"Техника-молодежи" 1968 г №5, с.4

Так что же нужно для того, чтобы заставить трудиться атмосферу? На первый взгляд не так уж много — необходимо предоставить ей поле деятельности. Но ведь зто значит: необходима пустота!

Пустоты в космосе хоть отбавляй. Да вот не станешь привозить межпланетный вакуум на Землю в специальных «грузовых» ракетах! Нет никакого смысла: ведь люди научились получать разрежение (иными словами, вакуум, правда далеко не такой глубокий, как в космосе) задолго до изобретения ракет и даже насосов. Обыкновенная дымовая труба — идеальный вакуум-насос. При достаточной высоте ее и соответствующей температуре в топке печи можно получить разрежение в 10—20 мм водяного столба, не израсходовав ни единого джоуля на привод этой дымососной машины.

Итак, человеку нужен вакуум. Вакуум самого разного качества — и сравнительно небольшое разрежение и глубокий.

Какова же сегодняшняя техника, производящая пустоту?

Комната с передвижной стенкой послужила прообразом не только поршневого, но и пластинчатого ротативного насоса. Функции поршней в нем выполняют пластинки, помещенные в прорези барабана, вращающегося в круглом корпусе. Под действием центробежной силы пластинки выходят из прорезей и скользят по направляющим корпуса. Воздух, таким образом, проталкивается от всасывающего к нагнетательному патрубку. Недостаток машины — большие потери на трение.

Остроумна конструкция ротативного вакуум-насоса. В круглом корпусе эксцентрично вращается рабочее колесо с лопатками. Насос примерно наполовину наполнен водой, которая отбрасывается к стенкам и образует кольцо. Выходит, что объем воздуха между лопатками меняется. Попеременно происходит то сжатие, то расширение. Ротативный насос имеет производительность до 40 м³/мин и создает разрежение в 730'мм ртутного столба.

Как же быть, когда нужен наиболее полный, близкий к абсолютному, вакуум? Ведь перед изготовителями некоторых физических приборов ставится именно такая задача.

Конструкторы создали некий гибрид: использованы лучшие качества пластинчатого ротативного и ротативного насосов. Вместо воды применено масло. Оно и смазывает машину и играет роль гидравлического затвора. Комбинированный насос «вырабатывает» вакуум, величина которого меньше абсолютного всего на 0,1 мм ртутного столба.

Вакуумный насос очень похож на двигатель внутреннего сгорания, поршневой или роторный. Не случайно некоторые неудачливые изобретатели моторов становились авторами удачных конструкций вакуум-насосов — моторов наоборот.

Глубокое разрежение можно получить и без помощи насосов. На эту мысль инженеров навел интересный случай, произошедший на одном из заводов.

Однажды вместо конденсата в бак поступил «чистый» пар. Резервуар, сваренный из толстой листовой стали, выдержал избыточное давление. Но когда пар сконденсировался, уменьшившись в объеме почти в 1000 раз (насколько вода тяжелее пара), в баке образовалась пустота и «столб воздуха» расплющил его.

Человеческий организм чутко отзывается даже на незначительные изменения давления. И все же знаменитый французский исследователь морских глубин Ж.-И. Кусто утверждает, что океан будет обжит. Человек приспособится к новым условиям и... Так почему же не дерзнуть поселиться в стратосфере, ведь давление там отличается от привычного наземного всего на одну атмосферу.

Летающие острова. Вроде тех, что описаны Д. Свифтом в знаменитых «путешествиях Лемюэля Гулливера». Если построить из легкого материала корабль-остров, выкачать из него воздух, то этот гигант взлетит достаточно высоко. Поддерживать внутри острова вакуум можно будет и без затраты энергии — с помощью высоких полых мачт, уходящих вершинами в безвоздушное пространство.

И вторая идея по применению вакуума. Представьте себе антипод реактивного самолета. Сейчас все двигатели работают за счет расширения газов при нагреве. А что, если сделать все наоборот: уменьшать объем газа, сжижая его? Ведь и таким образом можно получить и рабочий ход поршня и заставить вращаться турбину. Нужна только небольшая, но мощная машина для сжижения газа.

Как может выглядеть аппарат «Пожиратель пространства»? В его носовой части — отверстие воздушного заборника, в корпусе — установка сжижения. Вспомним: обычный самолет движется потому, что перед его винтом образуется вакуум. Машина как бы проваливается в пустоту. Так что идея засасывания воздуха не нова. Перед «Пожирателем пространства» будет все время та же область пониженного давления.

В редакцию «Техники — молодежи» пришло письмо. Читатель из Киева А. М. Степанов предлагает проект электроннолучевой аэродинамической трубы. В отличие от обычной испытательной установки в трубе Степанова поддерживается глубокий вакуум, а «обдувка» образца ведется потоком электронов, возникающим между анодом и катодом.

Идея интересная, но до ее практического применения еще далеко. Поддерживать вакуум в большом объеме почти невозможно. Ведь даже литая сталь пориста. Неизбежны подсосы через люки и сальники трубы.

А если вынести электронно-лучевую трубу за пределы атмосферы? Систему можно собрать на космической орбите или на Луне (см. рис. в заголовке).

Труба, по сути дела, там вообще будет не нужна. Останутся лишь анод и катод, установленные на расстоянии, и соленоид для разгона частиц. Допустим, модель звездолета помещена между электродами и подключена к отрицательному полюсу. Электроны будут обтекать образец, оплавляя отдельные его части. Внутри модели — датчики, по показаниям которых можно судить об удельных нагрузках. Таким образом, станет возможным вести испытания моделей на любых скоростях, вплоть до световых. Заодно с помощью установленных внутри образца часов удастся проверить на опыте одно из основных положений теории вероятностей.

Вообще в космосе смогут обходиться без «рубашек» и лампы, и осциллографы, и кинескопы. Это позволит создать телевизоры с огромными экранами, мощнейшие прожекторы и много других вещей, которые нельзя построить на Земле из-за вредного влияния атмосферы.

Вакуум не сказал своего последнего слова. Настоящее знакомство с ним еще впереди. И верится: немало интересного в технике будущего будет связано с пустотой.