов, состоит в том, чтобы заставить малое сделать большое: ничтожные колебания измеряемой величины должны вызвать действия в самой машине. Значит, нужно не только обнаружить, измерить, сравнить, но и усилить.
И затем необходимо заставить машину ответить на сигнал: вернуться к прежним температуре, давлению, скорости, напряжению тока или уровню воды.
Когда бывает нужно только измерить и передать «отчет» об этом, например показания приборов, установленных на борту ракеты или самолета, сигнал передается на. расстояние по радио (или по проводам). На расстояние можно передавать и сигналы управления.
Значит, в автомате должны быть «органы чувств», «задатчик», задающий величину, которую нужно выдерживать, устройство, сравнивающее заданное с тем, что. есть на самом деле, усилители и исполнительные механизмы. Таковы основные части автомата. Их мы найдем и у простейшего автомата, регулирующего уровень воды, и у сложнейшего автомата, изготовляющего гребные винты теплохода.
«Органы чувств» автоматов несравненно острее, чем у человека. Это и понятно — здесь участвуют электронные и другие высокочувствительные приборы.
Автоматы могут обнаруживать свет; звук, тепло несравненно точнее, чем наши глаза, уши, кожа. Они могут улавливать то, что недоступно человеку, — неслышимые звуки, невидимый свет и многое другое.
Ведь свет и звук, ощущаемые нами, — лишь узенькая полоска в бесконечном ряду колебаний.
Электромагнитные колебания с частотой от 400 тысяч миллиардов до 750 тысяч миллиардов в секунду — это свет, который открывает нам окно в окружающий мир. Все остальное мы не видим. Мы не видим ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Мы не видим рентгеновские лучи и радиоволны, лучи, испускаемые при атомном распаде, и космические лучи, несущиеся к Земле из мирового пространства.
Лишь колебания от 16 000 до 20 000 в секунду слышит наше ухо. Все остальное недоступно нам. Мы не слышим ультразвуки — колебания свыше 20 000 в секунду. А эти звуки сейчас играют большую роль в технике: обнаруживают подводные лодки и определяют глубину моря, вызывают химические превращения и борются с дымом, дробят на мельчайшие капельки и частички различные вещества и обнаруживают дефекты в металлах.
«Органы чувств» автомата могут быть очень разнообразны, в них работают оптические, тепловые, акустические, химические, электронные приборы.
Фотоэлементы, а в последнее время и вторично-электронные приборы — сверхчувствительные фотоэлементы — дополняют человеческий глаз. Чувствительные электрические термометры, замечающие температуру в сотые доли градуса, термисторы — вещества, реагирующие на колебания температуры в тысячные доли градуса, помогают нашим органам чувств.
Приемники инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, ультразвуковые и электрические, магнитные и электромагнитные приборы дополняют их и делают то, что недоступно человеку.
Автомат заметил и измерил ничтожно малые изменения. Они превращаются чаще всего в электрический ток. Ток бывает так мал, что не может справиться ни с какой, даже самой маломощной машиной в доли «комариной» силы. Слово предоставляется теперь усилителю. Чаще все-го это электронные лампы (с ними мы знакомы), которые усиливают слабый сигнал в тысячи, миллионы и, если нужно, даже в миллиарды раз.
И тогда-то вступает в действие исполнительный механизм. Он заставляет электромотор увеличить или уменьшить обороты, управляет электросваркой, открывает или закрывает задвижки, клапаны, сбрасывает негодные детали с конвейера или включает сигнальную лампочку, меняет подачу топлива или воздуха в топку, возвращает самолет или судно на правильный курс, поворачивая рули.
Вот еще один любопытный пример.
Ракеты с автоматическими приборами для изучения атмосферы поднимаются сейчас на несколько сот километров. Там, где воздуха почти совсем нет, солнечные лучи не задерживаются воздушной оболочкой планеты.
Изучить солнечное излучение на больших высотах интересно и важно для науки. Снимки солнечного спектра с высоты около 80 километров показали, что спектр сильно вытянут в ультрафиолетовой его части. Это значит: опасные для всего живого короткие ультрафиолетовые лучи задерживаются в атмосфере. Иначе жизнь на Земле была бы невозможна.
Вот какие интересные результаты дает исследование Солнца за пределами атмосферы! Чтобы вести такие исследования, нужно поднять на ракете прибор — спектрограф и направить его на Солнце.
Но тут-то и возникает неожиданнее препятствие. Ракета не летит, как стрела. Она, поднимаясь вверх, в то же время быстро — до 50 оборотов в минуту — вращается вокруг своей оси, да еще медленно поворачивается, наклонившись вбок. Такие замысловатые «пируэты» не дают никакой возможности спектрографу уследить за Солнцем.
Что же делать? Призвали на помощь автоматику. Только автоматы и заставили прибор все время смотреть на Солнце, какие бы фигуры ни выделывала в полете сама ракета.
Вот она пролетела атмосферу. В головке ракеты, как раз против того места, где приютился спектрограф, автоматически открывается маленькое окошечко. Прямо против окна помещается «искатель Солнца» — фотоэлемент. Его чувствительная к свету поверхность сделана в виде диска, да так, что когда световое пятно попадает в центр, то тока нет.
Стоит только пятну сойти в сторону, возникает ток, и, усиленный усилителем, он заставляет электромоторчики поворачивать искатель до тех пор, пока пятнышко снова не окажется в центре.
Все это совершается так быстро, что следящее устройство успевает направлять прибор постоянно на Солнце, несмотря на резвые движения самой ракеты.
Ну, а если все же искатель потеряет Солнце? И это не страшно: тогда автомат заставит искатель быстро вращаться, и тот найдет Солнце.
Автоматы могут не только измерять, а затем браковать изделие или «поправлять» машину, если она уклонилась от заданного ей режима.
Они могут защищать от случайностей, от аварий и даже поправлять человека, когда он действует неправильно, управляя машиной.
Автоматическая защита широко применяется на электростанциях и в электрических сетях.
Где-то случилась авария: вышел из строя участок сети, прибор, электрическая машина. Нарушена правильная работа. И автомат мгновенно отзывается на аварийное изменение тока и отключает поврежденный участок.
Выключив линию, автомат включает ее снова, чтобы убедиться, какова авария: если она неопасна, — ветер раскачал провода или прошла гроза, — то снова можно работать, иначе — на линию выезжает ремонтная бригада. Автоматы защиты охраняют от повреждений все машины, приборы, аппараты, всё, где есть ток.
Исправный автомат никогда не устает и никогда не ошибается.
Если дежурный на электростанции неправильно включил генератор, автомат не допустит включения. Если диспетчер на железной дороге откроет семафор, когда на пути идет другой поезд, или стрелочник ошибочно переведет стрелки, — автомат все равно исправит ошибку. Если рабочий случайно окажется в опасности — под прессом, молотом или у быстро вращающейся детали, автомат остановит машину.
Автомат может не только регулировать, но и управлять «поведением» машины по заранее заданной программе.
Нажатием пусковой кнопки автоматического регулятора температуры открывается клапан, впускающий пар в автоклав. Там находятся консервные банки, которые нужно прогреть, чтобы стерилизовать консервы.
Но вот температура в автоклаве достигает нужной величины. Желтая лампочка, сигнализирующая о нагреве, гаснет; загорается зеленая, которая означает, что идет стерилизация. Точно в назначенное время прогрев заканчивается, и вспыхнувшая красная лампочка докладывает, что началось охлаждение. Если почему-либо во время прогрева случился простой — упало давление пара, автомат возмещает недоработку и греет консервы столько времени, сколько ему задали. Только после этого прекращается прогрев. Такой автомат применен на рыбном консервном заводе.
Лауреат Сталинской премии инженер Т. Н. Соколов создал фрезерный станок, который изготовляет деталь, копируя ее с модели.
«Палец» двигается по модели детали. Это может быть лопатка или диск турбины, гребной винт судна, воздушный винт самолета. Обходя модель, «палец» наталкивается на все ее выступы и углубления. Давление на палец меняется — и этого достаточно, чтобы преобразованный в электрический ток и усиленный сигнал пошел к мотору, управляющему движением фрезы.
А что значит «давление на палец меняется»? Изменяется сила нажима пальца на деталь. Поддерживая его все время одинаковым, мы заставляем палец послушно следовать всем изменениям формы модели, а значит, для фрезы — и изготовляемой детали. Станок сам следит за моделью-шаблоном, постоянно поправляя себя и следуя всем изгибам лопатки турбины, лопасти винта. Он ведет обработку с точностью до пяти тысячных долей миллиметра.
Автоматический копировально-фрезерный станок.
Управляемые автоматически самолеты уже не фантазия, а действительность.
Самолет стоит на взлетной дорожке. Моторы работают на малых оборотах. Теперь — нажим кнопки… Самолет, сам себе хозяин, отправляется в полет…
Моторы автоматически переходят на полный газ, освобождаются тормоза колес. Разбег — и самолет в воздухе. Убрано шасси. Набрана заданная скорость и высота. Автопилот ведет самолет по заданному курсу. Когда пройдено нужное расстояние, все происходит в обратном порядке: выпускаются шасси, моторы переводятся на малый газ. Самолет попадает в зону действия радиолокационной станции аэродрома, и автопилот получает приказ — идти на снижение. Колеса касаются земли… пробег… включаются тормоза. Самолет прибыл к месту назначения.
Схема автомата курса.
Автоматический пилот ведет ракету. Ее путь заранее рассчитан, известно, какие и когда она должна сделать повороты. Автоматическое (устройство посылает строго определенные сигналы — приказы рулям.
Эти сигналы слабы, но усилители делают их сильнее — настолько, что ими можно теперь включить моторчик руля. Рули стоят в потоке вытекающих из ракетного двигателя газов. Отклоняется руль — поворачивается ракета.
Автоматический пилот будет управлять и полетом сверхскоростной машины, делающей несколько тысяч километров в час. Он будет верным помощником пилота стратосферной или космической ракеты.
На такой ракете встретим и много других автоматов. Автоматические устройства есть в радиолокаторе, который дает возможность пилоту ракеты точно определять расстояния, «заглянуть» за пелену облаков при посадке, чтобы выбрать место спуска. Автоматы будут управлять двигателями, докладывать о работе всех механизмов, следить за нормальной температурой, давлением воздуха в кабине.
Автоматические кино- и фотоаппараты заснимут все интересное во время космического рейса.
Автоматические… Впрочем, подождите! Ведь здесь мы уже начали фантазировать. Космический рейс — пока еще фантастика. Но лишь «пока», как и многое другое, что стоит на очереди перед техникой сегодняшнего и завтрашнего дня.
И в решении важных грядущих задач науки и техники помогут автоматика и телемеханика.
Мы упоминали, что, быть может, первым разведчиком Вселенной будет ракета-автомат с радиопередатчиком.
Ракета с автоматическим киноаппаратом привезет невиданный в истории человечества фильм. В нем не будет игры актеров, увлекательного сюжета или забавных приключений. Но мы будем смотреть его с захватывающим интересом, потому что увидим то, что никто никогда не видел: невидимую с Земли сторону Луны, каналы Марса «совсем близко», кольца Сатурна, Вселенную и Землю, какая юна есть из мирового пространства.
А быть может, автоматический киноаппарат заснимет и другой необыкновенный фильм — из батисферы в неизведанных глубинах моря. Ведь не только заоблачные выси, но и морские глубины ждут своих разведчиков — человека и его помощников, точных, надежных приборов, среди которых, конечно, будут и автоматы. Автоматы будут и на подводной лодке, которая осуществит фантазию романиста о путешествии в глубины морей, на дно океана…
Ракетные самолеты и сверхскоростные поезда, весь транспорт будущего широко применит автоматику.
И в промышленности она проникнет всюду, станет привычной, будничной, повседневной. Уже сейчас мы говорим о новой автоматической технике — технике коммунизма, нашего светлого будущего.
Она растет у нас на глазах. Мы творим ее, чтобы облегчить труд человека, умножить его силы, улучшить его жизнь.
В нашем разговоре об автоматике речь шла об «умных машинах» в технике.
Однако не только там применяются теперь автоматы. Они помощники не только рабочего и инженера, но и ученого.
Научно-исследовательскую лабораторию или институт любой отрасли науки, — будь то химия или физика, аэродинамика или астрономия, — теперь нельзя себе представить без автоматических приборов и механизмов. Проникаем ли мы в тайны строения вещества или химических превращений, изучаем ли пучины моря или космические лучи в стратосфере, наблюдаем ли звезды в глубинах Вселенной или полет модели быстрее звука в аэродинамической трубе, — всюду приборы-автоматы помогают нам.
Автоматика и телемеханика дают возможность человеку, не поднимаясь с земли, побывать в стратосфере и в межпланетном пространстве. Это автоматические приборы вместе с телемеханикой позволили нам измерить температуру и давление воздуха больших высот, достать пробу воздуха с высоты нескольких десятков километров, разгадать тайну космических лучей, сфотографировать солнечный спектр за атмосферой.
Автоматика помогла неслыханно ускорить темпы научных и конструкторских работ. Как ни странно звучит, но иногда судьба открытия, решение научной проблемы, создание новой машины зависит от… счетной машины. Часто бывает нужно проделать огромнейшую вычислительную работу, прежде чем решить важную для науки и практики проблему.
Так обстоит дело в аэродинамике и современной ядерной физике, метеорологии и электротехнике, механике и статистике, теплотехнике и артиллерии.
И бывало так, что научная задача оставалась нерешенной лишь из-за огромной вычислительной работы, с которой не под силу справиться человеку даже за долгие годы кропотливого труда. Можно вспомнить похожее положение при исследовании сплавов, о котором мы говорили раньше. Немалое время понадобится конструктору, чтобы проделать все расчеты, нужные для выбора наилучшей конструкции машины.
Счетные машины ускоряют труд ученого и инженера. Там, где требовались годы, теперь нужны только недели. И не только экономится время: можно быстро просчитать гораздо большее количество возможных вариантов решений и выбрать из них лучшее из, лучших — такое, которое иначе и нельзя было бы найти.
Инженер Е. Ободан приводит такой пример из практики нашей промышленности. Велись работы по усовершенствованию конструкции очень важной детали новой машины. Два года нужно было затратить конструкторам, чтобы проделать 30–40 вариантов расчета. С современной же вычислительной техникой за несколько недель смогли сделать около 2 000 вариантов. Результат: облегчение и упрощение конструкции, снижение запаса прочности наполовину, экономия дорогих материалов.
За последние годы созданы вычислительные устройства — автоматы, работающие с огромными скоростями. Построенные советскими (учеными новые приборы «машинной математики» позволяют делать вычисления в десятки и сотни раз быстрее, чем раньше.
Современные автоматические счетно-решающие устройства могут рассчитать траекторию метеорита быстрее, чем он летит от границ атмосферы до Земли. Арифмометр закончил бы такой расчет намного позднее. Два десятизначных числа счетно-решающее устройство перемножит за 3 миллисекунды. В тысячу раз быстрее, чем любой другой механический вычислитель, эта машина-математик обращается с десяти- и двадцатизначными цифрами.
Нетрудно понять, какие необыкновенные возможности открывает перед нами новая машинная математика.
В доли секунды, задав машине условия, с какими мы имеем дело, получим точный ответ, который потребовал бы долгих и трудных вычислений.
«Без новых, скоростных методов исследований и расчетов не может успешно развиваться ни одна из областей науки и техники, — говорит один из создателей советской электронной счетной машины, лауреат Сталинской премии Л. И. Гутенмахер. — Конструктор, исследователь, инженер получают совершенно новые возможности в своей работе. Вычислительная техника вооружает их, так что они могут за одну неделю проделать такое количество вариантов расчетов и исследований, на которые раньше требовались годы напряженной вычислительной работы. Так же, как создание электронного микроскопа позволяет видеть вирусы и невиданные ранее микробы, так новые средства вычислительной техники позволяют обнаруживать и открывать такие варианты конструкции, которые раньше могли быть обнаружены только в результате длительных опытов».
Проектирование новых великих строек, конструирование машин, самые разнообразные исследования — в физике, химии, теплотехнике, металлургии, авиации, бесчисленное множество технических и научных вопросов, на которые можно получить быстрый и точный ответ, — таково настоящее и будущее современной машинной математики. Новейшие счетные машины — это воплощение старой сказки о волшебном зеркале, только не для красной девицы, а для ученого, исследователя, инженера… Это — важная часть автоматики, поставленная на службу советской науке и технике.
Счетные машины еще раз (в который раз!) убеждают нас, что современная техника — это техника-чудо, техника-сказка.
Автоматика — в технике и науке, и автоматика — в нашем быту. Мы едим хлеб, сахар, консервы и другие продукты, изготовленные в автоматических цехах и заводах. Мы носим одежду из тканей, сделанных на автоматических ткацких станках. Многие вещи вокруг нас сделаны автоматами. Мы говорим по телефону-автомату и проверяем время по говорящим часам.
Короче говоря, мы живем в мире автоматов. С их помощью советский человек становится подлинным повелителем машин.
В странах капитала автоматика, — там, где она есть, — служит средством усиления эксплуатации рабочих, «утонченным зверством буржуазной эксплуатации», как говорил Ленин. В руках капиталистов автоматика — угроза рабочему очутиться в армии безработных.
У нас автоматика развивается планомерно, чтобы увеличивать народные богатства. У них — это дело отдельных фирм и главным образом тех, кто выполняет военные заказы. Империалисты мыслят технику, и автоматическую в том числе, как технику войны. Они мечтают об автоматических ракетах, перебрасывающих атомные бомбы и бактерии за тысячи километров, о летающих бомбах, ракетных снарядах, которые сами находят цель за много километров.
Автоматика у нас — это техника нашего будущего.
Мы «…можем строить нашу промышленность на основе самой лучшей техники и обеспечивать благодаря этому невиданную производительность труда…» — сказал товарищ Сталин.
И наши ученые, инженеры, стахановцы создают самую лучшую технику и используют ее до дна.
