Превращение элементов — вот будущее металлургии

Спасибо, что скачали книгу в бесплатной электронной библиотеке Royallib.ru

Все книги автора

Эта же книга в других форматах

 

Приятного чтения!

 

Авторы о первом издании

 

 

До далекой звезды,

Обгоняя луч быстрого света.

Улетают мечты —

Вслед за ними умчится ракета

И в морей глубину

Проникает мечта-невидимка,

А за нею проходят по дну

Водолазы в тяжелых ботинках.

 

И. Кутов

 

Мысль об этой книге родилась в редакции «Комсомольской правды». Шли горячие для газетчиков месяцы подготовки VI Всемирного фестиваля молодежи и студентов, приближалось сорокалетие Великой Октябрьской социалистической революции. Почтальоны приносили в редакцию горы писем. Читатели газеты требовали ответов на бесчисленные вопросы, связанные с историей нашей партии, государства, просили рассказов о жизни выдающихся коммунистов, о подвигах комсомольцев, советовались по моральным и этическим вопросам, делились своими сомнениями и мечтами. И особенно отрадным и характерным казалось нам то, что многие письма были устремлены в будущее.

Мы понимали причину этого. Живущих в разных городах страны и, наверное, очень не похожих друг на друга авторов писем — сталеваров Кузнецка и новоселов целинных совхозов, строителей Братска и металлистов Волгоградского тракторного, студентов московских вузов и военнослужащих Советской Армии — объединяла рвущаяся вперед молодость. Наше сегодня, которое, наверное, показалось бы несбыточной фантазией красноармейцу гражданской войны, если бы ему рассказали о нем, для них стало повседневной действительностью. Они хотели видеть будущее Ведь именно им и предстояло по-хозяйски войти в это будущее, жить в нем. Так же, как будущих жильцов достраивающегося дома интересует планировка квартир и бытовые детали кухни и комнат, их, готовящихся вселиться в будущее, интересовали все детали величественного здания коммунизма, воздвигаемого в нашей стране…

И, вероятно, поэтому главный редактор однажды вызвал нас и сказал: — Надо рассказать нашим читателям о будущем. Отложите все другие дела, берите командировку в XXI век, — редактор на мгновение задумался, но и тени улыбки не пробежало по его лицу, — да, в 2007 год, в год девяностолетия Октября, и завтра же отправляйтесь. Ждем ваших корреспонденции… — Кажется, он даже добавил — По двести строк в номер!

…В редакциях годами и десятилетиями живут легенды об интересных случаях из репортерской практики. О том, как один журналист два месяца ходил по тайге с охотниками, чтобы сфотографировать поимку живого тигра, как другой журналист на плоту, следуя по течению великой реки, пересек нашу страну от ее южных границ до Северного Ледовитого океана. О том, как журналисты спускались в кратеры действующих вулканов, топтали лед и снег на обоих полюсах.

Жаль, что книги по истории журналистики пишут не журналисты. Поэтому, видимо, они получаются такими скучными. А ведь в них должно быть рассказано о том, как люди беспокойной и славной профессии слали свои корреспонденции из охваченных пламенем и осажденных городов, писали их при свете костров и сидя в седле, как они умирали от малярии и отравленных стрел, тонули во время кораблекрушений и задыхались в пыльном пекле самумов.

Первым человеком, который пересек Африку — еще загадочный и неисследованный в то время материк, был журналист. И, наверное, среди первых людей, кто отпечатает следы своих ботинок на покрытой вековечной пылью поверхности Луны, кто ступит на красноватую, словно ржавую, почву Марса, — будут журналисты. Лично мы убеждены, что это будут представители «Комсомольской правды».

Но еще никто в нашей редакции не набивал карманы блокнотами, готовясь сесть в машину времени. Мало того, нам было твердо известно, что такая машина, с точки зрения науки, неосуществима, немыслима…

И вот мы, выключив телефон и спустив предохранитель замка, сидим на диване в комнате нашего отдела. И думаем… о будущем!

Конечно же, и мы, как все люди, мечтаем о нем, ярком и прекрасном, когда такой счастливой, полной и интересной будет жизнь человека! И мы думаем о нем, нашем светлом будущем, когда воплотившейся в жизнь реальностью станет величественное здание коммунизма! А ведь, наверное, и тогда молодые читатели будут мечтать о своем завтрашнем дне, но, конечно, не так, как мы, а с позиций их дня, с платформы их знаний и достижений. Ведь будущее всегда растет на достижениях настоящего, как здание на фундаменте, как ветка на стволе. Будущее неразрывно миллионами нитей связано с настоящим, оно зависит от него. Оно вытекает из настоящего, как последующая строка песни из предыдущей. И разве это будущее в самом прямом смысле не дело наших рук?! Разве не таким оно будет, каким мы его сделаем?!

«Надо мечтать!» — писал В. И. Ленин. В тяжелые годы разрухи рассказывал он о своих мечтах, о будущем России писателю Герберту Уэллсу. Знаменитый фантаст не поверил Владимиру Ильичу, назвал его «кремлевским мечтателем». Прошли годы, и мы видим, как воплотилась в жизнь прекрасная ленинская мечта. Владимир Ильич когда-то мечтал о ста тысячах тракторов, — сегодня на полях страны их работает свыше полутора миллионов. Великой могучей державой стала наша страна. А мечта рвется вперед, в завтрашний день…

Да, наше будущее рождается сегодня. Рождается в труде миллионов людей на заводах и фабриках, на полях и в лабораториях. Ведь созданное сегодня нашим трудом, оно будет служить нам завтра.

…Карабкаясь на обрывистые склоны гор, с риском для жизни опускаясь в черные пропасти ущелий, исследуя еще никем не виданные отроги горного хребта, работает молодой геолог Вот его молоток отбил кусок камня от желтоватой, поросшей рыжим мхом скалы. К шероховатому излому геолог приближает эбонитовую, похожую на портсигар, коробку радиометра. И вдруг оживает красный глазок индикаторной лампочки, вделанной в крышку прибора: она вспыхивает, гаснет, снова и снова вспыхивает. Сомнений нет: здесь руда самого драгоценного металла сегодняшней техники, металла, с которым связаны большие опасения и великие надежды человечества, — руда урана.

Разве не для будущего это месторождение радиоактивного металла? Ведь энергия ядерного распада атомов, еще лежащих сегодня в недрах горы под ногами геолога, осветит наши квартиры в 1970 году, оживит сердца гигантских землеройных машин 1980 года, забросит к самым дальним планетам ракету землян в 2000 году.

К чертежной доске прикреплен кнопками белый хрустящий лист ватмана. На нем — первый набросок новой, нигде, никогда не существовавшей до этого машины. Не все еще ладится у конструктора, не все получается сразу. Много часов проведет он над этим листом ватмана, а потом над другим, над третьим — может быть, за несколько десятков зайдет счет вариантов. Не одну тетрадь раскроет он на перврй, чистой странице, чтобы закрыть, испещрив расчетами, последнюю. И, наконец, родится проект новой машины.

Сегодняшний проект поступит в цех. В литейном и кузнечном цехах — из пламени и жара, в механических — из терзаемого металла люди создадут детали машины. Мастера соберут ее — и придут в движение «умные» части, совершая работу, которую до этого должен был вручную делать человек. Разве не для будущего эта машина, которую мы застаем в стадии сотворения?!

…Молодое лицо склонилось над микроскопом. В крохотной капельке плазмы, почти незаметной на предметном столе, оказывается, скрыт целый мир живых существ. Эти причудливые спиральки и палочки — возбудители опасной болезни. Биолог касается капельки плазмы острием иглы с неуловимо малой крупинкой лекарственного вещества. И движение спиралек и палочек прекращается. Смертоносные микроорганизмы мертвы. Конечно, это еще только один из промежуточных опытов, но биолог чувствует — близок решающий эксперимент. Лекарство, побеждающее неизлечимую сегодня страшную болезнь, найдено. Завтра люди уже не будут болеть этой болезнью, не будут умирать от нее. Значит, это лекарство также частица будущего.

Будущее рождается сегодня в обыденном труде наших людей. Готовится к дальним походам спущенный на воду первый в мире советский атомный ледокол; радиотехники паяют ювелирные детали радиопередатчика очередного искусственного спутника; бетонщики поднимают стены биологической защиты на атомных электростанциях фантастических мощностей.

Так окончательно выкристаллизовалась идея этой удивительной командировки. И на другой же день, ранним утром, мы уже качались на мягких сиденьях машины времени, то бишь — редакционной «Волги». Она стремительно несла нас к светлому зданию с колоннами, в котором разместился президиум Академии наук СССР. Перед нами распахнулись массивные двери главного входа. И через них мы вступили в XXI век…

…Мы встречались с самыми выдающимися учеными, инженерами и изобретателями. чьи смелые проекты направлены в будущее. От имени миллионов читателей мы просили их помечтать вместе с нами о перспективах развития той области науки, в которой они работают, о том, как будет осуществлен тот или иной проект и что это принесет. Может же биолог по первому побегу растения предсказать, каким будет вырастающее из него дерево. Мы просили ученых указать нам наиболее, так сказать, жизнеспособные побеги в науке сегодняшнего дня, наиболее перспективные направления ее развития и помочь нам представить, какими будут те могучие деревья, что разовьются из этих скромных сегодня ростков.

Мы просили ученых заглянуть не только в ближайшие годы, в будущее, которое мы планируем в наших перспективных планах, но и далее, сквозь десятилетия, к самой грани XXI века и даже за нее.

Ученые охотно откликнулись на нашу просьбу.

Слушая их рассказы о тех чудесах, которые наука сделает реальными, а техника — доступными всем без исключения, мы словно переселялись в оудущее. И поэтому наши отчеты об этих беседах мы считаем вправе назвать «Репортажем из XXI века».

1957 год.

 

Авторы о втором издании

 

Первое издание этой книги вышло в 1958 году. С тех пор минуло четыре года. И каких года! Есть в прошлом человечества столетия, которым историки в многотомных фолиантах отводят одну-полторы странички. И есть месяцы, каждому дню которых они посвящают отдельную главу. Не во всем, наверное, правы физики, утверждающие, что нет ничего более равномерного, чем течение времени…

Четыре года, миновавших со дня выхода первого издания этой книги, были беспредельно богаты событиями. Нужно ли перечислять их? Споры дипломатов и борьба народов за мир, рост сил социалистического лагеря и крушение колониальной системы — все взвесят и оценят ученые завтрашнего дня. Они положат перед собой труды экономистов, беспристрастную статистику, подшивки газет и секретные ныне папки правительственных архивов. Перед ними встанет еще отчетливей и ясней картина того, как человечество — в труде и в борении, в радостях и муках — стремительно и неодолимо шло в эти годы к своему прекрасному коммунистическому будущему.

Наша книга — о науке. На четыре года приблизилось к нам будущее столетие. Историк науки не сможет не отдать должного этим головокружительным сорока восьми месяцам. Ведь в них — первая разведка и облет Луны, героическая осада Антарктиды, легендарные походы первого в мире советского атомного ледокола, первый выход человека в космическое пространство, решение проблемы получения искусственных алмазов, приступ к бурению скважин двадцатикилометровой глубины, создание искусственных планет, строительство фантастических по величине гидроэлектростанций, изготовление новых, неизвестных природе элементов и веществ… Да разве перечислишь все, чем обогатилась наука за минувшие четыре года!

Но надо отметить, говоря об этом лавинообразном, охватывающем чуть ли не все области знания потоке открытий, одно важное обстоятельство. Состоит оно в том, что все чаще и чаще успехам ученых именно нашей страны рукоплещет потрясенный мир. Нет, мы не заражены русофильством, национализмом или еще чем-либо из «болезней души» — как назвал эти вывихи разума великий пролетарский гуманист, Максим Горький. Мы — интернационалисты, как и все коммунисты мира. Мы не считаем народы, населяющие территорию СССР, более талантливыми, чем любые другие. Но, как и все коммунисты мира, мы знаем, что социалистический строй открывает неизмеримые возможности для развития всех способностей человека. За счет этого мы и относим великие победы советской науки. И мы знаем: этих побед будет все больше и больше.

Недавно Коммунистическая партия Советского Союза приняла новую Программу. Всего за двадцать лет, выполняя предначертания этой Программы, народы нашей страны должны в основном завершить построение коммунистического общества. Двадцатиступенчатой ракетой, запущенной в коммунизм, назвали эту Программу зарубежные журналисты. Но лучше назвать этот самый важный документ в истории человечества Коммунистическим Манифестом XX века.

В новой Программе КПСС огромное внимание уделено вопросам науки. Там перечислены и четко сформулированы многие основные научные и технические проблемы, которые должны быть решены в годы полета двадцатиступенчатой ракеты с экипажем, в состав которого входит все население нашей страны. И мы не могли не отметить среди этих научных проблем немало тех, о которых нам рассказывали ученые четыре года назад во время нашей прогулки по XXI веку.

Работая над вторым изданием, мы как бы снова повторили эту прогулку. Большинство наших советчиков-ученых заново просмотрели соответствующие главы книги Кроме того, мы включили в нее несколько глав, входивших прежде в состав книги «Твои тайны, природа!..». Эти главы органически вошли в повествование и заполнили ряд пробелов первого издания Мы дополнили книгу и новыми беседами.

…И вот рукопись готова. Мы в последний раз перелистываем ее страницы.

Да, видимо, время все-таки обгонит самые смелые прогнозы, высказанные в этой книге. Ведь всего за четыре минувших года целый ряд вещей, о которых в первом издании писалось, как о далекой перспективе будущего, стал обыденной реальностью. А ведь бег времени будет все более ускоряться, а с ним все более стремительным будет и темп развития науки… И двадцать первый век, о котором идет речь в этой книге, мы убеждены, наступит значительно раньше, чем сообщат об этом листки отрывного календаря.

Мы будем счастливы, если наша книга поможет хотя бы на мгновение приблизить наступление этого прекрасного будущего.

1962 год.

 

О вещах основных и главных

 

* * *

 

Человек — у нас главное. Все делается для того, чтобы как можно полнее удовлетворить все потребности нашего общества и каждого его члена. Что же надо в первую очередь делать, чтобы удовлетворить эти потребности? И в чем же состоят они?

Рассуждая попросту, человек прежде всего нуждается в пище, одежде, жилье. Это те материальные потребности, которые имеются у каждого.

Попробуем представить, что надо сделать, чтобы удовлетворить самую первую потребность человека — в пище, в самом распространенном пищевом продукте — в хлебе.

Мы ежедневно покупаем хлеб в булочных. Сюда его привозят с хлебозаводов. Современный хлебозавод — это колоссальное автоматизированное предприятие со множеством механизмов и машин. Машины на таком хлебозаводе производят очистку муки, взвешивают ее, смешивают с водой и дрожжами, месят тесто, формуют из него хлебцы, выпекают их. Приводятся все эти машины в движение электрической анергией, а изготовлены они в основном из металла.

Первый вывод, который мы можем сделать, — для обеспечения выпечки большого количества хлеба мы должны построить много хлебозаводов.

Но хлебозавод не может работать, если не будет сырья. Основное сырье для хлебозавода — мука. Мука поступает с мукомольных фабрик. Это тоже высокоорганизованные предприятия с массой машин и механизмов, приводимых в движение электрической энергией.

Значит, чтобы обеспечить хлебозаводы мукой, надо иметь мукомольные фабрики.

Сырьем для мукомольных фабрик является зерно. Его собирают на бескрайных полях совхозов и колхозов комбайны. Чтобы собрать много зерна, не допустить его потерь, надо иметь достаточное количество комбайнов. Надо обеспечить горючим тракторы, с которыми комбайны работают, и моторы самих комбайнов.

А для того чтобы на колхозном или совхозном поле вырос богатый урожай пшеницы, землю надо хорошо обработать, внести в нее химические удобрения, посредством опыливания или опрыскивания с самолета химическими ядами уничтожить на поле сельскохозяйственных вредителей. Все это делается с помощью разнообразных машин, двигатели которых работают на жидком горючем.

Сведем теперь воедино все перечисленное. Мы видим, что на всех этапах производства хлеба нам неизбежно встречаются машины. Значит, для того чтобы построить много хлебозаводов, мукомольных фабрик, комбайнов, тракторов, плугов, сеялок и других машин, работа которых обеспечивает нам вкусный, свежий хлеб, необходимо развивать машиностроение.

Машины в настоящее время в основном изготовляются из металлов, в первукк очередь из черных металлов. Для производства металлов нужен каменный уголь. Значит, для того чтобы иметь в достатке простой пшеничный и ржаной хлеб, надо всемерно развивать металлургическую и каменноугольную промышленность.

Машины на наших фабриках и заводах (в том числе и на тех, которые участвуют в производстве хлеба) приводятся в движение электрической энергией. Значит, чтобы быть сытыми, мы должны строить возможно больше электростанций, развивать нашу энергетику.

Моторы сельскохозяйственных машин — тракторов и комбайнов — работают на жидком горючем: нефти и продуктах ее перегонки. Значит, наше сельское хозяйство и пищевая индустрия непосредственно заинтересованы в развитии нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Химические удобрения, прополка посевов химикалиями, химическая борьба с вредителями сельского хозяйства в огромной степени способствуют повышению урожая. Значит, чтобы иметь в достатке продукты сельского хозяйства, мы должны всемерно развивать нашу химическую промышленность.

Мы можем проследить также историю появления в нашем обиходе буквально всех предметов, которые мы используем. И всегда у истоков рождения их мы увидим металлургическую, каменноугольную, химическую промышленность, энергетику, машиностроение.

Перечисленные отрасли промышленности и есть те основные и главные в нашем народном хозяйстве, от развития которых зависит благосостояние всего народа в целом и каждого человека в отдельности!

Действительно, металл — основа сегодняшней индустрии. Металл — это каркасы жилых, промышленных зданий, мостов, плотин, электростанций. Металл — это и тонкий ювелирный механизм ручных часов и гигантский блюминг. Металл — это линия высоковольтной передачи и нить газопровода, это и легковой автомобиль и стремительная ракета, штурмующая заоблачные выси ионосферы.

Горнорудная промышленность, добывающая руды металлов, черная и цветная металлургия, выплавляющая металлы, выпускающая сталь и прокат, — все это тяжелая индустрия.

«Хлебом промышленности» назвал уголь Владимир Ильич Ленин. Действительно, три четверти электроэнергии, производимой в нашей стране, вырабатывается на тепловых электростанциях, работающих в основном на каменном угле. Каменный уголь, точнее, получаемый из него кокс, необходим для работы доменных печей. Наконец каменный уголь — ценнейшее сырье для химической промышленности. Из него изготовляют краски, лекарства, жидкое горючее, ароматические и взрывчатые вещества и т. д. и т. п.

Каменноугольная промышленность входит в тяжелую индустрию.

Чтобы заработали станки современного завода или фабрики, электрическим сердцам этих станков — электромоторам — надо дать электрический ток. Электрический ток — это та горячая кровь промышленности, потоками которой приводятся в движение бесчисленные устройства и механизмы. Отрасль промышленности, обеспечивающая наше народное хозяйство различными видами энергии, в первую очередь электроэнергией, — энергетика — тоже, бесспорно, относится к тяжелой промышленности.

Нефть — «пища моторов». В стальных цилиндрах сотен тысяч тракторов, выходящих весной на поля нашей Родины, в пламени взрыва освобождается заключенная в коричневых маслянистых каплях нефти энергия. Энергия нефти стремительно несет по шоссе обтекаемые легковые машины и тяжелые дизельные самосвалы. Сгорая в камерах реактивных двигателей самолета, нефть с неистовой силой поднимает в небо многотонную металлическую птицу.

Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая отрасли промышленности — это тоже тяжелая индустрия.

Сердцевина тяжелой индустрии — машиностроение. Машиностроение обеспечивает станками и машинами все без исключения отрасли промышленности, сельское хозяйство, транспорт. Машиностроение обеспечивает своей продукцией развитие не только легкой и пищевой промышленности, но и отраслей тяжелой индустрии: горнодобывающей, нефтяной, химической и т. д.

В основе основ развития народного хозяйства в нашей стране лежит развитие тяжелой индустрии. Тяжелая индустрия обеспечивает рост и развитие легкой ин дустрии, сельского хозяйства, транспорта.

Тяжелая индустрия — это фундамент, на котором основывается и развивается все народное хозяйство нашей страны.

Возьмите в руки величайший из документов, созданных человечеством в ходе его истории, — новую Программу Коммунистической партии Советского Союза, программу построения коммунизма в нашей стране. В течение всего двадцати лет будет создана у нас материально-техническая база коммунизма. Это означает полную электрификацию страны, широчайшее внедрение автоматики, химизацию, резкий рост производительности труда. Это означает, что будет создано в нашей стране изобилие всех предметов потребления. И в основе всего этого лежит в первую очередь развитие тяжелой индустрии.

Вот поэтому мы и начали наш репортаж из XXI века с посещения металлургических комбинатов и нефтепромыслов, каменноугольных предприятий и машиностроительных заводов. Вот почему мы проявили повышенный интерес к энергобалансу 2007 года и прогрессу в области электротехники и подземной газификации угля.

 

Стрелы великого наступления

 

 

Мы в кабинете вице-президента Академии наук СССР Александра Васильевича Топчиева. Внимательно выслушав нас, хозяин кабинета наклоном головы выражает согласие с нашим предложением. Небольшая пауза — и он начинает разговор несколько неожиданными мыслями.

— Казалось бы, романы фантастов, прогнозы философов и поэтов должны людям в конце концов надоесть… Но этого не происходит. Наоборот. И стар и млад мечтают о прекрасном будущем, если не для себя, то хотя бы для грядущих поколений.

Мысли о будущем нельзя выбросить из головы. Будущее неотделимо от нас. Я даже бы сказал, что планировать, предвидеть будущее — это одна из самых естественных и жгучих потребностей человеческой личности. А раз так — смелее вперед! Мечтать тоже надо отважно. Разве может трусоватый и слабый человек увлечь других? Разве может скептик, разочаровавшийся в жизни, нарисовать объективную картину будущего? Легче всего пугать людей концом света, «страшным судом» или мрачными прогнозами атомного самоубийства, вырождения. «Сделать жизнь значительно трудней». Маяковский был прав! Раз уж мы обратились к литературе, позвольте мне напомнить вам чудесный совет Гюстава Флобера: «Разочарование — свойство слабых. Не доверяйте разочарованным — это почти всегда бессильные».

Идея побывать в будущем прекрасна. Но будущее без прошлого — это дом без фундамента. Поэтому давайте сначала оглянемся назад, в историю, тем более, что в этом прошлом было немало светлых умов, думавших о нас, о нашем XX веке. То, что для нас — обыденное настоящее, для них — это реализованное будущее, о котором они мечтали. Кто эти «они»?

Я вижу прежде всего Томаса Мора с его «Утопией» — туманным островом наивного социализма. Я вижу Томмазо Кампанеллу и его «Город Солнца», где люди живут в счастье и изобилии.

На нас с доброй завистью смотрят из прошлого Роберт Оуэн, Шарль Фурье, Сен-Симон и, конечно, наши отечественные революционеры-демократы Николай Чернышевский, Александр Герцен, Виссарион Белинский, Николай Добролюбов. Они ближе других подошли к научному социализму. Мы знаем их имена, их книги. Мы можем сравнивать фантазии утопистов с социализмом, который окружает нас как реальность. У нас по сравнению с ними гигантское преимущество. Уже не блестящая догадка, не провидение, а точные законы науки, открытые Марксом, Энгельсом, Лениным, убеждают нас: наше будущее, будущее человечества — коммунизм. Да, для нас это не мечта, это — точное знание. Построение коммунизма для нас, для народов Советской страны, — это повседневная реальность, работа, четкий план, который изложен в новой Программе Коммунистической партии Советского Союза. И мы знаем, что этот план будет выполнен.

Вот первое, что надо помнить, пытаясь представить себе будущее.

Были в прошлом попытки заглянуть и в будущее науки. Откройте «Новую Атлантиду» Френсиса Бэкона, перенеситесь в XVII век и взгляните оттуда на XX, и тогда вам легче будет совершать путешествие в науку века XXI… Договорились?

Мы ждали от академика точных выкладок, экономических данных, цифр — но такого оборота дела не ожидали.

— Итак, мы уносимся на три столетия назад. 1626 год. Умирает Френсис Бэкон — один из самых образованных людей своего времени. Друзья находят в его библиотеке незаконченную рукопись с этим удивительным названием: «Новая Атлантида». Нет, это не географические описания. Такой страны на карте не было. Не было и вообще на земле. Она существовала только в воображении художника и мыслителя. Он самолично перенес на остров, поднявшийся с морского дна, все те порядки, которые считал правильными. Начать хотя бы с того, что моряки, терпящие бедствие в океане, находят, наконец, здесь приют и такое отношение к себе, которое мы сегодня именуем гуманным, глубоко человечным Френсис Бэкон восхищается «добрым государем» этой страны и не может себе представить общества без религии. Но мы-то с вами сейчас понимаем, что не эти ветхие аксессуары, которые простительны писателю XVII века, делают его творение бессмертным.

Новая Атлантида — страна науки. Она жива наукой, и ее будущее без науки немыслимо. Вот главная идея Бэкона.

А разве мы с вами о своем будущем думаем иначе? Все больше людей в XX веке понимают это. Но как одиноко чувствовал себя ученый в XVII веке! Как горько звучит его признание, что счастливый островок науки, отгороженный от всего человечества океанами, «известен лишь немногим»!

Прошло три века, и страна науки из мечты стала явью. В ней живут 354 тысячи научных работников. И называется она иначе: СССР. Обширны владения этой страны, и велика армия ее ученых. Не полк и даже не дивизия, а именно армия. И возглавляют ее командиры — 98 тысяч кандидатов и 11 тысяч докторов наук…

Мы не знаем, сколько народу жило в Новой Атлантиде, но у нас ученых столько, что можно было бы заселить большой современный город. Но для чего это делать? Пусть ученые будут везде! Пусть вокруг них собирается талантливая молодежь! Пусть каждый рабочий и крестьянин станет у нас полномочным представителем науки! Пусть в большом и в малом наука станет первой помощницей тружеников!

Но вернемся в Новую Атлантиду Бэкона.

Вы, конечно, слышали о фитонцидах — душистых летучих веществах, которые есть и в хвое, и в цветах черемухи… Мы знаем сейчас, что они — грозное оружие против многих бактерий. Это — одно из открытий последних десятилетий. Но об этом больше трех веков назад догадывался и Бэкон. Слушайте: «Спустя немного к нам на корабль взошел писец, в руке он держал местный плод, напоминающий апельсин, — но цветом скорее алый, чем оранжевый, — издававший чудесный аромат. Казалось, он пользовался им для предохранения себя от заразы…»

А вскоре один из самых уважаемых людей этой страны открывает гостям главную цель, которую ставит перед собой здесь все общество. Цель эта — «познание причин и скрытых сил всех вещей и расширение власти человека над природой, покуда все не станет для него возможным».

Вдумайтесь-ка. Разве мы не ставим перед собой такую же цель?

«Для этого, — говорит ученый из Новой Атлантиды, — располагаем мы следующими сооружениями…»

И далее следует добросовестный перечень средств, которыми располагает легендарная страна. Это своего рода отчетный доклад о развитии всех отраслей техники и знания.

Тут есть и рудники различной глубины (наибольшая их глубина — около пяти километров). В них якобы методом сгущения и сильного охлаждения получают даже искусственные металлы.

Есть в стране науки и высокие башни — правда, не выше километра. Иногда башни ставят на горах, и тогда их высота над уровнем моря — до пяти километров. Любопытно, что в некоторых башнях обитают отшельники, которых люди из долин по временам навещают, чтобы узнать результаты метеонаблюдений, астрономических опытов… Чем не метеостанции?

Есть тут и «обширные помещения» (читай — лаборатории), где искусственно вызывают и показывают различные явления природы: снег, дождь, гром, молнию… В XVII веке это казалось вершиной фантастики!

Я не буду больше комментировать мечты Френсиса Бэкона, — сказал А. В. Топчиев. — Следите за перечислением и сами отмечайте, что мы с вами уже имеем.

Комнаты здоровья, где воздух наделяют целебными свойствами…

Целебные озера, колодцы и купели…

Сады и огороды, где ставят опыты, делают прививки. Цветут растения «по приказу», плоды дают раньше и крупнее, слаще…

Места, где делают вскрытия, удаляют животным органы, оживляют умерших, преобразуют виды живых существ. И это не по воле случая. Ученые заранее знают, из каких веществ и соединений какое создание зародится…

Аптеки и такие производства, где получают температуру солнца и звезд…

«Дома света». Здесь испытывают «всякого рода свет и излучения». Усиливают свет, умеют передавать его на большие расстояния и делают столь ярким, что становятся различимыми «мельчайшие точки и линии»…

Отличные телескопы и микроскопы, только названные иными словами…

Редкие камни, как природные, так и искусственные. «Магниты огромной мощи»…

«Дома звука», откуда через особые усилители его передают по трубам на дальние расстояния…

«Дома ароматов»…

«Дома механики». Ученые подражают полету птиц и, кроме того, знают несколько других принципов полета. Исследователи на судах и лодках могут плавать и под водой…

«Математическая палата»…

Особые дома, где исследуются «обманы органов чувств». Людям из страны науки, по их признанию, настолько ненавистны всякий обман и надувательства, что всем ученым «под угрозой штрафа и бесчестья запрещено показывать какое-либо природное явление приукрашенным или преувеличенным, а только в чистом виде, без всякой таинственности»…

Вице-президент повторил еще раз: «Без всякой таинственности». А потом добавил:

— Но таинственность-то все-таки у островитян была… Если помните, король, основавший Новую Атлантиду, очень «опасался новшеств и влияния чуждых нравов». Он запретил подданным плавание в другие страны, окружил страну непроницаемой завесой таинственности. Только раз в 12 лет из королевства отплывало в разных направлениях два корабля. На каждом было по три ученых. Они отправлялись в долгосрочную, 12-летнюю секретную командировку— знакомиться с науками, искусствами, производствами и изобретениями всего мира. Дорогие товары с корабля менялись не на золото, не на шелка или пряности, а на книги, инструменты, машины… Задача у «командированных» была одна — «обрести свет, в каком бы конце земли он ни забрезжил». Их так и называли — «покупатели света».

В наше время Китайской стеной или «железным занавесом» от мира не отгородишься. Но сама мысль — брать у других народов лучшее и не давать распространяться дурному — актуальна и ныне.

Конечно, на заимствованиях не проживешь. Нужна своя, отечественная наука. Жители Новой Атлантиды это понимали. И их ученые делились по специальностям. Структура и названия специальностей их «Академий» вызывает улыбку. Те, кто извлекают из книг мудрость и материал для опытов, именуются «похитителями». «Охотники за секретами» обобщают опыт механических наук. Если ты ставишь совершенно новые опыты — ты «пионер» или «изыскатель».

Звание «компилятор» — тут вовсе не обидное. Компиляторы составляют сводки, таблицы, ведут статистику, без которой не откроешь закон. Выпуск учебников и практических изобретений лежит на «дарителях». «Светочи» подсказывают направление дальнейших опытов. «Прививатели» ставят эти опыты. И, наконец, «истолкователи природы» обобщают все законы и принципы.

Как видите, система продуманная. Есть и теоретики, и экспериментаторы, и практики…

Рассказчик преобразился. С лица его сошло то полузагадочное выражение, с которым старшие обычно рассказывают детям какую-нибудь сказочную историю. Перед нами сидел деловой и очень серьезный человек. Обширный стол с аккуратными стопками бумаг, столик с разноцветными телефонами придавал кабинету облик диспетчерской. И на самом деле это была своего рода диспетчерская. Диспетчерская советской науки. Вице-президенту академии, чтобы управлять большим и сложным хозяйством науки, приходится следить за развитием каждой отрасли, предвидеть и предопределять темпы и направление «главных ударов». Он обязан быть стратегом.

Мы просим Александра Васильевича осветить главные пути, по которым советская наука будет двигаться в будущее, в XXI век. Он берет карандаш и на листе бумаги чертит простейший график: прямая линия соединяет две точки—1960 и 2000 годы. Чувствуется навык инженера. А. В. Топчиев долгое время трудился над механизацией угледобычи, над техническим оснащением советских шахт…

Карандаш отчеркивает половину отрезка. Над серединой графика появляется дата: 1980-й.

— Четыре десятилетия, которые отделяют нас от XXI столетия, делятся на два равных этапа. Но равны они будут только по времени. Первые два десятилетия, как запланировано Программой нашей Коммунистической партии, пойдут на создание материально-технической базы коммунизма. Это главная экономическая задача партии и народа. Объем производства должен вырасти за это время в шесть раз. На основе чего? Из каких элементов должна складываться база нового общества?

Вот они:

Полная электрификация страны и совершенствование на этой основе техники, технологии и организации общественного производства…

Комплексная механизация и все более полная автоматизация производства…

Широкое применение химии…

Развитие новых отраслей производства, изыскание новых источников энергии новых материалов, способных революционизировать производство…

Комплексное и наиболее разумное использование всех ресурсов — природных, материальных, людских…

Органическое соединение науки с производством и быстрые темпы развития науки и техники…

Высокий культурно-технический уровень трудящихся…

И в итоге — значительное превосходство над наиболее развитыми капиталистическими странами. В чем должно выражаться это превосходство? В первую очередь — в более высокой производительности труда.

Наша наука, чтобы успешно обслуживать промышленность и сельское хозяйство, разумеется, должна развиваться очень быстро, опережать практику. Ведь сейчас очень много конкретных задач ложится на ученых. Наука все больше превращается в непосредственную производительную силу, становится орудием преобразования и улучшения жизни.

Какие отрасли науки самые важные? Вся наука сегодня находится в полной зависимости от ведущих отраслей естествознания — от математики, физики, химии и биологии. Не частные задачи, а великие проблемы решаются сегодня в этих науках. Вскрыть законы, а не частности — вот цель авангардных наук. Помните слова Ленина?..

Академик взял томик Ленина, открыл его на закладке.

— «пока мы не знаем закона природы, — писал Владимир Ильич, — он, существуя и действуя помимо, вне нашего познания, делает нас рабами «слепой необходимости». Раз мы узнали этот закон, действующий (как тысячи раз повторял Маркс) независимо от нашей воли и от нашего сознания, — мы господа природы».

— Боюсь, я утомил вас, — сказал вице-президент. — Я не собирался читать лекцию или доклад. Может быть, у вас есть вопросы?

У нас их, и правда, скопилось немало.

— Вы упомянули о проблеме термоядерного синтеза. Сколько времени в запасе у ученых, чтобы спокойно решить ее?

— Спокойно? Это зависит от запасов обычного топлива, которое осталось в стране. У некоторых стран угля, нефти, газа хватит на 20–40 лет. У нас — на несколько сотен лет…

— А когда термоядерная электростанция станет былью?

— Либо до 1980 года, либо до 2000-го…

— Значит, все это время придется только вкладывать силы и средства, не получая ничего взамен?

— Термоядерный «орешек» стоит того, чтобы над ним поработать. 20–40 лет усилий — это не такая уж большая цена за океан энергии, который мы получим. Но в науке, как и на производстве, не обходится без «побочных продуктов». Исследуя плазму — смесь ядер атомов и электронов, — нагретую до миллионов градусов, физики открыли много интересного. Быстро развивается, например, новый раздел физики — магнитогидродинамика. МГД-генераторы обещают побить все прежние коэффициенты полезного действия.

— А в чем преимущество МГД-генератора и что это такое?

— Представьте себе компактную и очень мощную авиационную турбину. Там, где газы имеют самую высокую температуру, они уподобляются плазме: электронные «рубашки» отрываются от ядер атомов. Происходит ионизация — размежевание на частички с положительными и отрицательными зарядами. Это самая подходящая ситуация, чтобы «черпать» прямо из пламени освободившиеся электроны и направлять их в провода. Получится электрический ток. Но как это осуществить?

Пламя «выхлопа» пропускают между двумя электромагнитами, и разноименно заряженные ионы начинают двигаться к противоположным электродам. Здесь и рождается ток.

Вы заметили: в магнитном поле уже не вращается металлическая рамка, якорь, как это имеет место у обычных электрогенераторов. Движение проводника в магнитном поле выглядит теперь как движение струи плазмы между магнитами. Вот и все. Никаких движущихся, трущихся частей, никаких механических преобразователей. КПД в принципе здесь может быть поднят до 50–60 процентов. А ведь сейчас электростанции имеют КПД всего 35–40 процентов…

Примерно такие же результаты могут быть получены и от использования полупроводников. А если удастся улучшить так называемые топливные элементы, где химическая энергия переходит непосредственно в электрическую, КПД поднимется еще выше — до 80–90 процентов. Интересно, что в топливных элементах с электронами происходит нечто подобное тому, что творится и в МГД-генераторах. Их улавливают в момент реакции, когда они уже освободились от одних атомов и еще не перешли к другим…

— Будет ли создана к XXI веку полная таблица элементарных частиц?

— Бесспорно. В значительной степени это зависит от того, насколько скоро мы построим новые ускорители. Как вы знаете, чем быстрее мы разгоняем частицы, тем сильнее их сталкиваем в ускорителе, тем больше получаем «осколков», тем лучше узнаем характеристики частиц, их взаимные преобразования. В 1960 году, например, была открыта советскими и китайскими физиками новая частица — анти-сигма-минус-гиперон…

— Как можно будет использовать таблицу элементарных частиц?

— Примерно так же, как мы используем сейчас таблицу Менделеева для создания новых веществ. Есть ли у элементарных частиц, подобно химическим элементам, какая-нибудь периодичность? Можно ли и как «строить» из частичек атомы? Существует ли «антиматерия» или только отдельные античастицы? Все эти вопросы пока остаются без ответа.

— До каких величин надо поднять мощность ускорителей, чтобы получить ответ?

— Сначала мы предполагали строить ускоритель, который придавал бы частицам энергию в 50 или 70 миллиардов электроновольт. Знаменитый советский ускоритель в Дубне рассчитан на 10 миллиардов… Мы должны идти дальше. Но пяти-семикратное увеличение энергии теперь уже кажется маленьким. Нужно поднять энергию разгоняемых частиц хотя бы раз в сто. Значит, нужен ускоритель на 1000 миллиардов электроновольт!

Проект такого ускорителя уже создан. Скорость частиц в нем приблизится к скорости света… При таком разгоне частица, как и скоростной самолет, не сможет вращаться по маленькому кольцу. Орбита, радиус разворота частицы поневоле возрастают. Если ускоритель в Дубне имеет радиус кольца 30 метров, то здесь он около трех километров! Если ускоритель расположить в Москве, то разгонная камера его опояшет столицу по Садовому кольцу. А длина этого кольца — около двух десятков километров…

— Но это же будет, вероятно, сверхтяжелое устройство? Если только магниты дубненского ускорителя весят 36 000 тонн, то есть не меньше веса линкора, то здесь вес, видимо, пропорционально возрастет до миллионов тонн?

— Этого удается избежать. Использован совершенно иной принцип… Новый ускоритель на диво всем будет даже легче дубненского. «Линкоры физики» должны быть легче боевых линкоров. Иначе это будет слишком накладно для страны. Даже кольцевая камера-труба, по которой помчатся потоки частиц, будет тоньше. Диаметр с 30 сантиметров уменьшится до 12-ти. В результате резко увеличится интенсивность пучка и точность обстрела «мишени».

— Александр Васильевич, вы упомянули, что частицы помчатся почти со скоростью света. Ведь они же тогда не смогут послать перед собой радиосигнал. Радиоволны-то будут иметь ту же скорость — 300 000 километров в секунду. Как же можно будет тогда вести автофазировку, попеременное автоматическое включение секций ускорителя? Как быстрее самой частицы передать вперед поправку к ее маршруту?

Ученый взял карандаш:

— Я сам был весьма этим заинтересован. И физики нарисовали мне очень простой ответ. Смотрите: частица летит по кругу, а сигнал опережает ее по прямой. Радиоволна срезает, укорачивает путь, проскальзывая по сегменту круга, по прямой, которая всегда кратчайший путь между двумя точками…

Академик снова взял карандаш и на том самом графике, где стояли даты 1960–1980—2000, нарисовал жирную стрелу. Она пересекла 1980 год и уперлась в 2000-й.

— Я думаю, что работы физиков в области энергетики будут идти весьма бурно вплоть до конца столетия.

С первой серией вопросов было покончено. Но наготове у нас была другая. Теперь уже об автоматизации. Вместо ответа вице-президент провел на своем графике еще одну красноречивую стрелу. Она вонзилась далеко за 2000 год.

— Вот, пожалуй, и все, что я могу сказать, — развел руками Александр Васильевич. — Подробности — у академика Лебедева. Загляните к нему в институт точной механики и вычислительной техники..

От себя я могу добавить только одно: сейчас надо не столько восхищаться электронной автоматикой, сколько совершенствовать ее. Мы подобно первобытному человеку (да простится мне такое сравнение) взяли в руки палку и необыкновенно рады, что научились пользоваться ею как рычагом. Да, рычаг умножает наши силы, но все же он остается примитивной дубинкой… Пользуясь рычагами, 6000 лет назад рабы древнего Египта возводили головокружительные пирамиды, ворочали многотонные камни… Сегодня, пользуясь сравнительно простыми «электронными рычагами», мы выводим на орбиту спутники, лунники, автоматические межпланетные станции. Совершенно немыслимы были бы без нынешней автоматики и легендарные полеты наших «небесных братьев» — космонавтов Юрия Гагарина, Германа Титова, Андрияна Николаева, Павла Поповича.

И я думаю: каких же умопомрачительных успехов добьется радиоэлектроника к XXI веку! Сейчас один за другим запускаем мы 50 новых автоматизированных заводов. Это пока эксперимент. Но пройдет 10–20 лет, и будут работать сотни и тысячи заводов-автоматов. Путь автоматики только начинается…

«Строительство коммунизма — это механизация и автоматизация производства», — сказал Никита Сергеевич Хрущев. Глубоко знаменательно, что именно с этого начинается подлинная история человеческого общества. Все, что было до сих пор, вслед за Карлом Марксом мы рассматриваем как предысторию человечества. Близится финиш одной исторической эры, и одновременно дается старт другой. Как в эстафете. Темп научно-технического прогресса убыстряется. Мы проходим решающую «стометровку» перед важнейшим историческим рубежом…

На график легла третья стрела. Наш собеседник написал на ней: «химизация».

— Это, как и автоматизация, одно из важнейших «стратегических» направлений науки. Вы, я уверен, побываете у химиков различных отраслей и увидите, как ширится и крепнет фронт химических исследований и реальная помощь производству, обществу. Химия доказала, что многие средства производства и предметы потребления могут быть совершеннее и дешевле. Но доказательства мало. Надо помочь производственникам реализовать выгоды, открытые наукой. Особенно важна нам сейчас химия высокомолекулярных соединений, химия синтетических материалов. Мы не просто заменим ими дерево, металлы, а перейдем на абсолютно иные материалы с невиданными свойствами. Это вызовет революцию в технологии и во всех без исключения областях жизни человека и общества. Не подумайте, что, как химик, я тут что-либо преувеличиваю…

Александр Васильевич заговорил о сложностях, встающих перед исследователями, о новых проблемах, порождаемых практикой, массовым производством. Он обратил внимание на интересную особенность: все реже в наше время готовые изделия получают непосредственно из природного сырья. например прямо из нефти. Все чаще химические заводы выпускают «полуфабрикаты» для других заводов и фабрик. Получается как в алфавите: чтобы твердо знать, на каком месте стоит буква «Д», надо помнить и про «А», и про «Б», «В», «Г»… На первый взгляд может показаться, что эта непрерывно растущая цепочка предприятий только усложняет путь к конечной цели, к изделию. Но в действительности подобный «алфавит» представляет собой ветвящееся и расцветающее «древо химии». Чем больше таких полуфабрикатов, простых и сложных, тем больше у нас возможностей маневрировать, комбинировать исходные вещества. И получается, что химический «алфавит» — особый, бесконечный. У него есть свои «А», но «Я» непрестанно отодвигается…

Проблема высокой чистоты исходных материалов, исследование структуры полимеров, изучение совершенно своеобразной механики новых веществ, борьба за их стабилизацию и долговечность, за их химическую и тепловую устойчивость, за то, чтобы придать им новые электрические и магнитные свойства, например полупроводниковые, — все это только часть задач нашей химии…

Нефть и ее попутные газы, по мнению академика, к XXI столетию будут использоваться исключительно как концентрированное химическое сырье. По мере уменьшения мировых запасов нефти и появления новых источников энергии сжигание ее будет сокращаться. Все полнее будут использовать тяжелые фракции нефти. Кстати, именно эти вопросы освещаются в широко известных трудах А. В. Топчиева по преобразованию так называемых низших парафиновых углеводородов. Ученый исследовал новые пути превращений углеводородов с помощью окислов азота, с помощью катализаторов, и в частности — фтористого бора. Химик обогатил производство новыми методами и пришел к важным теоретическим обобщениям, объяснил механизм очень важных процессов. Но есть в трудах самого А. В. Топчиева и еще одно «окошко в будущее». Это изучение физико-химических свойств новых классов кремний-органических соединений. Широко распространенный в мире кремний может и должен стать таким же верным и массовым союзником углерода, как и водород. И эта дружба уже началась…

О сложных химических понятиях трудно говорить популярно. Но это ничуть не умаляет важности самой науки. Рассказывая о ней, академик назвал ее лидеров и среди них лауреата Ленинской и Нобелевской премий академика Н. Н. Семенова. Работы нашего виднейшего химика, сказал А. В. Топчиев, будут служить людям и в XXI и в XXII веке. Их величие в том, что это не просто догадки о существовании закона, которому подчиняются все цепные реакции — и взрывы атомных бомб, и горение обычной спички. Исследователь доказал, что такой закон существует, и разобрал его «по косточкам».

На график начальника научного «штаба» легла последняя стрела. Разговор перешел на биологию, на помощь ученых сельскому хозяйству.

— Я напомнил бы вам историю, в которой Архимед потребовал, чтобы ему дали точку опоры. Он был уверен, что поднимет даже земной шар! Поднять сельское хозяйство, обслуживающее сотни миллионов людей, пожалуй, не проще, а куда сложнее. И одной точкой опоры здесь не обойтись.

Чтобы пропашная система земледелия встала на строго научные основы и привела нас к изобилию основных продуктов питания, нужны по крайней мере три «точки опоры».

Это, во-первых, комплекс сельскохозяйственных машин. Такой комплекс из 800 типов впервые за историю человечества разработан в нашей стране. Более 300 типов машин из этого числа уже выпускаются. Когда работа ученых и инженеров будет завершена, во всех почвенно-климатических зонах CCCP на сельскохозяйственных работах будет полностью уничтожен ручной труд.

Вторая «точка опоры» — химизация. Химия должна не только в изобилии дать растениям удобрения, но и защитить их от сорняков и вредителей. И тогда урожай поднимется в полтора-два раза.

Третья «точка опоры» — сами пропашные культуры: кукуруза, свекла, картофель, бобовые… Они известны давно. Но надо, чтобы появились новые сорта этих культур, самые высокоурожайные. Я недавно узнал, например. что генетики Сибирского отделения Академии наук вывели свеклу, которая дает сахара на 20 процентов больше с тех же площадей. Этот факт нам, знающим, что поднять сахаристость свеклы на один процент — уже подвиг, кажется фантастикой. Но ведь Френсису Бэкону в «Новой Атлантиде» многое тоже казалось недосягаемым идеалом. А факты говорят за себя.

На основе науки и передового опыта, опираясь на эти «три точки», мы придем к изобилию и сможем его поддерживать, даже если население городов и всей страны будет быстро расти…

 

Машины из лучей и струй

 

 

Механика — одна из древнейших наук. У ее истоков гениальные открытия великого ученого древности — Архимеда. Убежденный в могуществе, которое дает человеку знание законов механики, он, как утверждает предание, однажды воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир!» Среди творцов механики — целое созвездие блестящих имен. Леонардо да Винчи и Галилей, Эйлер и Ломоносов, Ньютон и Остроградский, Лагранж и Циолковский, Мещерский и Чаплыгин и еще многие и многие вложили свой труд в развитие науки о движении тел и влиянии сил.

Законам механики подчиняется все. И стремительный бег планет, и вращение гигантского маховика, и медленное падение пылинки, танцующей в воздухе. По ее формулам рассчитаны и яростное лезвие пламени, рвущееся из сопла реактивного двигателя, и легчайшие взаимосвязи шестеренок в механизме ваших наручных часов, и запутанное движение частиц в потоке воды, вращающем тяжелый ротор гидротурбины. Нет инженера, который не изучал бы в том или ином объеме механику. Что бы ни пришлось проектировать ему — каркас переброшенного через пропасть моста или фундамент высотного здания, обтекаемый корпус подводной лодки или тонкий профиль пропеллера, траектории движения элементарных частиц в камере синхрофазотрона или полет космической ракеты к соседней планете, — всюду придется ему обращаться к механике.

В конечном итоге развитием механики определяется уровень машиностроения.

Но не исчерпала ли эта наука себя, раз уже изучены все возможные взаимодействия тел — твердых, жидких, газообразных — с силами статическими, то есть не изменяющимися ни по величине, ни по направлению, пульсирующими, знакопеременными и т. д.? Не стала ли она в наше время своеобразной инженерной арифметикой, к четырем действиям которой уже ничего нельзя прибавить? Каковы перспективы развития механики в будущем, и не только близком, а и далеком, отнесенном к рубежу XXI века?

С этим вопросом мы обратились к выдающемуся советскому ученому в области механики академику Анатолию Аркадьевичу Благонравову.

— О, нет! — улыбнулся ученый, выслушав наш вопрос. — Даже классическая механика в самом узком-значении этого слова еще отнюдь не исчерпала себя. И не исчерпает, вероятно, никогда.

Механика — одна из самых связанных с практикой наук. И ее развитие идет в ногу с требованиями практики и промышленности.

Оглянитесь назад. На рубеже нашего века лежит рождение авиации. Было ясно: близок день, и летательный аппарат тяжелее воздуха поднимется в небо. Наиболее проницательные ученые предвидели, что именно ему, аэроплану, а не аэростату и дирижаблю, принадлежит окончательная победа над пятым океаном. Техника требовала от науки методики точных расчетов таких летательных аппаратов. И на эти требования ответил своими работами гениальный русский*ученый Николай Егорович Жуковский. Он дал формулы, которые позволили вычислить и подъемную силу крыла, и тянущую силу пропеллера, и толкающую силу корабельного винта, и усилие, передаваемое паром лопатке турбины. Труды Жуковского — это по существу рождение целой новой отрасли механики, называемой ныне аэродинамикой.

Видите, еще и ста лет не прошло, как выделилась из механики целая новая отрасль — со своей особой областью изучения, своей особой методикой, своим особым математическим аппаратом.

А вот и еще более близкий пример. Вы знаете, как увеличил скорость самолета пришедший на смену поршневому реактивный двигатель. Встала реальная возможность создания аппаратов, обгоняющих в полете звук собственного мотора, — встала проблема сверхзвукового полета. Первые же опыты показали, что созданная Жуковским классическая аэродинамика (видите, меньше чем за полвека своего существования аэродинамика стала классической!) уже не удовлетворяет создателей сверхзвуковых самолетов, потому что при таком полете возникает ряд явлений, не укладывающихся в старые представления. И механики изучают новые условия, устанавливают новые закономерности, дают новые формулы. Начало этой совершенно особой области аэродинамики положил в своих теоретических работах выдающийся советский ученый С. А. Чаплыгин. И полет со скоростью, в два и в три раза превышающей скорость звука, перестал уже быть редкостью для современных скоростных самолетов.

Можно привести много примеров из недавнего прошлого, когда в связи с запросами практики возникали целые новые ветви механики. Так, А. Н. Крылов создал теорию непотопляемости корабля. И. В. Мещерский заложил основы механики тела переменной массы. Кстати, к таким телам относится и взлетающая ракета, масса которой все уменьшается за счет убыли сгорающего топлива. Есть и целый ряд других примеров. Так можно ли нашу науку — древнюю механику, от древа которой отпочковалось в самые последние десятки лет множество новых великолепных ветвей, можно ли считать эту науку исчерпавшей себя? Да, конечно же, нет!

В каждой из областей механики есть и сегодня удивительные нерешенные задачи. Вспомните хотя бы течение жидкости в трубе или открытом канале.

Точные формулы описывают такое течение, только если оно осуществляется с небольшими скоростями, — так называемое ламинарное течение жидкости. Но если мы будем постепенно увеличивать скорости течения, у нас характер его вдруг резко изменится: в нем появятся неравномерности, вихри. Такое течение называется турбулентным. В большинстве технических устройств, например в обычном водопроводе, нам приходится иметь дело с турбулентным течением. А рассчитывать его точно мы до сих пор не умеем. Обычно инженеры применяют в таких случаях приближенные формулы.

Но, конечно, особенно стремительно развиваются, особенно важные задачи решают те отрасли механики, которые имеют дело с сверхвысокими скоростями.

Нет, дело не только в том, что космическая ракета, возвращаясь на Землю, входит в атмосферу со скоростью в несколько километров в секунду. Дело в том, что и среда, в которую входит наша ракета, совсем не похожа на те, с которыми имела дело классическая механика. Она очень разрежена, а отдельные ее частицы, движущиеся, как правило, тоже с очень высокой скоростью, ионизированы. Это по существу плазма.

С плазмой встречаются не только возвращающиеся из космического пространства ракеты в крайних слоях атмосферы. С плазмой, имеющей температуру в неколько миллионов градусов, работают ученые, пытающиеся овладеть секретом термоядерной энергии. Плазменный поток из реактивного сопла, позволяющий осуществить прямое превращение тепловой энергии в электрическую, видимо, заменит в ближайшие десятилетия тяжелые паровые и газовые турбины — и с ним работают ученые. Гигантские потоки плазмы фотографируют астрономы, изучающие солнечные протуберанцы. Да и само Солнце и все звезды состоят из плазмы. Радиоголос межзвездной плазмы улавливают чуткие уши радиотелескопов. Можно без преувеличения сказать, что вся Вселенная состоит в основном из плазмы, а вещество в твердом, жидком и газообразном состоянии встречается в ней в виде исключения.

Механика плазмы — газоподобного вещества, взаимодействующего, однако, в противовес газу, с электромагнитными полями, обладающего и другими любопытнейшими отличиями от газа, — только создается. Сколько еще неразгаданного у этой ветви нашей науки!

Несколько слов о машинах и механизмах будущего.

Архимед имел дело с рычагами — системами твердых тел.

Паскаль открыл основные законы гидравлики. По существу с этого времени и начинается широкое применение в машинах и механизмах «жидких звеньев». В настоящее время они не редкость в самых распространенных машинах. Гидравлические прессы на заводах, гидравлические передачи усилий к тормозам легкового автомобиля, гидравлические коробки перемены передач — всего не перечислить.

Но уже — с изобретения английского кузнеца Ньюкомена — в машины пришли пар и газ. Сегодня «газовые звенья» мы можем увидеть в паровых и газовых турбинах, в паровых машинах и двигателях внутреннего сгорания, в ракетных двигателях.

Еще позже своеобразными звеньями механизмов стали электромагнитные поля, лучи света. Да, да. Разве в счетчике готовых изделий, сходящих с конвейера, луч света, падающий от источника на фотоэлемент, не является как бы рабочим звеном механизма?!

Чем ближе к нашим дням, тем чаще встречаются в машинах и механизмах гидравлические, пневматические, электромеханические и электронные элементы. И, как правило, замена механизма из твердых звеньев другим, более современным, ведет к улучшению механизма, и прежде всего к повышению производительности и быстроходности, а иногда и к упрощению конструкции.

Разве не проще прямое превращение тепловой энергии пара во вращательное движение, осуществляемое в турбине механизмом, состоящим из сопла, струи пара и колеса с лопастями, чем такое же превращение в паровой машине при посредстве цилиндра, поршня и массы дополнительных устройств?

И этот процесс внедрения нетвердых деталей в машины и механизмы будущего будет все ускоряться.

Техника будущего — техника сверхвысоких скоростей и сверхвысоких параметров. Можно легко представить, что все механизмы, которым придется иметь дело с температурами, скажем, выше 3500 градусов, не будут или почти не будут содержать твердых звеньев. И все это — бесконечное поле для новых исследований, новых открытий в новых областях механики.

У техники будущего и еще одна черта, которую я не могу не отметить. Это все большее и большее внедрение автоматики.

Нет сомнения, что уже в ближайшие два десятилетия подавляющее большинство промышленных предприятий у нас будут автоматическими и автоматизированными. В первую очередь автоматическими станут те производства, где требуется массовая продукция или где труд людей чрезвычайно тяжел.

Мне представляется, что появятся типовые заводы-автоматы, выпускающие хлеб, конфеты, ткани, обувь, одежду, из промышленных изделий — подшипники, шестерни, может быть, целые коробки перемены передач и т. д. Безусловно, будет полностью автоматизирован подземный труд шахтеров. Человек только изредка будет спускаться в забой, чтобы отремонтировать механизмы.

Автоматы — в том числе и кибернетические автоматы — войдут в быт людей. Нет, это вовсе не беспочвенная фантазия — «домашний» автомат, сначала специализированный, а потом все более универсальный, которому вы, уходя на работу, отдаете распоряжения вытереть пыль в квартире, протереть стекла, приготовить обед… Вечером такой автомат будет читать вам вслух газету или книгу, а, может быть, и подбирать литературу по интересующему вас вопросу.

Думаю, первые такие автоматы появятся даже не в XXI, а в нашем веке.

В последние годы советским ученым много пришлось заниматься вопросами космических полетов. О, как велика в их осуществлении роль автоматики! Ведь человек с его медленной реакцией бессилен управлять стремительными манипуляциями космического снаряда.

Первыми вышли за пределы земной атмосферы автоматы. Они первыми исследовали верхние слои атмосферы, околоземную часть космоса, проложили трассы к Луне. Автоматы населяли и первую в мире советскую искусственную планету, и лабораторию, запущенную к Венере. Я убежден, что и в дальнейшей разведке космоса первыми будут автоматы. Они раньше человека «высадятся» на Луне, на Марсе, на Венере. Они первыми преодолеют пояс астероидов и прорвутся к большим планетам нашей солнечной системы. Они так близко подлетят к Солнцу, как никогда не сможет приблизиться человек.

Есть планеты — такие, как например Юпитер или Сатурн, на которые, может быть, и совсем не ступит нога человека в прямом, а не в фигуральном значении слова. Их исследование смогут осуществить только автоматы. Работающие от ядерной энергии, чрезвычайно надежные автоматические маяки-исследователи в течение столетий и тысячелетий будут передавать по радио сведения о происходящем на зыбком дне метановых атмосфер этих планет…

Но вслед за автоматами всюду, куда можно, придет человек. Автоматы, даже самые совершенные, не смогут заменить глаза человека, его слуха, прикосновения его пальцев.

 

Превращение элементов — вот будущее металлургии

 

 

Все науки, в том числе и самые отвлеченные, самые теоретические, родились из требований практики. Астрономия родилась из необходимости в точном календаре и точных способах ориентации во время морских путешествий, геометрия понадобилась земледельцам для измерения участков вспаханной земли. Но, вероятно, одной из самых прикладных наук, никогда не порывавших своих связей с практикой, всегда была наука о металле…

Мы беседуем с академиком Иваном Павловичем Бардиным. Мы пришли к нему в самом конце трудового дня. Он явно устал. Но его лицо молодеет, а в глазах загораются огоньки, когда он произносит эти слова: «наука о металле».

Его, родившегося в очень небогатой семье, не помышлявшей о том, чтобы сделать сына образованным человеком, натолкнули на путь служения науке сестра матери — учительница и ее муж — студент. Дальнейшая биография Бардина — это история талантливого молодого человека без родственных связей, без знакомств, без родового имения пробивающего себе путь в жизни. Окончив институт, он не смог найти работу в России и поехал в Америку. Там, сунув в карман диплом инженера, простым рабочим трудился на заводе. По возвращении ему, по его собственным словам, выпало счастье работать со знаменитым металлургом М. И. Курако. Затем — огненная черта революции, разделившая, опять же по собственным словам Ивана Павловича, жизнь на две части. Строительство гиганта и первенца советской индустрии — Кузнецкого комбината и огромная организационная и научная работа по расширению и совершенствованию металлургии всей нашей страны. Да, можно понять, почему этот человек, который наибольшим счастьем в своей жизни считает строительство Кузнецкого комбината, волнуется, произнося такие простые слова: «наука о металле».

— Она, эта наука, — продолжает Иван Павлович, — зародилась много тысячелетий назад, еще тогда, когда человек использовал только редкие самородки металлов. Затем он научился получать металлы из руд. И сегодня еще продолжаются его поиски на этом пути. Новые методы получения металлов и металлических изделий из тех или иных руд — и сегодня одна из важнейших задач науки о металле. Как видите, за многие тысячелетия своего существования эта наука отнюдь не исчерпала себя.

Действительно, можем ли мы сказать, что общепринятая сегодня технология получения самого распространенного в современной технике металла — железа — наилучшая из всех возможных?

Обычная схема этого технологического процесса такова: прошедшая обогатительную фабрику железная руда поступает в доменную печь, где перемешивается с коксом и нагревается. Железо восстанавливается и насыщается углеродом, — из домны мы получаем чугун. Затем этот чугун плавим и в специальных печах выжигаем из него углерод — получаем стальные слитки. Перед тем как отдать их тяжелым валкам блюмингов, слябингов и других прокатных станов, металл снова не раз приходится нагревать. А почему бы не выкинуть из этой технологии все промежуточные энергоемкие, трудоемкие и дорогие процессы и не получить непосредственно из руды чистое железо или сталь требующегося состава, причем сразу в форме готового изделия — рельса, швеллера, двутавровой балки? Почему бы не сделать этот прерывистый сегодня процесс — сначала заготовили руду, потом выплавили чугун, потом его перерабатываем в сталь и т. д. — непрерывным?

По-моему, это безусловно возможно, и будущая металлургия откажется от принятой сегодня технологии. Современные домны, мартеновские печи и бессемеровские конверторы, блюминги и слябинги — все эти аксессуары современной техники не будут приняты техникой будущего.

Конечно, нельзя считать, что, например, через ближайшие десять лет мы начнем ломать доменные печи и на их месте воздвигать какие-то новые устройства для получения чистого железа. Нет, доменный процесс еще не исчерпал себя, он поддается дальнейшему совершенствованию, доменные печи мы строим и еще долго будем строить. Доменная печь и сегодня сложнейший агрегат, снабженный огромным количеством автоматических устройств, обслуживаемый всего несколькими рабочими. Домна завтрашнего дня станет полностью автоматической. Управлять ее работой будет счетно-электронная машина, получившая соответствующую «программу действия» на все возможные случаи отклонения процесса от расчетного.

В ближайшие годы процесс получения металла станет непрерывным. Из домны непрерывно будет поступать чугун — и сегодня домна, дающая 2000 тонн чугуна в сутки, производит его более тонны в минуту. Сквозь горячую струю только что выплавленного чугуна будет продуваться кислород — жаркое пламя встанет над ванной, в которой пойдет этот процесс. Пламя унесет с собой излишний углерод, серу, фосфор — все те примеси, которые ухудшают качество металла. Уже не струя чугуна, а сталь польется в кокили разливочной машины непрерывного действия. А выйдя из кокилей, стальные слитки сразу же будут поступать к валкам прокатных станов и превращаться в изделия. Такой непрерывный технологический процесс автоматизировать проще, чем сегодняшний, прерывистый.

Вероятно, — это еще не ближайшие годы, а несколько более отдаленная перспектива, — коренным образом изменится вся конструкция домны. Устройство, в котором происходит восстановление металла, будет горизонтальным агрегатом — вроде большой вращающейся трубы. В нее с одной стороны подадут хорошо очищенную порошкообразную руду — окисел металла без всяких посторонних примесей, а с другой стороны — восстанавливающий газ, например водород. При таком технологическом процессе можно получать металл в виде мелкого порошка, который после добавки соответствующих легирующих элементов идет на переплавку или сразу на прессование.

…Каждое существо имеет свой срок жизни. Говорят, что черепахи живут по 300 лет, а лошади редко доживают до 30-ти. Но, оказывается, имеют «срок жизни» и металлы. Конечно, длительность жизни металла в значительной степени зависит от условий, в которых ему предстоит жить. У столового ножа есть все шансы прожить дольше металла, пошедшего на изготовление самолетного мотора. Ведь нагрузка на этот нож, как правило, невелика, все внутренние изменения в его структуре совершаются крайне медленно. И, как медлительная черепаха, он может жить хоть триста лет. Иное дело — самолетный мотор. Его жизнь куда насыщеннее, чем жизнь самого стремительного коня! В его сердцевине — цилиндрах — клокочут яростные взрывы — по нескольку сотен, а то и тысяч в минуту. Его непрерывно сотрясает, он вибрирует, трепещет… И то, что сегодняшний средний срок жизни получаемого в массовых количествах металла наших моторов, станков и машин достигает 35 лет, — величайшее достижение металлургии.

Ну, а в будущем увеличится срок жизни металла?

Несомненно! Срок жизни металла может быть несравнимо более дли-тельным, чем сейчас. Живут же по нескольку сотен лет булатные клинки, металл которых защищен тонким слоем шлаков — окислов! Конечно, этот металл не получали в массовых количествах в доменных печах под повышенным давлением газов и в прочих невыгодных условиях крупного производства. Но мы должны добиться, чтобы и наш «массовый» металл не уступал по качеству драгоценному булату древних мастеров.

Конечно, сегодняшние легированные стали — вроде нержавеющей — значительно долговечнее, чем даже булат древних мастеров. Но это уже другое технологическое решение задачи: булатная сталь не содержит добавок хрома, никеля и других металлов, достигающих чуть ли не 25 процентов в наших нержавеющих сталях.

Бесспорно, железо — основной металл современной техники. Но не настает ли время, когда железу придется сдать свои позиции и уступить первое место другим металлам? Обычно считают, что железо может быть вытеснено медью — металлом электротехники, крылатым металлом алюминием и юным богатырем, по всем показателям счастливо соперничающим со сталью, — титаном. И соответственно считают, что век будущего будет медным веком (ведь электричество вторгается все в новые области человеческой культуры!), веком алюминия (широко распространенного, практически вездесущего в природе металла — легкого, близкого к меди по электропроводности, прочного в сплавах, как сталь, — металла авиации) или веком титана.

Лично я не думаю, что в ближайшее столетие железо резко сдаст свои позиции. Из железа (я имею в виду, конечно, его сплавы — и в первую очередь с углеродом: сталь и чугун) делаются ныне каркасы гигантских плотин и высотных зданий, корпуса океанских кораблей и машины бесчисленных назначений, трубы нефтепроводов и тонкие механизмы наручных часов, ажурное кружево мостов и железнодорожные вагоны. Вряд ли можно составить полный список вещей, которые делаются из железа! Можно сказать, что вся современная материальная культура, созданная человеком, зиждется на 3 миллиардах тонн железа, заключенного в машинах, сооружениях, средствах транспорта, предметах обихода и т. д. и т. п.

Конечно, стремительно растет и выработка некоторых цветных металлов. Но одновременно растет и количество получаемого железа. Если в 1880 году железо составляло 95,65 процента по весу от всей выработки металлов, то и почти через шестьдесят лет, в 1939 году, когда уже в значительной степени развились и электротехника и авиация, доля железа составила 94,06 процента. Полтора процента за полстолетия — вот темпы, которыми железо до настоящего времени сдавало свои позиции. И вряд ли в ближайшие полвека этот темп так уж резко изменится.

Но, конечно, и алюминий, и магний, и медь, и титан, и цирконий будут занимать все более почетное место. Особенно это относится к титану и цирконию. Обычно считают, что и тот и другой являются редкими металлами. Но во всяком случае по отношению к титану это неверно. Титана в земной коре (по весу) 0,6 процента — это один из наиболее распространенных элементов. Он обладает высокой прочностью (вдвое прочнее железа) при относительно небольшом удельном весе (значительно легче железа). Есть у титана и еще одно чрезвычайно ценное свойство — его высокая способность сопротивляться действию коррозии. Ведь этот жесточайший бич металла уносит около четверти всей мировой добычи железа. Но коррозия практически почти не страшна титану. В этом отношении он не уступает даже платине. Он спокойно противостоит кислотам, щелочам, солям. Многолетнее пребывание в морской воде не заставляет его покрыться тончайшей пленкой окисла. «Царская водка» — концентрированная смесь азотной и соляной кислот, против которой бессильны благородные металлы золото и платина, не действует на титан. По своей химической стойкости он «благороднее» самых прославленных драгоценных металлов.

Титан чрезвычайно жаростоек. Он плавится при температуре 1725 градусов. Это в среднем на 200 градусов выше температуры плавления стали. Все эти свойства и делают его чрезвычайно «опасным» соперником железа. И действительно, производство титана, начатое в мире в 1946 году, растет фантастически быстро. Если в 1948 году было выплавлено всего 10 тонн титана, то в 1954 году эта цифра поднялась до 7200 тонн, а в 1955 уже приблизилась к 20 тысячам тонн! Тут есть над чем задуматься железу.

Мы уже говорили: сталь живет 35 лет. А изделия из титана и циркония будут жить столетия. Они будут практически вечными. И в то же время значительно более легкими, чем изделия из железа.

Судьба титана напоминает судьбу алюминия. Он был получен сравнительно поздно. В 1790 году впервые была выделена в чистом виде окись титана — белый кристаллический порошок. Сто двадцать лет понадобилось для того, чтобы получить сверкающий серебристо-стальной металл — первые несколько граммов металлического титана. Прошло немногим более десяти лет с тех пор, как было впервые налажено промышленное получение титана, а сегодня его уже называют металлом будущего, пророчат ему широчайшее применение в авиации, газовых турбинах, космических ракетах и многочисленных других областях техники. Действительно, тут есть о чем задуматься железу.

Мне хочется коснуться еще одного вопроса — нового вида обработки стали с целью повышения ее механических свойств. Классическими видами такой обработки являются термические — закалка, отпуск, отжиг; химико-термические — цементирование, нитрирование и механические — например, наклеп. Опыты показывают, что в ближайшее время к этим видам обработки прибавится принципиально новый вид — облучение потоком нейтронов. При этом сталь приобретает совершенно новые, неожиданные и удивительные свойства.

Мы живем в атомный век. Человек овладевает не слабыми, ненадежными, временными связями атомов в веществе, а несравненно более важными и глубокими связями элементарных частиц атомного ядра. Достижения атомной техники найдут применение и в металлургии.

Я думаю, что на первых порах человек станет «конструировать» с помощью радиоактивного воздействия легированные стали требующегося состава, не вводя в них редких и дорогих легирующих добавок, а создавая их прямо в ковше расплавленной стали из атомов железа, углерода, может быть, серы и фосфора, может быть, из атомов распространенного элемента, специально для этой цели добавленного в расплав.

Это можно представить себе так. Движется наполненный до краев ковш с плещущей упругими волнами сталью. На несколько десятков секунд он останавливается около какой-то машины, похожей на те, что применяются в медицине для лечения злокачественных опухолей рентгеновскими лучами. Свинцовая груша со скрытым в ней источником радиоактивного излучения требующегося состава склоняется над ковшом, и в недрах расплава под влиянием потока лучей совершаются сложнейшие ядерные превращения. Через несколько минут сталь разливают по изложницам, но ее состав уже не тот, что был совсем недавно. И еще несколько дней — уже в затвердевшей стали — будет меняться этот состав, будет происходить под влиянием вызванной облучением собственной радиоактивности изменение химического состава металла. Вероятно, этим же способом — изменением структуры атомных ядер, искусственным превращением элементов — можно будет получать руды редких и рассеянных элементов. Возможно, появится целая отрасль промышленности — радиационная металлургия, которая будет заниматься изготовлением редких химических элементов из более распространенных. Но вряд ли, учитывая всю стремительность технического прогресса, радиационная металлургия разовьется в отрасль промышленности даже к началу XXI века. Это все-таки дело более отдаленного времени.

 

Шахты доживают последний век

 

 

Еще в 1882 году великий русский ученый Д. И. Менделеев вписал в свою записную книжку фразу, открывшую новую эру в истории добычи подземных сокровищ. Гениальный ученый смотрел далеко вперед: сегодня, спустя три четверти века, мы присутствуем только при первых опытах практического внедрения этого способа. Но можно сказать уверенно, что в XXI веке он станет основным, вытеснит все другие. Вот эта фраза из записной книжки Д. И. Менделеева: «Поджечь уголь под землей, превратить его в светильный, или генераторный, или водяной газ и отвести его по трубам…»

С нами беседуют двое: директор научно-исследовательского института «Подземгаз» Иван Семенович Гаркуша и его заместитель по научной части Николай Ананьевич Федоров. Они передают друг другу эстафету беседы так умело и незаметно, что даже стенографистка, как выяснилось потом, не смогла разделить речи ученых. Так дополнять друг друга, не мешая, продолжать мысль другого, не создавая неудобства, могут только люди, крепко связанные одной мечтой, одной работой, привыкшие понимать друг друга с полуслова.

На столе лежат две книги: Ленин и Менделеев. Одну из них открыл на закладке Федоров. Это из нее была прочитана уже приведенная фраза из записной книжки великого русского ученого. Вторую взял в руки Гаркуша.

— …Английский ученый Вильямс Рамсей высказал ту же идею подземной газификации угля лет на тридцать позже. О работах Рамсея узнал Владимир Ильич. 21 апреля 1913 года в «Правде» появилась его статья «Одна из великих побед техники».

Ленин писал в статье, что эта идея означает гигантскую техническую революцию, что переворот, который вызовет ее решение, громаден.

Трудные были годы. Война, революция, интервенция, восстановление разрушенного народного хозяйства. В 1924 году Владимир Ильич умер. Но идея, которую он так горячо поддержал, не умерла. И не умерла она в значительной степени именно благодаря этой поддержке. Изучая работы Владимира Ильича, бойцы кавалерийского полка заинтересовались, почему не; ведется научная работа по подземной газификации угля. В газете «Техника» было напечатано их письмо: «Ставим вопрос и требуем ответа». И с 1931 года началась разработка методов подземной газификации — превращения угольных пластов в горючие газы на месте их залегания.

Надо сказать сразу: подземная газификация — одна из сложнейших комплексных проблем современной техники. Она включает в себя почти все области науки: горное дело, химическую технологию, электротехнику, механику, автоматику и т. д. Решить эту сложнейшую проблему с налету, конечно, было невозможно. И уже большим достижением надо считать то, что к началу Великой Отечественной войны ученые наши доказали принципиальную осуществимость идеи Менделеева. А ведь это означало, что в будущем необязательно надо будет строить шахты, отпадет необходимость тяжелого подземного труда шахтеров.

В послевоенные годы снова развернулись научно-исследовательские работы в области подземной газификации, но уже сама задача была поставлена совершенно по-иному. В довоенных опытах, прежде чем поджечь уголь, шахтеры проделывали в его пласте вручную штрек, соединенный с двух концов вертикальными колодцами с поверхностью земли. Затем этот штрек поджигали. Оставалось все-таки 5—10 процентов подземных работ и значительно усложнялся технологический процесс. Теперь мы поставили задачу бесшахтной подготовки пластов угля к газификации, то есть решили совершенно освободиться от подземного труда.

Но как же, не опускаясь под землю, проделать в угольном пласте горизонтальный ход? В настоящее время мы знаем уже несколько способов такой проходки скважин.

Если пробурить две скважины на определенном расстоянии друг от друга и в одну из них нагнетать воздух, то он по трещинам будет распространяться в угольном пласте и часть его будет выходить в соседнюю скважину. Если после этого зажечь скважину, в которую отводится воздух, то постепенно при поступлении кислорода к этому очагу горения он будет перемещаться навстречу потоку дутья. В пласте угля постепенно «прогорит» канал, заменяющий тот штрек, который мы когда-то проходили шахтным способом.

Такой способ бесшахтной подготовки пласта к подземной газификации был испытан в Подмосковном бассейне и получил широкое распространение на одной из действующих станций «Подземгаза» в Туле.

В зависимости от плотности каменного угля иногда приходится повышать давление воздуха, чтобы он смог прорваться сквозь угольный пласт к соседней скважине, до 20, 50 и даже 100 атмосфер.

Недостатком этого способа являются значительные потери сжатого воздуха, который попросту рассеивается в пласте. Однако общий экономический выигрыш при подземной газификации позволяет мириться с этими потерями.

Другой способ называется электрической сбойкой скважин. Если подвести через скважины электроды и приложить к ним высокое напряжение электрического тока, то уголь при нагревании до 1000 градусов превратится в кокс. Конечно, в кокс превращается не весь пласт. Опыты показали, что в угольном массиве образуются небольшие коксовые каналы, коксовые жилки толщиной в карандаш, которые являются прекрасным проводником электрического тока. При дальнейшем пропускании электрического тока возникает как бы подземная молния, которая и создает горизонтальный канал.

Есть и еще один перспективный способ подготовки угольных пластов к газификации — бурение горизонтальных скважин.

Дело это отнюдь не такое фантастическое, как кажется. В нашем институте уже есть конструкции турбодолот для проходки горизонтальных скважин. Но дело это и не простое: ведь надо не только пробурить горизонтальную скважину, а пробурить ее так, чтобы она нигде не вышла за пределы слоя угля. Лучше всего, чтобы она прошла точно по его середине.

Ученые развернули какой-то альбом, и мы увидели чертежи, схемы, диаграммы. На одном из рисунков, изображавшем кривую линию, похожую на параболу, вершиной опершуюся о горизонтальную координату, они и остановили наше внимание.

— Это опытная кривая распределения в слое угля количества элементарных частиц, образующихся в результате естественной радиоактивности горных пород. «Влетающие» в слой угля из окружающих его горных пород элементарные частицы быстро поглощаются им. Чем дальше мы отходим от границ слоя, тем меньше в нем свободных элементарных частиц. Минимум их совпадает с серединой слоя. Это обстоятельство и может быть использовано для разработки прибора, который будет направлять наш турбобур по центру угольного слоя. Над таким прибором мы в настоящее время и работаем.

Необходимо остановиться еще на одном вопросе. Механическое бурение скважин отнюдь не является единственным и лучшим способом проходки в горных породах. Надо ожидать каких-то совершенно новых, революционных предложений и в этой области. Так, очень перспективным, на наш взгляд, является применение для этой цели ультразвука и направленных пучков токов высокой частоты.

А теперь поговорим о XXI веке, когда, как мы убеждены, человек уже не будет спускаться под землю в поисках сокровищ. Только исследователи, открывая новые тайны природы, ее новые законы, ставя свои опыты, может быть, будут проникать в глубинные слои земли…

— …Наверное, пассажиры сверхскоростных стратосферных аэропоездов XXI века будут с недоумением рассматривать гигантские земляные холмы, подобные египетским пирамидам, в изобилии разбросанные по равнине Донбасса, в степях Кузнецкого угольного бассейна и во многих других местах. «Эти холмы — терриконы угольных шахт, памятники того периода истории техники, когда люди вынуждены были спускаться в недра земли и там, в низких и узких подземных проходах с помощью многочисленных громоздких машин добывать уголь, — объяснит пассажирам корабля случившийся среди них инженер или историк техники. — Чтобы ветер не разносил с этих холмов пыль, их обсадили цветами, превратили в гигантские клумбы, украшающие площади городов и парки. Ведь и сейчас в местах этих угольных бассейнов густое население, сильно развита промышленность, использующая в качестве сырья еще далекие от истощения подземные склады».

Среди пассажиров аэропоезда найдутся, конечно, любознательные люди, которые заинтересуются, как же работают гигантские комбинаты, раскинувшиеся внизу, и вот что им тогда расскажет этот инженер.

«Уголь и сегодня — один из драгоценнейших даров природы. Как и пятьдесят лет назад, он используется у нас и для энергетических целей и как сырье для многих химических производств. Но если пятьдесят лет назад уголь добывали из-под земли, загружали, перевозя его, железнодорожный транспорт, если у каждой ТЭЦ, на каждой крупной железнодорожной станции, у каждой котельной обязательно были громоздкие угольные склады, то сегодня кусок каменного угля можно увидеть только в геологической коллекции. И для химических и для энергетических целей мы теперь получаем только газ подземной газификации. Особенное распространение получили в последние годы энерготехнологические комбинаты подземной газификации, в которых осуществляется наиболее экономичное комплексное использование газа.

Кстати, у меня в портфеле есть катушка кинопленки, заснятой на таком комбинате. Если вы позволите, я ее сейчас продемонстрирую».

Гаснет свет, и в комфортабельной кабине стратоплана, с фантастической скоростью пронзающего разреженные слои ионосферы, начинается импровизированный кинофильм. Посмотрим вместе с ними, людьми XXI века, эти стремительные кадры.

…По дороге вдоль зеленеющих посевов движется друг за другом, поблескивая отполированным металлом гусениц, несколько тяжелых машин. Ими никто не управляет, а между тем, достигнув, видимо, заранее намеченного пункта, они останавливаются, а затем начинают какие-то странные манипуляции. Две одинаковые на первый взгляд машины останавливаются друг от друга на расстоянии около сотни метров. Почти одновременно над ними поднимаются легкие, ажурные мачты. Третья машина останавливается посредине между первыми двумя и разбрасывает в стороны широкие крылья.

«Этот комплекс машин — автоматическая установка для подземной газификации, — поясняет инженер. — Дежурный диспетчер комбината, согласно графику разработки пластов, дал этим машинам, снабженным управляющими счетно-электронными устройствами, задание достигнуть определенного пункта и там зажечь пласт. Вот видите, — светлый луч указки удлинил руку инженера и коснулся одной из крайних машин, — это буровая установка, пробивающая скважины токами высокой частоты. Направленный пучок высокочастотных излучений превращает самую прочную породу в мелкий песок. Этот песок выдувается из скважины струей омывающего забой сжатого воздуха. Вот в этой коробке — компрессор, подающий сжатый воздух, а вот здесь, — светлое пятнышко зайчика касалось отдельных деталей машины, — генератор токов высокой частоты».

Машины на киноэкране между тем продолжают свои манипуляции. Проходка скважин идет непрерывно: высокочастотное долото не требует замены, оно не тупится, нет нужды и в наращивании труб: долото и сопло для подачи сжатого воздуха спускаются на гибком шланге, разматываемом прямо с больших катушек На циферблатах приборов управления видны цифры достигнутой глубины скважин — 30, 50, 70, наконец, 100 метров. Видимо, скважины вошли в подлежащий газификации слой угля. Еще несколько манипуляций, и ожила третья машина с широко раскинутыми крыльями. Она медленно двинулась по прямой, соединяющей бурильные установки. Ну, конечно, это машина, фокусирующая пучок высокочастотных излучений под землей, на глубине в 100 метров, «прожигающая» первый штрек между скважинами.

Принцип ее действия прост. Все знают, что если линзу поставить на пути солнечных лучей, она соберет их в одну точку, температура в которой может достигнуть очень большой величины. Но для световых лучей пласты земли непроницаемы, они значительно прозрачнее для некоторых видов радиоволн. Мощный пучок высокочастотного излучения и концентрирует эта машина таким образом, что фокус, в котором развивается высокая температура, оказывается как раз в угольном пласте, глубоко под землей.

— Для нас все это удивительно, — говорит Гаркуша, — а они, люди XXI века, без малейшей тени восхищения будут смотреть на то, как эти машины, совершающие сложнейшие согласованные манипуляции, работают совершенно одни, без управляющих ими людей, выполняя задание, полученное несколько часов назад…

По следу пришедших машин движется еще одна, оставляющая за собой сверкающую нитку стальных труб. Эта стальная труба из эластичных пластинок металла только что была в сплющенном виде свернута в рулон, как пеньковый пожарный шланг И вот конец этой трубы уже подключен к соответствующему патрубку машины.

Трудно разобраться по мелькающим кадрам, несмотря на всю их отчетливость, что же происходит с машинами. Инженер рассказывает о происходящем в самых общих чертах. И, наконец, он сообщает, что пласт подожжен и подземный газ начал поступать на комбинат. Последуем за ним.

«На заре развития газификации, лет 50 назад, — говорит инженер, — газ, поступающий из-под земли при температуре около 600 градусов, сразу же охлаждали речной водой, и это тепло, приобретенное газом в недрах земли, пропадало. Сегодня мы уже не позволяем себе быть столь расточительными. Да, газ мы тоже охлаждаем, — на этих кадрах видно, как птицы безбоязненно сидят на чуть теплом металле трубы, — но охлаждаем в специальных батареях с полупроводниковыми элементами, вырабатывающими электрический ток. Этой тепловой энергии, выносимой газом из подземного газогенератора, с избытком хватает на приведение в действие всех машин и агрегатов комбината.

В зависимости от того, какую основную продукцию имеет задание выпускать комбинат, перестраивается режим идущего под землей процесса и, значит, изменяется состав получаемого газа. Другое: даже редкие и рассеянные элементы, которые иногда входят в состав каменного угля, но которые прежде не умели извлекать из него, теперь получают на наших энерготехнологических комбинатах. В номенклатуре выпускаемой ими продукции— чуть не половина таблицы Менделеева. Да, кроме того, — синтетические красители, жидкое топливо, спирты, удобрения, взрывчатые вещества, пластмассы и многое, многое другое. Все продукты переработки отдельных фракций полученного под землей газа».

На экране — зал заводского музея, где выставлена в банках, пробирках, готовых изделиях продукция комбината. Такому богатству номенклатуры позавидовала бы любая отрасль промышленности середины XX века!

Но не только в цистернах и железнодорожных вагонах вывозят с комбината продукцию: от энергетических цехов, где в камерах газовых турбин дожигают малоценные остатки пришедшего из-под земли газа, тянутся линии высоковольтной передачи. Мы вспоминаем: 50 лет назад почти треть добытого из-под земли угля «съедали» прожорливые топки паровозов. И здесь, в XXI веке, энергия, скрытая в угле, движет по стальным путям стремительные локомотивы. Но это уже не паровозы, которые можно увидеть только в музеях, а более мощные и экономичные электровозы. Продукция комбината уходит с него и по трубам. Если пройти по нитям таких труб, то мы, по всей вероятности, придем в цехи металлургического завода. Домны XXI века работают не на коксе, а на газе. И металл, получаемый в этих удивительных домнах, оказывается несравненно лучше чугуна, который удавалось получать при старом способе. А ведь почти четверть всего угля, добывающегося в нашей стране, в середине XX века перерабатывалось на кокс для металлургических целей…

Стратоплан чуть качнулся и наклонился носом вперед. Пилот повел его на посадку, но из пассажиров этого не заметил никто. На портативном экране, возвышаясь над зелеными зарослями парка, стояло светлое здание, стены которого, казалось, на три четверти сделаны из стекла. К нему и от него вели блестящие ленты труб, не ржавеющие, несмотря на непрерывное пребывание на открытом воздухе. Видимо, люди уже нашли способ не отдавать в жертву коррозии львиную долю добываемого ими металла. Высоковольтные столбы расходились ют него во все стороны, а на платформы, подъезжавшие по линии железной дороги, автоматические погрузчики устанавливали батареи аккуратных ящиков. Вот, сменяя друг друга, мелькают кадры внутреннего вида цехов. В них нет или почти нет людей.

«Это энерготехнологический комбинат-автомат — одно из вершинных достижений нашей техники, техники XXI века», — поясняет инженер…

Кончилась лента, гаснет экран, и почти одновременно колеса стратоплана касаются бетонной площадки аэродрома И мы снова оказываемся в кабинете директора ВНИИ «Подземгаз» и смотрим в умные, чуть прищуренные глаза собеседников, только что раскрывших перед нами одну из страниц будущего.

— Уголь — одно из ценнейших на сегодня ископаемых, — говорит Гаркуша, — в нашем топливном балансе он занимает первое место. Уголь — это топливо электростанций и паровозов. Даже когда паровозы сойдут со сцены — все равно транспорт останется одним из основных потребителей угля. Ведь электроэнергию для питания электровозов тоже будут вырабатывать тепловые электростанции. Почти четверть добываемого у нас в стране угля потребляет металлургия. Без угля нет главных металлов современности — чугуна и стали. Все больше угля требуется для нужд химической промышленности. Ведь уголь, поступивший на химический завод, — это жидкое горючее и красители, лекарственные вещества и пластмассы, масла и парфюмерные изделия. И впредь будет расти и расти в нашей стране добыча каменного угля. Но настанет день, и шахтную добычу повсеместно заменит подземная газификация. Ибо подземная газификация сможет с блеском удовлетворить всех сегодняшних потребителей угля сырьем еще более высокого качества, чем уголь, — газом требующегося состава.

Действительно, применение газа подземной газификации на электростанциях— вещь необычайно выгодная. Отпадает необходимость в громоздких складах горючего, улучшается санитарное состояние, растет коэффициент полезного действия. То же самое наблюдается и на железных дорогах при переходе с паровозной тяги на тепловозную. Но оказывается, что и металлурги предпочли бы строить домны, рассчитанные на работу с газообразным, а не твердым горючим. И химики ничего не имеют против того, чтобы получать газ, а не твердый уголь.

— Блистательная идея Менделеева, так горячо поддержанная Лениным, — говорит Николай Ананьевич Федоров, заканчивая беседу, — только первая из многих идей, которые сделают ненужной для человека работу под землей. Что в XXI веке не будет угольных шахт, мы убеждены совершенно. И хотя мы менее знакомы с перспективами развития других отраслей горной промышленности, мы думаем, что через 50 лет отпадет необходимость и в железорудных, и в меднорудных, и в соляных шахтах. Ведь бесшахтным способом уже в наше время добывают серу: нагнетают по скважинам под землю перегретый пар, который плавит ее, и желтую тяжелую жидкость выкачивают по трубам. Бесшахтным способом добывают поваренную соль, опять-таки накачивая в скважины воду и выкачивая крепкий рассол. Вероятно, аналогичным способом, подавая по скважинам соответствующие кислоты или щелочи, будут растворять и руды других элементов, необходимых народному хозяйству.

Но, так или иначе, тяжелый труд людей под землей будет ликвидирован.

 

---

Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 194; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!