В поисках «энергетической капсулы»
Нурбей ГУЛИА
Нурбей Владимирович Гулиа – профессор, доктор технических наук, рассказывает в своей книге о работе над созданием эффективного накопителя энергии – «энергетической капсулы», которая позволила бы людям действительно по-хозяйски, бережно использовать энергию, даваемую нам природой. Читатель познакомится с различными типами энергетических накопителей, которые верно служат человеку сегодня, узнает, какие перспективы сулит в будущем применение супермаховичного накопителя энергии, первую модель которого построил автор.
• Об этой книге
Оглавление
Введение. Начало мечты
Часть I. Энергетические искушения
• Поднять, растянуть, накачать?
• «Капсула» разогревается
• Электрическая «капсула»
Часть II. Держу мечту!
• Мечте – 5500 лет!
• Вот она, моя «капсула!»
• «Капсулу» – в упряжку!
Если хочешь быть счастливым...
Об этой книге
Проблема накопления энергии – одна из важнейших научно-технических проблем современности. Во всех промышленно развитых странах мира ведется научный поиск в этом направлении. Еще бы – топлива становится все меньше, энергия дорожает с каждым днем, а накопитель энергии мог бы основательно помочь в ее экономии.
Действительно, сейчас мы используем подавляющее количество энергии в момент ее выработки. А если бы человечество обладало эффективным накопителем энергии, той «энергетической капсулой», которую ищет автор книги, то можно было бы запасать энергию впрок, как бы передавать ее во времени. Трудно переоценить, какие выгоды дало бы человечеству использование «энергетической капсулы». Вместо двигателей на автомобилях стояли бы накопители, запасающие дешевую и экологичную – безвредную для природы – энергию мощных электростанций. Сами электростанции могли бы запасать в огромных накопителях энергию ночью, когда она очень дешева, и расходовать ее в часы «пик». Энергия транспортных машин не переходила бы бесцельно в нагрев тормозов, а, проходя через накопитель, использовалась бы снова и снова. Ведь не секрет, что сейчас около половины энергии, вырабатываемой двигателями городских транспортных машин – автомобилей, автобусов, троллейбусов, поездов метро, – бесполезно «гасится» в тормозах. Нетрудно представить, сколько энергии, горючего можно было бы сохранить в этих машинах с помощью накопителя.
Есть и другая сторона этой проблемы: проходя через накопитель, энергия становится как бы экологичнее, безвреднее для окружающей среды. Двигатели транспортных машин работают в этом случае гораздо равномернее, и вредность их отработавших, выхлопных газов в несколько раз меньше, чем обычно.
Помимо сказанного, «энергетическая капсула» нашла бы себе применение и в грузоподъемных машинах, и в авиации, в космических станциях, и в буровых установках, а также во многих и многих других случаях, которые кратко и не перечислить.
Автор книги – профессор, доктор технических наук Н.В. Гулиа еще с юных лет увлекся поиском «энергетической капсулы» и до сих пор, как мне известно, верен этому поиску. Все это он честно и правдиво описывает в своей книге, не скрывая ни ошибок, ни заблуждений. В этой жизненности, наряду с научной достоверностью, основная ценность книги. Автор рассказывает о своем пути в науку, о своих находках и неудачах, которые, в общем, свойственны любому человеку, ведущему научный поиск.
И «капсула», которую он под конец все-таки находит, – это его детище, о котором он просто не в силах писать беспристрастно.
Н.В. Гулиа делает вывод о том, что «энергетическая капсула», которую он нашел, – супермаховик. Думается, такая его позиция в данном случае вполне оправданна. Во-первых, он, как создатель первой модели супермаховика, естественно, в той или иной мере склоняется в его сторону. А во-вторых, супермаховик объективно не имеет себе равных по перспективам накопления энергии. Если несколько лет назад это признавали только энтузиасты маховиков, то сейчас супермаховик признан в кругах специалистов повсеместно. Исследование этого типа накопителей энергии достаточно широко развернуто и у нас в стране, и за рубежом. Так, ряд вопросов, связанных с супермаховичными накопителями, разрабатывается в Институте машиноведения Академии наук СССР им. академика А.А. Благонравова.
Надо сказать, что автор достаточно подробно, с любовью описывает другие типы накопителей, подчеркивая их достоинства и отмечая недостатки. При этом он называет и причину, по которой он не занялся поиском в том или ином направлении, причем причину субъективную, не умаляя объективных достоинств того или иного типа накопителя. Это придает изложению правдивость, так как мы видим живого человека в его поиске, сомнениях, возможно, и в субъективных воззрениях, а не сухую схему.
Я надеюсь, что среди юных читателей этой книги будут и такие, которые проложат свой путь и сделают свои, быть может, совершенно необычные открытия в увлекательном поиске «энергетической капсулы».
Директор Института машиноведения АН СССР им. академика А.А. Благонравова, член-корреспондент АН СССР
К.В. Фролов
Введение. Начало мечты
Введение, в котором автор вспоминает, как он, разочаровавшись в ряде других занятий, пришел к решению посвятить себя поиску «энергетической капсулы», не подозревая, каким трудным, но увлекательным делом это окажется и сколько подводных камней и побед ждет его на этом пути.
Кто в юности не мечтает сделать выдающееся открытие, изобретение? Кто не хочет удивить современников и жить в памяти потомков? Вот с этих честолюбивых замыслов и начал я свое знакомство с «энергетической капсулой».
Предыдущие мои попытки поразить мир – игра на скрипке, сочинение стихов – кончались глубоким, почти летаргическим сном слушателей. Занятиям гиревым спортом был положен конец жильцами нижнего этажа, а увлечению химией взрыва – всеми соседями сразу.
Печальнее всего закончилась для меня попытка обрадовать человечество открытием в области медицины. Создав «чудодейственное» средство от облысения в двух составах, один из которых нужно было намазать, а другой – выпить, я решил испробовать его на себе. Побрив голову, я приступил к опыту и сразу же был доставлен в больницу. Мне казалось, что голова начала переваривать пищу, а в желудке выросла шевелюра. Вероятно, в волнении перепутал составы...
Вопреки ожиданиям врачей я все-таки выжил. И по совету знакомых стал готовить себя в инженеры. Мол, раз таланта нет, единственный выход – в инженеры!
Но так посмеет думать кто угодно, только не сами инженеры, особенно хорошие. Плохие инженеры, конечно, могут так рассуждать. Это облегчает их трудную жизнь. А я был просто поражен тем простором для поиска интересных идей, который открывает нам техника.
Однако простор – это и хорошо и плохо. Хотелось заняться не пустячной, а чрезвычайно важной, «глобальной» проблемой. Начались муки выбора.
Французский философ Буридан якобы утверждал, что если голодного осла поставить на равном расстоянии от двух одинаковых кучек сена, то он умрет от голода – не сможет выбрать, с которой начать. Конечно, обычный живой осел так не поступит, если он не совсем уж «осел».
Я же рассуждал так. Что нужнее всего для существования человечества? Что будет дорожать с каждым днем? Что нельзя заменить ничем другим? Что не потеряет своей важности для людей, если они даже переселятся на другие планеты? И ответ на все эти вопросы у меня нашелся один – энергия. Стало быть, ею и надо заниматься.
Однажды, правда, я уже «обжегся» на энергии – пытался построить вечный двигатель. Но желание свести с ней счеты у меня не пропало. Я представлял себе, что получать энергию, сжигая горючее, по меньшей мере, неперспективно. Горючее рано или поздно кончится, и замрут двигатели, тепловые электростанции, пропадет труд ученых, инженеров и рабочих, затраченный на создание этих машин. Я знал, что запасов горючего человечеству хватит ненадолго, особенно нефти. Не успеешь и состариться, а нефти уже нет. Кроме того, топливо, сгорая, сильно загрязняет атмосферу. А мне очень не хотелось вступать в конфликт с природой. Я понимал, что выиграть в этом споре нельзя.
Можно, конечно, получать энергию от поистине вечных и к тому же безвредных для природы источников. Огромные, практически неисчерпаемые запасы ее таят в себе ветер, реки, морские приливы и течения, внутреннее тепло Земли. Немалые надежды возлагают на использование атомной и термоядерной энергии. Несмотря на грозные названия «атомная», «термоядерная», такая энергия намного безопаснее для человека и природы, чем та, которую получают сжиганием горючего.
И все-таки самой главной, естественной и вечной «электростанцией» служит для нас Солнце. Это его энергия «законсервирована» в ветре, в течениях рек и океанов и в том же горючем. Она посылается нам Солнцем независимо от того, хотим мы этого или нет. Так уж лучше брать ее, чем отказываться. Только надо еще суметь сделать это!
Словом, энергии вокруг нас хоть отбавляй. Но смогли бы мы использовать это море энергии, если бы не научились передавать ее на расстояние – по проводам?
Трудно даже вообразить, что бы мы все делали без электричества. Пришлось бы вырабатывать энергию на том же месте, где предполагалось ее использовать. Наши квартиры освещались бы свечами, отапливались бы печами. А в гости мы ездили бы на лошадях или паровиках...
Впрочем, сегодняшние автомобили в этом отношении не ушли далеко от своих предков – паровиков. Ведь энергия вырабатывается их двигателем из горючего прямо на самом автомобиле. Насколько он отстал, этот маленький автомобильный двигатель, не только от солнечной или атомной электростанции, но даже от обыкновенной тепловой – ТЭС! Он намного дымнее, шумнее, прожорливее. Если, конечно, сравнивать все эти качества при одном и том же количестве выработанной энергии.
А использовать дешевую и безвредную энергию электростанций на автомобилях нельзя – не привязывать же автомобиль к станции проводами! Тракторы, комбайны, самолеты и многие, многие другие машины разделяют судьбу автомобиля – им самим приходится «добывать» для себя энергию, хотя это совсем не выгодно.
Значит, надо научиться передавать энергию без проводов, вроде как по радио. Да дело и не только в этом. Выработка и потребление ее далеко не всегда совпадают по времени. Днем светит Солнце – пожалуйста, используй его энергию. А наступил вечер, откуда ее взять для освещения? Работает крупная электростанция, освещает город. Вечером нагрузка на нее огромна – в каждом окне свет. Ночью свет погашен – не останавливать же станцию.
У автомобиля тут преимущество: не нужно ехать – выключай двигатель. Но хорошо ли это? Двигатель должен работать, а не стоять и ржаветь. А куда девать его энергию, если автомобилю она в это время не нужна?
Выходит, недостаточно передавать энергию на расстояние, даже если это делать без проводов. Надо еще уметь «переносить» ее во времени! Тогда все проблемы обеспечения людей энергией будут решены.
Вот это задача, ею стоит заняться!
И я решил изобрести этакую «энергетическую капсулу», которую можно было бы «заряжать» энергией, а затем использовать как бензобак. В отличие от бензобака, в моей «капсуле» должна накапливаться исключительно безвредная для человека энергия. И не так мало, как в автомобильных аккумуляторах, а столько, сколько, например, в том же бензобаке. Ведь не секрет, что тяжелый автомобильный аккумулятор содержит в себе энергии не больше, чем в рюмке бензина...