О чем писали в Советских журналах в 1947 году (ч.4)

КАК ЧЕЛОВЕК ЗАГОВОРИЛ

КАК к воздуху, которым мы дышим, привыкли мы с детства к нашей родной речи — русскому языку. Слушая слова матери, мы учились не только мыслить, но и чувствовать, привыкли не только говорить, но и переживать радость и горе.

Родная речь для нас одновременно и мысль, и чувство, и повод к действию. Правильное и во-время сказанное слово способно поднимать людей на подвиг. Вооруженные словом Ленина, народы России свергли власть помещиков и капиталистов. Воодушевленные словами Сталина, народы Советского Союза изгнали с родной земли немецко-фашистских захватчиков.

Русский язык — один из богатейших языков мира. В нем сотни тысяч слов, то глубочайших по мысли, то нежнейших по чувству, то твердых и гибких как сталь, способных будить мысль и волновать сердце.

«Карл V, римский император, — писал Ломоносов, — говаривал, что ишпанским языком с богом, французским с друзьями, немецким с неприятелями, итальянским с женским полом говорить прилично. Но если бы он российскому языку был искусен, то, конечно, к тому присовокупил бы, что им со всеми оными говорить пристойно, ибо нашел бы в нем великолепие ишпанского, живость французского, крепость немецкого, нежность итальянского, сверх того богатство и сильную в изображениях краткость греческого и латинского языков».

На русском языке писали величайшие поэты Пушкин и Лермонтов, искуснейшие мастера прозы Толстой и Горький, тонкие ценители красоты Белинский и Чернышевский. На русском языке написаны труды глубочайших мыслителей и вождей трудящихся — Ленина и Сталина.

МЫСЛЬ В ОДЕЖДЕ ЗВУКА

СТ ЗЫК неотделим от мысли. На каком бы языке человек ни говорил, он мыслит словами. Думая, человек не только рисует в мыслях предметы своих дум, но и мысленно называет их словами. Даже во сне люди часто двигают губами. Следовательно, не только речь, но и мысль человека членораздельна.

Мысль может быть выражена не одними звуками. Можно говорить движениями рук и тела, рисунками; можно объясняться, указывая на какие-либо предметы. Глухонемые, например, выражают свои мысли движениями рук и пальцев. Но и во всех этих случаях работа нашего мозга тесно связана с каким-нибудь способом наружно выражать свои мысли. Ученые, наблюдавшие глухонемую и слепую от рождения девушку, заметил, что она во время сна продолжала шевелить пальцами.

Работа мозга у человека тесно связана со способностью речи. Великий английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин сказал: «Длинная и сложная нить мысли не может развиваться без помощи слов, как длинное вычисление без употребления формул и алгебраических знаков».

Из всех способов людей сообщаться друг с другом только звуковая речь смогла стать достоянием всего человечества и превратиться в могучее орудие культуры. Человеческая речь — это сама мысль, одетая в одежду звука. Наш родной язык — это наше сознание, воплощенное в звуках. От мысли к речи — лишь один шаг. Недаром Ленин называл любое грамматическое предложение «ячейкой», «клеточкой» человеческой мысли. Ведь отдельное предложение — это простейшая целая мысль, выраженная словами.

«Непосредственная действительность мысли — это язык», писали Маркс и Энгельс. В этих словах выражена самая суть языка.

МИРОВЫЕ ЯЗЫКИ

ЯЗЫКОВЕДЫ подсчитали, что на свете — от двух до трех тысяч языков. Некоторые из них распространены столь мало, что их понимают лишь сотни людей. Но есть мировые языки, которые распространены в нескольких частях света.

Русский язык называется мировым потому, что он распространен не только в СССР, но и во многих других странах. Русский язык изучают во всех славянских странах. В Чехии и в Болгарии он давно введен в средних школах. Сейчас, после Великой Отечественной войны и победы над фашизмом, популярность русского языка в странах Восточной Европы возросла еще сильнее. Его изучают теперь и в Румынии и в Финляндии. Многие ценители советской и русской культуры изучают русский язык также в Англии и Франции. Русский язык издавна распространился и на Востоке. Благодаря торговым сношениям его знают в Северном Иране. Много людей, умеющих говорить по-русски, — в Монголии, Синцзяне и Маньчжурии. А переселенцы еще в давние времена занесли его в США и в Канаду.

Даже в 1926 году (более свежих данных, к сожалению, пока нет) русский язык на земном шаре, по самым приблизительным подсчетам, употребляли более 250 миллионов человек. Из них 90 миллионов человек употребляли его как родной язык, остальные пользовались им, как вспомогательным международным языком, наряду со своей родной речью. С 1926 года, несомненно, распространенность русского языка во всем мире сильно возросла, вместе с ростом популярности и значения первой в мире страны социализма.

На другом мировом языке — английском, — как на родном, говорит населенне Англии, США и английских доминионов: Австралии Нозой Зеландии, Южной Африки, Канады. В качестве международного английский язык довольно распространен в Индии, Китае, Египте и в странах Ближнего Востока. Всего английским языком пользуются около 540 миллионов человек. Родным же его считают 170 миллионов человек, в том числе 106 миллионов— американцы в США и 47 миллионов — англичане в самой Англии.

Среди менее распространенных мировых языков — французский. На земном шаре им пользуется около 107 миллионов человек, в том числе родной он для 45 миллионов челоиек, проживающих во Франции, Бельгии, на западе Швейцарии, на острове Гаити и отчасти в Канаде, США и в Северной Африке.

Есть межд. народные языки и на Востоке. Один из крупнейших в мире языков — китайский. Правда, он распространен тол .ко в самом Китае, да и там делится на стол ~ ко наречий, что даже сами китайцы, жители одних провинций, не вполне понимают жителей других провинций. Однако в Китае есть язык, который понятен каждом, грамотному человеку. Это язык так называемых иероглифов — письменных знаков, которым пишут китайцы.

Иероглифы — это очень сложные рисунки, состоящие из штрихов. Каждый иероглиф обозначает целое понятие. Например, понятие «лошад.» по-китайски пишется одним таким знаком, 1.онятие «человек» — другим и т. д. Иероглифы можно читать, и не зная их литературного произношения. Когда китайцы или другие народы Дальнего Востока не могут понять друг друга в устной речи, они обмениваются записками и таким образом молча разговаривают друг с другом.

Из Китая письмо китайских иероглифов проникло еще в глубокой древности в Корею, где и сейчас применяется наряду с национал нэй письменностью, а из Кореи в начале V века нашей эры — в Японию, которая до этого еще была дикой, некультурной страной и не имела письменности.

Распространилась китайская письменность также и в части Индокитая. Таким образом, письменный язык китайских иероглифов стал своего рода международным языком на Дальнем Востоке, понятным грамотным людям во многих странах.

Второй международный язык на Востоке — арабский. На араГском языкг. как на родном говорит около 40 миллионов человек в Марокко, Египте, Сирии. Аравии, Ираке. А с тех пор, как этот язык сделался языком религии мусул ман (на нем написана их священная книга коран), он распространился по всему Ближнему Востоку. Всего арабским языком как международным пользуется до 200 миллионов человек в различных странах. МЕЖДУНАЦИОНАЛЬНЫЕ И МЕЛКИЕ ЯЗЫКИ

L/1 РОМЕ международных, есть на свете языки с более 1 ограниченным распространением. Они почти не изучаются другими национальностями. Пользуются ими преимущественно только как родными. Однако каждый из них распространен не в одной, а в нескольких странах. К таким межд^национальным языкам относятся: испан-скии, на котором, кроме Испании, говорят все страны Латинской Америки, за исключением Бразилии, португальски.!, на которим, кроме маленькой Португалии, говорит самая большая республика Южной Америки — Бразилия, и голландский, применяемый в самой Голландии и на Малайских островах.

Что же касается немецкого языка, на котором прежде говорило до 80 миллионов человек в Германии, Австрии, Швейцарии, отчасти в Чехословакии и Польше и в оыв-ших немецких колониях в Африке, то теперь он перестал быть международным языком. В результате чудовищных преступлений гитлеровской Германии, которая пыталась не только уничтожить все языки, кроме немецкого, но и поработит., все миролюбивые народы, немецкий язык потерял свое былое значение. После окончательной победы над германским фашизмом распространение немецкого Яоыка настолько >меньшилось, что из международного он почти стал уже просто национальным языком.

Переходя от самых крупных языков в мире к самым мелким, мы наблюдаем во всех более или менее отсталых и глухих уголках мира огромную пестроту языков. Даже в сравнительно культурной Индии 3i9 миллионов населения (по переписи i921 года) говорят на 223 языках.

Еще мельче языки в Африке: 50 миллионов наиболее культурных негров — банту — говорят на 75 языках; следов.1тельно, одним языком пользуется в среднем около 600 тысяч человек. Менее культурные суданские негры говорит на 435 языках, а насчитывается их до 45 миллионов. В среднем одним языком у них пользуется всего около 100 тысяч человек.

Но особенно много мелких языков и наречий среди коренных жителей Южной и Северной Америки, так называемых индейцев, а также в Австралии, на острове Новая Гвинея и т. д. В Северной Америке известно около 100 языков и наречий индейцев, причем на каждом из них в среднем говорит только по нескольку тысяч человек. В Австралии насчитывают сейчас около 50 тысяч человек коренных австралийцев. Они дробятся на несколько сот племен, и каждое племя говорит на особом языке. Для взаимного общения здесь существуют общие для многих племен языки жестов, похожие на речь наших глухонемых.

Известный русский путешественник Миклуха-Маклай, который первым из европейцев посетил остров Новая Гвинея и провел много времени среди жителей этого острова — папуасов, рассказывал, что обитатели двух деревень, между которыми всего один час ходьбы, часто не понимают друг друга. И ему, отправляясь на расстояние более суток, приходилось брать с собой по нескольку переводчиков и разговаривать с жителями через их цепочку: каждый из них переводил другому вопросы и ответы, пока это не доходило до самого Миклухи-Маклая.

Такое дробление на языки и наречия характерно для самых диких и первдбытных племен на земле: чем менее культурно население, тем более у него языков и тем мельче эти языки.

МЕРТВЫЕ ЯЗЫКИ l^POME живых, на земле есть и мертвые языки. Таков, например, латинский язык, на котором говорили жители древнего Рима. Древний Рим завоевал в свое время все страны побережья Средиземного моря. Язык древних римлян — латинский язык — сделался международным языком во всем древнем мире. К началу средних веков не осталось населения, которое бы говорило на латинском языке как на родном. Однако латинский язык продолжал существовать. На Западе его взяла под свое покровительство католическая церковь. Все богослужебные книги ее писались на латинском языке. А так как возле церкви тогда начала зарождаться наука, то и языком средневековой науки стал латинский язык. В университетах Западной Европы до XIV—XV веков лекции студентам читались исключительно на мертвом латинском языке.

Все научные сочинения до XVII века и даже позднее писались только на латинском языке. Поэтому до сих пор латинские слова употребляются во многих науках — в медицине, ботанике, зоологии и др.

К таким же мертвым языкам, но сохраняющим еще большое значение благодаря богатству литературы, которая осталась на них, относятся древнегреческий, на котором написаны произведения великих философов и писателей древней Греции, древнееврейский, на котором написана библия, священная книга евреев и христиан, санскритский, древний язык Индии, на котором написаны священные книги буддистов и индусов, наконец, старославянский язык, на котором написаны первые книги славянских народов.

Однако есть и такие языки, на которых не сохранилось никакой литературы. От них осталось только несколько надписей, вырезанных каким-нибудь древним царем на скалах в память о своих подвигах. Такие языки приходится изучать историкам, чтобы по этим надписям узнать о самом древнем периоде истории человечества. Таков этрусский язык, надписи на котором в Италии ученые до сих пор не могут как следует прочитать. До XVIII века на левом берегу Нижней Эльбы сохранялся славянский язык, так называемый полабский. На берегу озера Севан и в других местах Советского Союза сохранились памятники халдского языка. Клинописные надписи на нем видны очень высоко на прибрежных скалах, и удивительно — как туда могли забраться люди, чтобы высечь эти надписи! Халдские надписи — самый древний письменный источник по истории народов нашей Родины.

Наконец, есть и такие мертвые языки, о которых мы знаем, что они существовали, но на которых не осталось ни надписей, ни литературы. Известно, что в центральной и северной Германии к востоку от реки Эльбы первоначальное население было сплошь славянским. Об этом говорят названия городов и фамилии коренных местных жителей. Известно, что названия всех крупнейших немецких городов к востоку от Эльбы происходят от славянских имен. Таковы, например, Берлин, Дрезден — Драждяны (от славянского слова «дрязга» — лес), Лейпциг — Липск (от слова «липа»), Штеттин — Щетино, Иена — Една и т. д. Наконец, фамилии таких известных немецких философов и ученых, как Лейбниц, Кант, Вирхов, таких генералов, как Зейдлиц, Клаузевиц и др., происходят несомненно от славянских слов. Кант, например, по-польски и сейчас произносится «конт», что значит «кут», то есть угол.

ВЕЛИКОЕ МНОЖЕСТВО ЯЗЫКОВ

ПСЛИ подсчитать все мертвые языки, то окажется, что две с лишним тысячи живых, современных Языков — цифра сравнительно небольшая. Мертвых языков, на которых уже не говорят, было во много раз больше. Таким образом, пестрота языков, которые существуют и применяются сейчас, ничтожна по сравнению с великой пестротой существовавших прежде, ныне отживших языков.

Но сколько бы языков ни было на земле, как бы дробны и неразвиты они ни были, каждый из них может служить орудием культуры, на каждом можно развить письменность. В нашей стране только после Октябрьской революции многие народы получили свою письменность и литературу. Раньше они не имели ее. На многих языках впервые прозвучали слова Ленина и Сталина, слова мировых писателей Пушкина, Шекспира, Мольера и др.

Среди наших прежде угнетенных национальностей появились свои писатели и поэты — Джамбул у казахов, Сулейман Стальский у лезгин и т. п. Впервые на основе развития социалистического общества, в результате Ленинске — сталинской национальной политики, в нашей стране явилась возможность осуществить равноправие всех народов и языков. На каком бы языке ни говорили граждане необъятного Советского Союза, как бы ни отличались их слова по своему звучанию, выражают они одно: бесконечную преданность делу строительства коммунизма в нашей стране, делу Ленина-Сталина.

Но если это так, если на любом языке можно выражать одни и те же мысли, одни и те же чувства, одни и те же переживания, то откуда же произошло все это великое разнообразие языков? Почему люди не говорят на одном языке? Ведь тогда все могли бы без труда понимать друг друга. А между тем мы видим как раз обратное. Чем больше люди нуждаются в том, чтобы понимать друг друга, тем больше у них языков.

Чтобы объяснить это, необходимо ответить на основной вопрос: как люди научились говорить?

ГОВОРЯТ ЛИ ЖИВОТНЫЕ?

ЧЕЛОВЕК происходит от животных. Современная наука показала это совершенно точно. Нельзя ли предположить, что и человеческая речь тоже развилась из какой-то речи, которая, может быть, существует у животных?

Наиболее близко к человеку по строению тела и умственному развитию стоят обезьяны, а из обезьян — человекообразные обезьяны: шимпанзе, орангутаны и другие. Поэтому многие ученые старались выяснить, не говорят ли обезьяны, нет ли у них языка.

Уже Дарвин отмечал, что многие обезьяны издают звуки, способные привести других обезьян в то же настроение духа, которое они сами переживают, — веселое, тревожное и т. п. Количество таких звуков у обезьян довольно велико, во всяком случае больше, чем наблюдается у самых умных домашних животных.

Один американец, некий Гарнер, всю свою жизнь посвятил изучению вопроса, есть ли у обезьян язык. Он многие дни и ночи проводил в зверинцах, заходил в клетки, наблюдал за обезьянами целые часы, даже научился, по его словам, «разговаривать» с ними, то есть научился подражать им и произносить такие же звуки, как они. Однако при всем своем увлечении он пришел к выводу, что «обезьяны вообще не ведут связного разговора; их речь обыкновенно ограничивается одиночными звуками или криками, которые повторяются одинаковым образом. Предполагать же, что их разговор разработан … — это значит утверждать безрассудное».

Лет двадцать назад много внимания уделил изучению этого вопроса американский ученый Роберт Иеркс. Он привлек даже одну пианистку, чтобы она помогла ему записать на ноты обезьяньи звуки. В 1925 году Иеркс выпустил книгу «Понятливость шимпанзе и ее звуковые выражения». К книге был приложен «словарь» обезьяньего языка, вернее — обезьяньих выкриков. Оказалось, что шимпанзе, которые попадают >в неволю в раннем возрасте и воспитываются среди людей, обладают способностью произносить до 30 разных звуков, похожих на наши слоги. В выкриках шимпанзе уже слышится нечто вроде человеческих звуков: гласных и согласных. Например, обезьяны Иеркса издавали звуки, похожие на согласные «м», «г», «к», «нг», а также гласные вроде: «а», «у» и другие.

Конечно, словами такие выкрики назвать нельзя, потому что обезьяны произносят их только для выражения своих мимолетных чувств и настроений. Но можно сделать один интересный вывод. Раньше ученые думали, что обезьяны не могут произносить согласных и гласных, которые образуются с помощью языка, потому что нижняя челюсть их лишена подбородка (у обезьян нижняя челюсть впереди скошена по прямой линии). Наблюдения Иеркса полностью опровергли это мнение. Обезьяны могут произносить согласные и гласные звуки, весьма близкие к звукам человеческой речи, хотя и не так четко и внятно.

К такому же заключению пришла и русская исследо— вательница Лодыгина-Коте, которая воспитывала в Москве малолетнюю обезьяну шимпанзе вместе со своим ребенком.

Иеркс и Лодыгина пришли к выводу, что обезьяны легко подражают любому движению человека. Если человек сидит или стоит, то обезьяны нарочно передразнивают его, копируя все движения. Благодаря этому их легко научить вести себя в обществе подобно человеку: садиться за стол, брать в руки салфетку, есть ножом и вилкой и т. д.

Многие чувства обезьяны выражают точно так же, как и человек. От гнева они сжимают кулаки, стучат ими, топают ногами.

Иногда они как бы «плачут» и «смеются»: в глазах у них появляются слезы от боли; они хихикают, когда их щекочут. Обезьяна может подавать звук голоса, придавая ему умоляющий или угрожающий тон. Но выяснилось также, что, в отличие от попугая, обезьяна не может подражать звукам человека. Не было случая, говорят Иеркс и Лодыгина, чтобы обезьяна повторила звуки, которые произносил перед ней человек. Иеркс даже специально поставил перед собой цель — научить обезьяну произносить самые простые слоги, например «папа», «коко», «нана». В течение многих недель он терпеливо произносил перед обезьяной эти звуки. Он пытался научить ее добровольно произносить их, давая ей понять, что вслед за произнесением, например, слогов «папа» отворится дверца специально устроенного ящика, из которого она сможет достать фрукты. Обезьяна, думал Иеркс, догадается в конце концов, что ей надо произнести «папа», чтобы получить фрукты. Несмотря на то что этот опыт повторялся много недель подряд, обезьяна ни разу не произнесла вслед за человеком самого простого сочетания слогов.

Таким образом, даже, самая умная обезьяна добровольно не подражает звукам человеческой речи. И все же оказалось, что с помощью специальной дрессировки обезьяну можно научить произносить слова. Этим занялся американский исследователь Фернесс. Чтобы научить своего орангутана произносить такие слова, как «мама» или «папа», Фернесс приближал свои губы вплотную  губам орангутана и произносил слово. При этом обезьяна чувствовала, как двигаются человеческие губы. Фернесс бился ровно шесть месяцев — изо дня в день. Но по истечении шести месяцев обезьяна стала произносить слово «папа». Фернессу казалось даже, что она стала понимать значение этого слова. На самом деле она, конечно, не понимала этого, а просто восприняла слово как кличку своего хозяина. Фернесс научил затем свою обезьяну произносить слово «кеп» — по-английски «чашка». И когда она однажды заболела, Фернесс уверял, что она специально произнесла это слово для того, чтобы ей подали пить.

Другие американские ученые, супруги Кэллог, тоже научили свою обезьяну шимпанзе произносить слово «папа». Следовательно, случаи обучения обезьян произношению человеческих слов не единичны. Но что же эти случаи показывают? Можно ли обезьяну научить говорить, как говорит человек?

Все эти случаи доказывают только, что обезьяну нельзя научить говорить по-настоящему. Если обучение слову «папа» потребовало целых шесть месяцев, то сколько слов может выучить обезьяна за всю свою жизнь? В человеческом языке много тысяч слов. А обезьяны редко долго живут в неволе. В лучшем случае обезьяна, если она преждевременно не умрет, выучит 10—12 отдельных слов за всю свою жизнь. Но ведь человек говорит не только словами, а целыми предложениями. Человек выражает сложные мысли и произносит длинные фразы. Значит, научить обезьяну настоящей человеческой речи невозможно.

ОБЩЕСТВО, МЫШЛЕНИЕ, ЯЗЫК /СЛЕДОВАТЕЛЬНО, опыты подтвердили, что хотя обезьяна и способна произносить человеческие звуки — гласные и согласные, но к языку, к речи все-таки неспособна.

Дело в том, что наш язык есть прежде всего средство выражать мысль. Когда мы говорим, мы как бы одеваем нашу мысль в одежду звуков и делаем ее доступной для всего общества. Поэтому человеческой речи можно научиться лишь тогда, когда у животного появляется мысль. Без мысли не может быть и речи.

Человеческий язык начинается не с отдельных слогов или звуков. Слоги и звуки сами по себе никакой мысли еще не выражают. Чтобы выразить самую простую мысль, мы должны сказать целое предложение, в котором выражается эта мысль. Значит, человеческая речь начинается не со звуков, а с целых предложений. Это впервые отметил знаменитый русский языковед Буслаев. Он писал в 1875 году в своей книге «Историческая грамматика русского языка»: «Из истории всякого языка убеждаемся, что первоначальная форма, в которой выразился дар слова, есть уже целое предложение, что совершенно согласно с истинным назначением слова передавать мысли членораздельными звуками, ибо только в целом предложении мысль может быть выражена».

Следовательно, даже у наиболее развитых животных, у человекообразных обезьян, не может быть человеческой речи, потому что у них нет мышления, нет и общества, а без общества и мышления не может существовать и язык.
(Окончание следует.)

 

АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА

ТЫСЯЧА восемьсот девяносто седьмой год… Тихо на улицах старой Калуги. Плавно струится в живописных берегах полноводная красавица Ока. На окраине города в маленьком домике живет и работает местный учитель физики Константин Эдуардович Циолковский.

Одна из двух комнат маленькой квартиры служит ему лабораторией, мастерской и спальней. В комнате так тесно, что для кровати уже нет места, и Циолковский спит на верстаке.

Полет. Вот что больше всего волнует ученого. Над этим вопросом он работает давно, упорно проектируя гигантский цельнометаллический дирижабль.

Ряд моделей стоит на столе. Они уже подтвердили некоторые расчеты и выводы, но главное остается неизвестным — какими же будут величины сил, действующих на них в полете? Во время полета любого летательного аппарата воздух, встречаясь с ним, тормозит его движение. Эту вредную силу воздуха называют лобовым сопротивлением. Ее-то и начал изучать Циолковский.

Циолковский не был первым в деле изучения законов сопротивления воздуха. Еще за пятьдесят лет до него русский моряк Черносвитов, проектировавший воздушный корабль, занялся этим вопросом,

Черносвитов использовал метод, применявшийся в морском деле. Там .перед постройкой корабля протаскивали его маленькую модель в бассейне, чтобы изучить сопротивление, оказываемое ему водой. Черносвитов, протаскивая модель воздушного корабля в воздухе, изучал возникавшее при этом лобовое сопротивление. Циолковский поступил иначе. Необязательно двигать модель в неподвижном воздухе. Можно, наоборот, сделать модель неподвижной, поместив ее в набегающем потоке воздуха. Ведь для рождения силы сопротивления важно только, чтобы тело перемещалось относительно воздуха. Мысль о таком более удобном способе исследования была заимствована из трудоа знаменитого химика Менделеева.

Для первых опытов Циолковский использовал естественный поток — ветер. На крыше своего маленького домика он разместил параллельно две трубы, диаметром 25 и длиною 75 сантиметров каждая. В одной из труб устанавливалась плоская пластинка, в другой — модель, подвергавшаяся испытаниям. Модель и пластинка соединялись между собой стержнем, который в своей средней части закреплялся на острие и мог вращаться в горизонтальной плоскости. Когда силы сопротивления модели и пластинки, действовавшие на концы стержня, были одинаковы, система находилась в равновесии. Если же равенства не было, то под действием большей силы стержень поворачивался.

Даже такое грубое, несовершенное устройство убедило Циолковского в правильности его предположений и показало, что он находится на правильном пути. Тогда Циолковский развил свою идею дальше. Он отказался от услуг ветра, который все время менял свою силу и направление, и решил создать искусственный поток воздуха, скорость которого можно было бы регулировать. Так родилась идея аэродинамической трубы.

«Воздуходувка», как назвал .; 1 Константин Эдуардович построенную им машину, имела лопастной вентилятор, приводившийся во вращение грузом до 10 килограммов. Движение лопастей гнало воздух. В потоке воздуха, выходившем из устья прибора, ученый устанавливал модель.

Циолковский знал, что в естественных условиях летательный аппарат обтекается плавными струями воздуха. Такие же условия надо было создать и для модели. Константин Эдуардович поставил на выходе потока специальную решетку для выпрямления струй воздуха, за-вихрявшихся от вращения лопастей. Такие решетки сохранились и до наших дней. Они есть в любой совре менной аэродинамической трубе.

Искусственный воздушный поток, полностью соответствовавший потоку естественному, был создан. На помещенных в него моделях возникали аэродинамические силы. (В том числ( и сила сопротивления.) Оставалоа только измерить ее величину.

Циолковский решил и эту задачу. Модель, расположенная перед устоем воздуходувки, под действием потока стремилась удалиться. Это обстоятельство и использовал ученый для замера сопротивления. Модель на специальной подставке плавала в небольшом металлическом ящике, на полненном водой. Когда от действи вентилятора модель начинала двигаться, она давила на верхний конец маятника из тонкой железной проволоки. По величине отклонения ниж него конца маятника можно был судить, чему равна сила.

Циолковский очень глубоко серьезно относился к проводимой им работе. Он изготовил более ста бу мажных моделей самой различно формы и в результате их испытании написал работу «Давление воздух на поверхности, введенные в искус ственный воздушный поток».

Эта работа была первым в мир исследованием в области новой, только что народившейся науки — экспериментальной (то есть опытной) аэродинамикой.

Работа была напечатана в журнале «Вестник опытной физики», а за тем Циолковский сообщил о ней Академию наук и научные общества Академия наук, рассмотрев сообще ние Циолковского, оценила прове денные им работы. Константин Эдуардовичу было выдано денежно пособие на продолжение его опытов

Так ровно пятьдесят лет назад нашей стране выдающимся русским ученым была создана первая аэро динамическая труба — прибор, бе которого немыслимы была бы изуми тельные достижения современной авиации. СЕМЬДЕСЯТ ПЯТЬ ТЫСЯЧ ЛОШАДЕЙ.

Г~[ РОШЛО пятьдесят лет. Полвека 1 ‘ ходе испытаний силы, действую-десятков и сотен ученых и инженеров. Без авиации трудно представить себе могучую технику наших дней. Самолеты летают со скоростями звука, забираются на высоту, измеряемую многими километрами, перевозят тысячи тонн различных грузов.

Но ни один новый самолет не поднимается в воздух без предварительного испытания в аэродинамической трубе. Современная аэродинамическая труба —это очень сложное сооружение. Для создания воздушного потока в современных аэродинамических трубах затрачивается мощность до /5 тысяч лошадиных сил.

Семьдесят пять тысяч лошадей! Если бы их запрячь гуськом, то вереница растянулась бы на 100 километров.

Скорость потока воздуха в современных трубах достигает 3—4 тысяч километроз в час. Это почти в три раза больше скорости звука.

Да и размеры труб выросли до исполинских. Труба Циолковского свободно умещалась в его комнате. В помещении для современной трубы смогли бы разместиться десятки, а иногда и сотни таких домов, как домик Циолковского. Но эти сложные аэродинамические трубы в своей основе такие же, как н маленькая труба русского ученого. В каждой из них ест. вентилятор, создающей искусственный воздушный поток, решетка, спрямляющая движение возД;Ха,-специальное устройство для замера сопротивления и других аэродинамических сил.

Современная аэродинамика использует самые различные аэродинамические трубы, но среди них наиболее распространены два основных типа — трубы прямого действия, у которых воздух всасывается вентилятором, а затем выбрасывается наружу, и трубы замкнутые, в которых прогоняется один и тот же воздух.

Труба состоит из всасывающей воронки — коллектора, спрямляющей решетки (которую в свое время предложил Циолковский), рабочей части, где располагается испытываемая модель, и диффузора, отделяющего рабочую часто от вентилятора с мотором.

современные самолеты часто достигают таких больших размеров, что их невозможно поместить в трубе (уже есть машины с размахом крыльев около ста метров). Тогда испытания проводят на моделях, подобных этим самолетам.

Такая модели в уменьшенном масштабе точно копирует настоящий самолет. Но для пол^ения правильных результатов испытаний еще недостаточно изготоиить уменьшенную копию самолета. Аэродинамические силы возникают в результате взаимодействия самолета и воздушного потока. Это значит, что для получения результатов, соответствующих действительности, нужно, чтобы, кроме подобия моделей, было еще и подобие воздушных потоков. Для этого модель располагают в потоке так же, как располагается в воздухе настоящий самолет, и создают те же соотношения между скоростями потока, плотностью воздуха и другими величинами, которые возникают в действительности при полете.

Когда условия аэродинамического подобия обеспечены, можно приступать к испытаниям Включен мотор, завертелся вентилятор, и поток воздуха хлынул в трубу. Вот он встречается с моделью, и возникают аэродинамические силы.

Эти силы надо измерить. Для измерения используют аэродинамические весы — очень точное и очень сложное сооружение. Упрощенная схема ясно показывает, почему их называют весами и как они действуют.

Но испытания на маленькой модели не всегда дают требуемую точность. Аэродинамики установили, что точ-носг. значительно возрастает при увеличении размеров модели. Отсюда и возникло стремление к постройке гигантских труб.

Если вы посмотрите на оборот обложки этого журнала, то увидите, как свободно чувствует себя целый истребитель в такой аэродинамической трубе. Он повис на вершине пирамиды под основанием которой расположены аэродинамические весы для измерения всех сил, возникающих при испытании. Весы снабжены автоматическими самописцами, регистрирующими все показания. Инженеры-исследователи из специальной комнаты следят по ним за ходом испытаний. Они изучают скорость потока, плотность, температуру и давление воздуха и другие нужные им величины.

Испытания заканчиваются, и по их рез льтатам конструктор узнает то, что не смогли ему рассказать формулы и цифры теоретических расчетов.

КИНОГЛАЗ ИССЛЕДОВАТЕЛЯ.

Т10 еще недостаточно установить в 1 ходе испытании силы, действуйте на самолет. Констр кторов интересует, какова его управляемость, может ли самолет выполнять те или другие фигуры высшего пилотажа. Их интересует также, насколько быстро машина выполнит эти фигуры, то есть какова ее маневренность. Тут уже трубы, о которых мы рассказали, не помогут. Надо проводить летные испытания.

Для этого пришлось спроектировать трубу свободного полета. В ней модель летает. Ее маленькие винты приводятся во вращение электромоторчиком, ток для питания которого подается по гибкому легкому проводу. С помощью электромагнитов, отклоняющих рули, испытатели управляют полетом модели. За полетом можно наблюдать простым глазом, но глаз иногда ошибается, а инженерам нужна точность. На помощь приходят более точные, чем у человека глаза, объективы трех киноаппаратов, снимающих полет в трубе. Расшифровывая кадры заснятой киноленты, специалист может судить о пилотажных качествах будущей ма-

Страшным врагом самолета является лед. Образуясь при полете в неблагоприятных метеорологических условиях, лед значительно утяжеляет машину и тянет ее к земле. Лед, намерзший на проводах управления, словно замком запирает рули, обрекая летчика и машину на верную гибель. Много сил затрачивается на борьбу с этим коварным врагом. На помощь работникам науки и здесь приходит аэродинамическая труба. Специальные трубы дают возможность проводить испытания при низкой температуре (до 60 градусов ниже нуля). Это позволяет поставить модель в такие условия, которые невозможно создать в действительности без риска для жизни.

Но аэродинамическая труба помогает не только конструктору самолетов. Конструкторы моторов, винтов, оборудования также пользуются ее услугами. Существуют специальные трубы для испытания парашютов, винтов, роторов геликоптеров… Даже испытание новых видов вооружения не обходится без помощи трубы. Пулемет надо испытать в условиях большой высоты — в трубе понижают плотность воздуха. Надо изучить, как влияет на полет пули боковой ветер, — перпендикулярно к основной трубе располагают дополнительную, которая создает боковой ветер любой силы. А увидеть, как летит пуля в таких условиях, поможет механический глаз — киноаппарат, делающий до 40 тысяч снимков в секунду.

Мы заканчиваем наш рассказ о трубах. Их существует так много, что невозможно описать все их типы в маленькой журнальной статье. В заключение упомянем еще раз о той трубе, с которой мы начали наш рассказ. Совсем недавно была предложена передвижная воздуходувка, действие которой очень напоминает первую аэродинамическую трубу, построенную Циолковским в 1897 году. Этим как бы отпраздновало свой полувековой юбилей замечательное изобретение выдающегося русского ученого.

УДИВИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ

ЕСТЬ один изумительный по своим физическим и химическим свойствам материал. При комнатной температуре он тверд, при 35—40 градусах размягчается и может принять любую форму, а при 63—70 градусах переходит в жидкое состояние. Закипает он при значительно более высокой температуре, чем вода.

При нагревании и охлаждении тонкий слой этого вещества не дает трещин. Вещество непроницаемо для воды г не входит с ней в соединение. Не изменяется оно и на воздухе.

Это продукт, не подвергающийся порче. Он может сохраняться без изменения неопределенно долго. Ни время, ни сырость, ни свет, ни холод, ни жара не оказывают влияния на его качество. Не знает он также никаких вредителей. Его не разрушают ни плесень, ни моль, ни мыши. При раскопках египетских пирамид были найдены хорошо сохранившиеся слитки этого вещества, положенные в усыпальницы фараонов более четырех тысяч лет тому назад. Его находили при подъеме затонувших судов сохранившимся без изменений после пребывания в морской воде.

Этот удивительный материал — пчелиный воск, второй по значению продукт пчеловодства.

В отличие от меда, образующегося из сахаристого сока, собираемого пчелами с цветущих растений, воск вырабатывается в организме самих пчел. Выделение воска у пчел можно сравнить с отложениями жира у животных при откармливании. Рабочие пчелы выделяют воск только во время обильного медосбора, когда они усиленно питаются. Остальные члены пчелиной семьи — матка и трутни — воска не производят.

Из особых железок воск выделяется наружу и застывает в виде тонких, прозрачных чешуек на поверхности «восковых зеркалец», расположенных на нижней части брюшка пчелы.

Воск нужен пчелам для постройки сотов, из которых состоит гнездо пчелиной семьи. Используя восковые чешуйки, пчелы оттягивают белоснежные соты, изумительные по своей точности, красоте и прочности постройки. Каждый готовый сот, площадь которого едва превышает одну десятую долю квадратного метра, содержит почти 10 тысяч правильных шестигранных ячеек. И тем не менее на постройку такого сложного сооружения пчелы расходуют всего около 150 граммов воска. Благодаря изумительному искусству пчел, этих не превзойденных в животном мире зодчих, 150-граммовый сот в своих тончайших ячейках свободно вмещает 4 килограмма меда и легко выдерживает такую нагрузку. Архитектура пчелиной ячейки — ее форма, размеры, соотношение частей, положение в соте — были предметом более чем двухсотлетнего изучения. Многие выдающиеся ученые — Кеплер, Реомюр, Вольтер, Дарвин — изучали строение пчелиного сота. Они пытались найти объяснение загадочной способности пчел строить соты с точностью, которая, казалось бы, невозможна без математических расчетов и специальных измерений. Шестигранная форма ячеек, размещенных с двух сторон сплошной восковой основы, обеспечивает соту наибольшую емкость и предельную прочность при наименьшей затрате строительного материала.

Воск добывается буквально граммами. В течение всего лета пчеловод тщательно подбирает каждую восковую крошку. И все же ежегодная добыча воска обычно не превышает 400 граммов с улья. Во время Отечественной войны передовые пчеловоды нашей страны научились получать от каждой пчелиной семьи до 2 килограммов воска. Это —действительно рекордные достижения, ибо сотня выделяемых пчелой восковых чешуек весят всего-навсего 25 миллиграммов. Чтобы получить 2 килограмма воска, пчелам необходимо выделить 8 миллионов чешуек, или 1 миллион порций воска, так как у каждой пчелы одновременно образуется только 8 чешуек.

В настоящее время воск используется более чем в 40 отраслях промышленности. Больше всего расходуется воска для нужд самого пчеловодства. Из воска делают так называемую искусственную вощину — основу сота с намеченными очертаниями будущих ячеек. На листе вощины пчелы быстро —в течение 1—2 суток — отстраивают новый сот. Без применения вощины они затрачивают на ту же работу около недели. Освобождение пчел от непроизводительного 1руда дает им возможность гораздо больше заниматься сбором меда. В 1946 году только в РСФСР было изготовлено для пасек более 1 500 ООО листов вощины.

В промышленности и в кустарных производствах воск находит самое широкое применение.

Сопротивляемость воска порче и изолирующие свойства делают его незаменимым изоляционным материалом электрической промышленности.

Безобидный мягкий воск настолько повышает качество бронированных бомбардировщиков и скоростных штурмовиков, что самолетостроение не может обойтись без него. Воск повышает достоинство грозных танков, могучих линкоров, увеличивает дальнобойность пушек и зоркость стереотруб. Сталелитейная, минометная, химическая и другие виды оборонной промышленности также не могут обойтись без воска.

Во время Отечественной войны воск применялся как составная часть армейской обувной мази, которая делала сапоги солдат водонепроницаемыми. Зимой бойцы натирали восковой мазью лыжи и становились быстроходными и неуловимыми. Патриоты-пчеловоды, увеличившие во время войны добычу воска, гордятся тем, что они вложили свою долю в общее

Воск делает зеркальной поверхность мебели и придает натертому полу приятный лоск. Кожевенные краски и обувной крем приобретают блеск при введении в них пчелиного воска. Воск скрепляет театральный грим и губную помаду, входит в состав садового клея.

В пошивочных мастерских обуви воск расходуется для наващивания дратвы, а й сыроваренной промышленности—как кроющий состав, который предохраняет сыры от порчи и высыхания. Воск применяют в качестве изоляционной прослойки при упаковке в деревянные бочки ценных продуктов (икра, мед, варенье и т. п.).

Копировальная бумага теряет свои качества, если в состав краски, наносимой на нее, не входит воск. Кондитер, не имея воска, не может сделать общеизвестного сорта конфет «драже», а скульптор для своих слепков всегда предпочитает воск высыхающей и растрескивающейся глине. Воск применяется в самых неожиданных технологических процессах. Даже расточка ушек для швейных игол требует применения воска.

Воск широко используется в медицине. Он закрывает кровеносные сосуды во время хирургических операций, а в зубоврачебном кабинете предохраняет свежую; неокрепшую пломбу от вредного действия слюны. Воск входит в состав многих медицинских мазей. Лучшие сорта косметических кремов также обязательно содержат воск.

Полноценного заменителя пчелиного воска в технологических процессах и в качестве изоляционного материала до сих пор найти не удалось. МНОГИЕ ответственные детали машин — валы, пружины, шарико-и роликоподшипники, зубья шестерен, коленчатые валы и другие — в процессе работы подвергаются длительному действию переменной нагрузки. Например, в зубчатой передаче любой зуб одной шестерни при каждом ее обороте ударяется о зубья второй шестерни. Удары следуют один за другим десятки, сотни, тысячи, даже миллионы раз. Под влиянием такой переменной нагрузки сопротивляемость стали, её прочность, постепенно начинает падать — в металле, как говорят, появляется усталость. Наконец, когда усталость металла доходит до известного предела, деталь разрушается.

Предел усталости — один из важнейших механических показателей стали. Чем выше этот предел, тем дольше сталь сопротивляется усталости и тем дольше служит стальная деталь. Поэтому усилия машиностроителей давно уже направлены на отыскание способов повышения предела усталости стали. Был разработан ряд таких способов, основанных на термической обработке (закалке) и химической обработке (цементации, цианировании, азотировании) металла.

В настоящее время у нас и за границей начинает широко применяться

D руках у хорошего плотника топор D творит чудеса — им можно срубить толстое дерево и выстругать тонкую планку для шкафа.

Топор — одно из самых древних орудий. Задолго до того, как люди научились выплавлять металлы, они изготовляли каменные топоры. Ученые находят их при раскопках во многих местах. Но очень новый метод упрочнения стальных деталей — поверхностный наклеп дробью.

Процесс состоит в том, что после термической и механической обработки детали ее «обстреливают» дробью. Для этого применяют специальные аппараты, выбрасывающие дробь при помощи сжатого воздуха или центробежным способом. Выброшенные с силой дробинки, ударяясь о поверхность детали, производят наклеп металла — упрочняют поверхностный слой его на глубину до 0,2 миллиметра. Сопротивление усталости «обстрелянного» дробью металла повышается от 15 до 50%.

Испытание автомобильных деталей показало, что долговечность их после обработки дробью возрастает в несколько раз. Например, долговечность шестерен возрастает в 6 раз, коленчатых валов автомобиля — в 9 раз, спиральных пружин — почти в 14 раз и т.д.

Величина дроби, высота падения, скорость и направление «обстрела» определяются для каждого типа деталей опытным путем. Диаметр дробинок колеблется- в пределах от 0,4 ДО’ 1,6 миллиметра.

Новый вид обработки металлов, резко улучшающий их механические свойства, находит все большее и

МАСТЕР КАМЕННОГО ВЕКА

D руках у хорошего плотника топор D творит чудеса — им можно срубить толстое дерево и выстругать тонкую планку для шкафа.

Топор — одно из самых древних орудий. Задолго до того, как люди научились выплавлять металлы, они изготовляли каменные топоры. Ученые находят их при раскопках во многих местах. Но очень немногим ученым пришлось увидеть своими глазами, как пользовались люди этими примитивными орудиями.

К таким ученым, побывавшим среди людей каменного века, относится знаменитый русский путешественник Николай Николаевич Миклуха-Маклай. В конце прошлого века он прожил три года среди папуасов на берегу острова Новая Гвинея и наблюдал, как папуасы с ранних лет приучают своих детей пользоваться каменными топорами.

«Только в руках опытного человека, — пишет Маклай, — каменный топор может давать необходимый результат, непривычный же в обращении с ним легко может его расколоть или же не добьется ничего. Я знаю это по собственному опыту, хотя при этих опытах у меня не было недостатка в терпении. Туземцы же своими маленькими топорами, с лезвием не более чем в 5 сантиметров, легко срубают древесные стволы в полметра в диаметре, а также вырезают узоры на древках своих копий».

Несмотря на все свое искусство в обращении с каменными топорами, папуасы сразу же отказались от них, как только Миклуха-Маклай познакомил их со стальными топорами и ножами. Папуасы быстро оценили преимущество металлических орудий. Миклуха-Маклай пишет, что туземцы ценили металлические изделия гораздо больше ярких тряпок и бус, которыми их обычно одаривали путешественники.

ИСТОРИЯ СТЕКЛОВИДНОЙ ТРУБКИ

 

ПЕРВЫЕ СТЕКЛОДЕЛЫ

РИМСКИЙ ученый Плиний, погибший 1868 лет назад при извержении вулкана Везувия, рассказывает, будто однажды финикийский торговый корабль с грузом селитры и соды из Египта, застигнутый бурей в открытом море, вошел в небольшую бухту и причалил к необитаемому песчаному берегу. Там не оказалось камней, чтобы соорудить из них очаг для варки пищи. Тогда люди взяли из трюма несколько глыб селитры и на них поставили котел. Костер горел всю ночь. Утром, собираясь к отплытию, финикийцы потушили огонь и увидели в золе прозрачные блестящие куски, непохожие на известные им камни. Новое загадочное вещество образовалось при сплавлении берегового кварцевого песка с селитрой. Так, по утверждению Плиния, финикийские торговцы случайно открыли секрет изготовления стекла.

Сейчас ученые сомневаются, верны ли указан»я Плиния: температура костра не всегда достаточна для того, чтобы сплавить песок и соду до стекловидного состояния. Но легенда, записанная Плинием, подтверждает, что финикийцы действительно открыли способ варки стекла и стали искусными мастерами стеклоделия. Они умели делать даже целые колонны из стекла. Одна из таких колонн стояла в храме города Тира и напоминала по цвету естественный изумруд. Эта стеклянная колонна в свое время считалась выдающимся достижением искусства. Повидимому, стеклоделие зародилось в древнем Египте. Там было все необходимое для производства стекла: кварцевый песок, известняк в виде измельченных ракушек и сода, в больших количествах добывавшаяся из природных содовых озер. При раскопках гробницы древнеегипетской царицы Хатшепсут среди множества интересных вещей нашли ожерелье из блестящего зелено-черного стекла. Бусины этого ожерелья имеют около 2 сантиметров в диаметре. На каждой из них вырезана иероглифическая надпись — имя царицы.

Ожерелье Хатшепсут — не самая древняя находка стеклянного изде-

Производство стекла в Египте достигло значительного расцвета еще три с половиной тысячи лет назад. Центром стеклоделия был город Фивы.

Но значительно раньше, чем стекло научились делать люди, оно было изготовлено в лаборатории самой природы. Миллионы лет тому назад стекло родилось при высокой темпе-туре в недрах вулкана и было выброшено на поверхность земли. Излившийся из вулкана расплав быстро застыл, образовав природный стекловидный материал. Такой стекловидный материал — вулканическое стекло «обсидиан» — встречается у нас на территории Армянской республики, в районе г. Еревана. Там же имеется в изобилии стекловидный пористый материал — пемза. Народы Северного Кавказа употребляли природное стекло задолго до того, как в древнем Египте началось его искусственное производство.

ИСКУССТВО СТЕКЛОДЕЛИЯ,
ПОЗНАКОМИВШИСЬ со стеклом, люди очень быстро научились ценить новый материал, прежде всего за его удивительную способность пропускать световые лучи — то, что мы называем прозрачностью. Поэтому, раз зародившись, искусство стеклоделия уже не умирало.

Но в древности стекло не получило большого распространения: производство его было слишком сложным.

Вот как изготовлялись стеклянные изделия в древнем Египте. Стекломассу варили в глиняных горшках на костре. Помощник мастера выливал готовую стекломассу на каменную плиту и раскатывал ее в пласт железным стержнем. Мастер брал железный прут с насаженным на его конец песчаным шаблоном и накатывал на этот шаблон порцию пластического (мягкого, легко формуемого) стекла. Стержень вытаскивали из шаблона, стеклянное изделие охлаждали и затем извлекали из него песок. Изделия получались грубыми, с неровными стенками.

Из Египта искусство стеклоделия проникло в Рим, где две тысячи лет назад был пущен первый стекольный завод. В первом веке нашей эры изготовление стеклянных изделий усовершенствовалось. Неизвестный римский стеклодел изобрел стеклодувную трубку. Это была железная трубка длиной около полутора метров. На один конец трубки набиралась порция расплавленного жидкого стекла, через другой конец стеклодув вдувал воздух. Стекломасса постепенно раздувалась в пузырь с тонкими стенками, подобно тому, как мыльная пена превращается в пузырь на конце соломинки, в которую дует ребенок.

Обжимая стеклянный пузырь особыми приспособлениями, можно было быстро изготовить графин, вазу, кувшин и другие изделия. То, чего прежде не мог выполнить- самый ‘ /опытный стеклодел, после изобрете-шшл трубки стало доступно рядовому ^устеклодуву.

» О Стеклодувная трубка оказалась ге-А ^иальным изобретением. Оно не могло У появиться в древнем Египте, потому г Ато там варили стекло примитивно, на открытом костре, при темпера-А/ре, не превышавшей 1 100 граду-fcв. А при такой температуре стекло размягчалось только до густоты теста, ^iio не могло перейти в жидкое соЯ/стояние. Выдувать изделия из этой й^* массы было невозможно.

‘ В эпоху древнего Рима стекло варили уже не на открытом костре, а в специальной печи, где можно было создать температуру до 1 350 граду-Р сов. Стекломасса в таких печах становилась жидкой и поддавалась выдуванию. Но все-таки в Риме не могли варить в один прием много стекла, потому что шихту — смесь вещества, из которых изготовляют стекло, — помещали не прямо в печь, а в небольшие глиняные горшки. Изготовление стеклянных изделий по-прежнему требовало много времени и труда, и было очень дорогим, несмотря на то, что, как и везде в древнем мире, на стекольных заводах использовался труд рабов.

Неудивительно, что стекло в то время шло почти исключительно на выделку драгоценных украшений и только отчасти для производства стеклянной посуды, которая также ценилась очень дорого. Например, за две стеклянные чаши, купленные для оимского императора Нерона, умершего 1879 лет назад, было заплачено около тысячи рублей золотом на наши деньги.

Правда, римляне умели уже отливать и оконное стекло. При раскопках города Помпеи, засыпанного при извержении вулкана Везувия, были найдены куски литого оконного стекла невысокого качества: очень толстого, неровного и мало прозрачного. Но и это «оконное стекло» было, несомненно, предметом особой роскоши. Сколько-нибудь широкого распространения оно не получило из-за дороговизны.

Позднее, около 1200 года, стеклоделие достигло большого развития в старинной республике Венеции. Венецианское стеклоделие процветало на острове Мурано, в маленьком городке того же названия. В этом городе жило не менее 25 тысяч жителей, и большинство из них были стеклодувами.

Слава о чудесных стеклоделах острова Мурано гремела на весь мир. 500—600 лет тому назад на этом острове работало около 300 стекольных мастерских и несколько заводов. Стекольные изделия муранских мастеров были художественно выполнены и ценились дороже золота. В то время стекольщики имели многие преимущества перед другими горожанами. Каждый муранский гражданин, постигший искусство стеклоделия, получал различные материальные блага и почести. Но за все эти привилегии муранцы платили своей свободой. Им запрещалось покидать пределы Венецианской республики, мастерство их было государственной собственностью. Выдача профессиональной тайны каралась смертной казнью.

СТЕКЛОЗАВОД ПРОШЛОГО

И все-таки, несмотря на все успехи, стеклодувное ремесло оставалось почти таким же несовершенным, как и в древние века. воздух, стеклодув постепенно вытягивал порцию стекла. На конце трубки образовывался большой стеклянный цилиндр-халява, который затем разрезали вдоль и особых печах расправляли в лист.

В течение долгого рабочего дня мастер вдувал в стеклянные огненные цилиндры до 7 тысяч литров воздуха. И этот тяжелый труд к концу дня совершенно изнурял даже богатыря-рабочего. Легочные заболевания были постоянным уделом крепостных стеклодувов.

Стекломассу в то время готовили в очень несовершенной стекловаренной печи, состоявшей из двух этажей. Дрова сжигали в нижней части, пламя проникало на второй этаж и обогревало горшки с шихтой.

Во времена Петра Первого стеклоделие в России значительно расширилось. Петр построил в районе Москвы, на Воробьевых горах, стекольный завод, который стал школой по подготовке мастеров — стекольщиков. Вскоре появились первые русские ученые — стеклоделы, среди которых М. В. Ломоносов по Праву занял ведущее место. Гениальный русский ученый принял самое деятельное участие в организации отечественной стекольной промышленности.

Однажды Ломоносов познакомился с редкостной вещью в доме министра Шувалова. Это была мозаичная картина, сделанная итальянскими мастерами из кубиков разноцветного стекла. Ломоносов задумал превзойти заграничных мастеров по мозаике. В то время цветного стекла в России готовить не умели. Из заграничной практики также нечего было взять, все было засекречено.

Разрабатывая рецептуру изготовления цветных стекол, Ломоносов проделал свыше 2 200 опытов. Из стекла собственного производства великий русский ученый создал несколько замечательных картин. Одна из них — «Полтавская битва» размером более 40 квадратных метров — восстановлена в наше время советскими художниками. Картина эта выставлена для обозрения в одном из музеев Ленинграда.

Вплоть до конца прошлого века стекольное производство почти не совершенствовалось. Качество стекла было низкое. Стеклянные изделия быстро становились мутными и хрупкими, и никто не знал, как бороться с этими пороками стекла.

Наука о стекле была лишь в зачаточном состоянии. Никто не имел представления о химическом составе стекол. Ничего не знали и о том, каким образом из «непрозрачных» исходных материалов образуется «прозрачное» стекло. Не умели также получать в стекловаренных печах высокие температуры, необходимые для выплавки улучшенных сортов стекол.

Все это тормозило развитие стеклоделия, не давало возможности превратить стекло в массовый, доступный материал, без которого немыслима современная жизнь.

Бурное развитие промышленности, начавшееся, в прошлом веке, быстрый рост городов привели к резкому повышению потребности в стекле. Работая допотопными методами, нельзя было обеспечить оконным стеклом строительство крупных фабрик, заводов, многоэтажных зданий.

Низкокачественное стекло, состав которого почти не изменился за тысячелетия, протекшие со дня его открытия в глубокой древности, никак не могло удовлетворить требованиям новой науки и техники, предъявляемым к сложным и разнообразным приборам из стекла.

На очередь стали вопросы механизации стекольного производства, улучшения качества и создания новых сортов стекла.

Неотложные потребности практики заставили науку вплотную заняться разработкой научных основ стеклоделия.

ПРОЗРАЧНОЕ ИЗ НЕПРОЗРАЧНОГО

ПРОЗРАЧНОСТЬ — главное свой’ ‘ ство, за которое мы ценим стекло. Любое изменение в стекольном производстве, какие бы выгоды оно ни сулило, непригодно, если оно приводит к потере стеклом его прозрачности. Поэтому перед учеными-стеклоделами встала задача: выяснить, что же такое стекло, каково его внутреннее строение и как от этого внутреннего строения зависят его свойства. Зная все это, можно найти способы так изменить стекольное производство, чтобы ценные свойства стекла сохранились и улучшились, а недостатки уменьшились или исчезли вовсе.

Шаг вперед был сделан, когда установили, в чем состоит разница между жидкими и твердыми (кристаллическими) телами. Оказалось, что в жидкости ее мельчайшие частички — атомы или молекулы — беспорядочно двигаются по всем направлениям, забираясь во все углубления и уголки сосуда, в который она налита. Почти невозможно найти какую-нибудь правильность в расположении молекул жидкости и нельзя уловить существенной разницы при переходе от одной точки в толще ее к другой.

Зато внутри твердого тела существует строгий порядок. Здесь атомы и молекулы «чинно сидят» в определенных точках пространства, на строго определенных расстояниях друг от друга, лишь слегка колеблясь возле своего места, но не покидая его совсем.

Отдельные группы таких правильно расположенных молекул образуют то, что мы называем «кристаллами». Иногда эти группы достигают очень больших размеров, и тогда образуются крупные кристаллы, такиЯ как алмаз, горный хрусталь. Но гораздо чаще твердое тело состоит из бесчисленного множества мелких кристалликов, настолько мелких, что простым глазом, не вооруженным микроскопом или другими специальными приборами, их и не различить. Внутри этих тел переход от одной точки к другой связан с прохождением множества отдельных кристалликов. Таковы металлы и большинство минералов.

Встречая на своем пути слой жидкости, световой луч частично отражается от ее поверхности, а затем, проходя сквозь толщу жидкости, постепенно ослабевает, взаимодействуя с ее встречными молекулами. Чем глубже погружается водолаз, тем меньше дневного света доходит до него сквозь слой воды. Но если слой жидкости не очень велик, световой луч пройдет его насквозь и выйдет наружу.

Почти то же происходит, когда луч света встречает на своем пути отдельный кристалл твердого тела. Частично отразившись от поверхности кристалла, световой луч пронизывает его насквозь и выходит наружу. Поэтому отдельные кристаллы алмаза, горного хрусталя, поваренной соли и других твердых тел прозрачны, как вода. Но только отдельные кристаллы.

Груда же прозрачных кристаллов непрозрачна, потому что пройдя сквозь один кристалл, луч света сейчас же наталкивается на другой, и опять, прежде чем пронизать его насквозь, частично отражается от его поверхности. А после второго кристалла на пути луча попадаются третий, четвертый, пятый и т. д., и от каждого из них луч света частично отражается. Если же вдобавок, как это в большинстве случаев бывает, отдельные кристаллы расположены под углом друг к наконец достигают такого размера, что молекулы срываются со своих «насиженных» мест. В этот момент порядок в расположении молекул расстраивается, и происходит то, что мы называем «расплавлением» твердого тела.

Наоборот, при охлаждении жидкости (расплава) скорость молекул падает, уменьшается и длина их пробега. В конце концов обычно наступает момент, когда молекулы прекращают свое беспорядочное перемещение и располагаются стройными шеренгами на определенных расстояниях друг от друга. Тело теряет свою текучесть и приобретает постоянную форму. Мы говорим, что оно «закристаллизовалось», «затвердело». Так бывает обычно, но не всегда.

Иногда в процессе охлаждения молекулы расплавленн чинают расти: отдельные i молекулы химически друг с другом. Из множества маленьких молекул, как из звеньев, образуются большие молекулы —

Но большие молекулы неповоротливы, им гораздо труднее передвигаться, чем маленьким молекулам. Цепляясь и задевая, они мешают друг другу. Поэтому рост молекул сопровождается резким изменением свойств расплава. Расплав загустевает — становится вязким. Из-за этого молекулы не в состоянии уже занять строго определенные положения, как в кристаллах. Они и при дальнейшем охлаждении остаются расположенными почти так же беспорядочно, как в жидкостях.

И все же, несмотря на свою кажущуюся «обычность», это «твердое» тело далеко не обычно. Луч света в нем чувствует себя, как в настоящей жидкости. Он не встречает на своем пути бесчисленное множество кристаллов. Ему не приходится на каждом шагу покидать одни кристаллики и входить <в другие, отражаясь от их поверхностей и быстро угасая, рассеиваясь. Луч света распространяется в таком «твердом» теле во все стороны с одинаковой легкостью, как в самой заправской жидкости.

А это значит, что такое «твердое» тело прозрачно.

Такие необычные «твердые» тела, только похожие на настоящие (кристаллические) твердые тела, а в действительности представляющие собой переохлажденные, чрезмерно загустевшие жидкости, и носят название

Следовательно, для получения вещества в стекловидном состоянии необходимо, чтобы расплав этого вещества при охлаждении загустел и застыл быстрее, чем его молекулы успеют разместиться в правильном порядке. Тогда вещество приобретает некоторые свойства твердых тел — непроницаемость, постоянство формы, твердость. И в то же время сохранит главный признак жидкостей — беспорядочность расположения молекул, а вместе с тем и прозрачность.

Способность переходить в стекловидное состояние наиболее ярко выражена у соединений химического элемента кремния, входящего в состав обыкновенного кварцевого песка (кремнезема). Эти соединения образуются при сплавлении песка с содой, мелом и некоторыми другими веществами.

Когда все это стало известно, появилась возможность изменять и улучшать стекольное производство.

Исстари известен порок стекла — помутнение. Оказалось, что помутне-происходит в результате кристаллизации переохлажденной жидкости упорядочения в расположении ее которое хотя и очень мед-ченно, но все же происходит. В толще сям появляются кристал-стекло «р&сстекловывается» прозрачность. ; изменили состав стекло-введя в нее такие добавки, которые мешают молекулам переохлажденной жидкости располагаться правильно. Это позволило резко замедлить и даже полностью прекратить процесс помутнения стекла.

Изменяя состав стекломассы, заботясь только о том, чтобы при сплавлении ее образовывалось вещество, способное затем существовать в состоянии переохлажденной жидкости, уче-создали новые виды стекол — легкоплавкие и тугоплавкие, не бьющиеся от ударов и не лопающиеся при накаливании и резком охлаждении.

Появилась возможность создать особые сорта стекол, специально приспособленные для производства изделий с помощью машин и автоматов. Это сдвинуло с мертвой точки механизацию стекольного производства: старые сорта стекол не удовлетворяли требованиям машинной техники.

Наступила пора резких перемен в стеклодувном ремесле. В дополнение к старинному «обычному» стеклу были созданы новые сорта стекол, предназначенные для специальных целей. На место кустаря-стеклодува пришли стеклодельные машины.

НОВЫЕ СТЕКЛА

^ЛБЫЧНОЕ стекло обладает очень крупным недостатком: при сильном быстром нагревании или охлаждении оно лопается. Это происходит от того, что одна часть поверхности изделия нагревается быстрее другой. В нагретом месте стекло расширяется. Между холодной и нагретой частями изделия возникает напряжение, которое приводит к разрыву: изделие лопается.

А ведь в быту, на производстве, в научных лабораториях очень часто нужна стеклянная посуда, которая не боялась бы высокого нагрева или быстрого охлаждения, была бы, как говорят, термически стойкой. И вот ученые разработали новый сорт стекла — термостойкое стекло «пай-реке». Работая над его изготовлением. ученые значительно изменили состав обычной шихты. В стекле «пайрекс» — повышенное содержание кремнезема (кварцевого песка) и борного ангидрида, но зато немного меньше окислов металлов натрия, калия. Стекло такого состава приобретает ценное качество — оно очень мало расширяется при нагревании (в два — два с половиной раза меньше, чем обычное стекло). Поэтому напряжение между холодной и нагретой частями изделия из «пай-рекса» гораздо меньше, чем в таком же изделии из обычного стекла. Кастрюлю из стекла «пайрекс» можно без всякого опасения обогревать пламенем: она не треснет.

Еще более удивительными свойствами обладает стекло, представляющее собой стекловидный чистый кремнезем — кварцевое стекло. Это стекло расширяется при нагревании в двадцать раз меньше, чем обычное стекло. Изделие из кварцевого стекла, нагретое до 1000 градусов, можно опустить в ледяную воду и оно не лопнет.

Кварцевое стекло — также прекрасный электроизолятор и обладает способностью пропускать ультрафиолетовые лучи, которые задерживаются обычным стеклом.

Для изготовления многих видов научного и лабораторного оборудования, кроме жаро-k упорного стекла, требуются специальные сорта легкоплавкого стекла. При значительном содержании этих окислов в стекле, оно быстро размягчается в пламени газовой горелки или примуса при температуре 350— 400 градусов.

Наоборот, свойство тугоплавкости стеклу придают кремнезем, окиси кальция, магния и бария, окись циркония и некоторые другие. С приборами из тугоплавкого стекла можно работать при температурах до 700 градусов, не опасаясь размягчения стенок прибора.

Многие любовались красотой стеклянных люстр в театрах, клубах, общественных учреждениях. Потоком разноцветных искр струится от них свет. Для изготовления люстр используется особый сорт стекла — хрусталь, состоящий из . кремнезема, окиси свинца и окиси калия. Такое стекло прозрачно, как родниковая вода, и обладает высоким показателем преломления. Поэтому лучи света, отраженные и преломленные им, играют многими цветами радуги.

Изготовление цветных стекол было известно людям в глубокой древности. Старые стекольщики-мастера, приготавливая красное рубиновое стекло, бросали в расплавленную стекольную массу золотую монету. От прибавления золота стекло становилось яркокрасным.

Современная наука установила, что при этом частички золота, состоящие из 500—1000 молекул каждая, равномерно распределяются по всей массе стекла. Присутствие таких частичек приводит к тому, что все проходящие сквозь стекло составные части светового луча, кроме красного, поглощаются. Потому-то стекло и приобретает красную окраску.

Такое же свойство поглощать все цвета, кроме красного придают стеклу частички меди. Достаточно добавить на килограмм шихты 1 грамм меди или от 10 до 100 миллиграммов золота, чтобы получилось рубиновое стекло.

Но наиболее совершенное рубиновое стекло получается при добавлении в шихту родственного сере химического элемента селена и сернистого кадмия. Свет, прошедший сквозь золотое рубиновое стекло, становится тусклым: это стекло поглощает почти половину красного света. Селеновый же рубии пропускает три четверти красного света, который сияет поэтому гораздо ярче. Вот почему кремлевские звезды сделаны из селенового рубина.

В то время как стекле меди в виде частиц из 1000 молекул каждая дает ру вое стекло, распределение то меди и виде отдельных молек лает стекло способным проп только зелено-голубые лучи, случае медь придает стеклу

Добавляя другие металлы и. их окиси, стекольщики получают стекла всех цветов радуги. В настоящее время известно около 30 тысяч видов цветных стекол, имеющих самые тонкие переходы от одного цвета к другому.

В последнее время стекло находит новые Способность стекла вытягиваться в размягченном состоянии позволяет изготавливать тончайшие стеклянные нити — так называемое стекловолокно. При сильном вытягивании расплавленной стекломассы в процессе производства стекловолокна большие длинные молекулы стекла располагаются правильными параллельными рядами вдоль волокон. Это настолько изменяет свойства материала, что он теряет обычную для стекла хрупкость и становится гибким, как нити из шерсти и хлопка. Из этого необычного волокна научились ткать материю на современных ткацких станках. Стеклоткань применяется сейчас во многих отраслях

Оказалось также, что стекло может служить прекрасным строительным материалом. Кирпичи и блоки из пористого (а потому и непрозрачного) стекломатериала — пеностекла, разработанного советским ученым профессором И. И. Китайгородским вместе с учениками, очень легки, прочны и хорошо сохраняют тепло.

КОНЕЦ СТЕКЛОДУВНОЙ ТРУБКИ

г| ОЯВЛЕНИЕ новых сортов стек-

1 ла — не единственный результат разработки научных основ стеклоделия. Вызванные потребностями жизни, успехи науки дали также возможность механизировать стекольное производство.

В 1905 году была изобретена машина Оуэнса для производства стеклянных бутылок. Эта машина выполняет автоматически все производственные операции.

Труднее было механизировать выработку листового стекла. Старая стекломасса не давала возможности вытягивать стекло с необходимой скоростью. Лента часто обрывалась, и мэшина вынуждена была длительное время простаивать.

Профессор Китайгородский нашел выход из затруднения. Он ввел в шихту дополнительно к другим веществам окись алюминия (глинозем) и окись магния. Это придало стеклу способность быстро вытягиваться в ленту без обрывов. Вот как вырабатывается на современном заводе листовое стекло.

Сердце завода — стекловаренная печь. Это огромный, выложенный из огнеупорного кирпича бассейн шириной 7, длиной 30 и глубиной 1,5 метра. В бассейне помещается 700—800 тонн стекольной массы. Шихта загрузочными механизмами подается в бассейн с одной стороны и проходит в нем термическую обработку (варку) при 1 450—1 500 градусах. С другой стороны печи расплавленная стекломасса поступает на выработку листового стекла при помощи машин Фурко.

Машина Фурко представляет собой вертикальную шахту высотой немного больше 5 метров. По высоте шахты расположены 13 пар асбестирован-ных валиков. Густая тягучая струя расплавленной стекломассы вытягивается снизу вверх и, проходя между валиками, принимает лентообразную форму. Поднимаясь в шахте, стекольная лента постепенно охлаждается. На верхней площадке машины над последней парой валиков приделана деревянная планка, обитая войлоком. Здесь от остывшей уже движущейся ленты отрезаются готовые куски листового стекла.

Стахановцы передовых заводов Советского Союза — Рижского и Гу-севского, достигли рекордных скоростей оттягивания стекольной ленты — до 120 погонных метров в час, при норме в 55 погонных метров.

СОВЕТСКИЕ СТЕКЛОДЕЛЫ

Коммунистическая партия и советское правительство создают прекрасные условия ученым, изобретателям, стахановцам, совершенствующим и улучшающим технику. Новые изобретения немедленно осуществляются. Вот почему достигнуты такие большие успехи на наших стекольных заводах.

В Советском Союзе полностью механизировано не только производство стеклянных изделий (бутылок, банок) и листового стекла, но и трубочного. Советский изобретатель С. И. Королев построил специальную машину для автоматического вытягивания трубок. На машине Королева вырабатываются трубки любого профиля диаметром от 2 миллиметров и больше. Этого нельзя достигнуть на заграничных машинах. В зависимости от диаметра скорость вытягивания трубок колеблется от 120 до 1 800 метров в час.

Забота партии и правительства об улучшении условий труда советских рабочих привела к тому, что в нашей стране старинную стеклодувную трубку скоро можно будет встретить только в музеях. С советских заводов она в скором времени будет изгнана окончательно. Все процессы производства стекольной продукции на на-

детищах сталинских пятилеток — почти полностью механизированы. На стекольных заводах, где ручной труд заменен автоматом, машиной, рабочим-стекольщикам уже не приходится надрывать свои легкие, ежедневно вдувая тысячи литров воздуха. Они превратились в повелителей чудесных, сложнейших машин, которые не только облегчили их труд, но и сделали его неизмеримо производительнее.

На стекольных заводах теперь работают машинисты машин Фурко и Королева, бутылочных машин Линча, отрезчики стекла, стекловары, шлифовальщики и многие другие. Но хотя каждое из этих ремесел по видимости проще прежнего, кустарного стеклодувного ремесла, в действительности оно требует от рабочего широких знаний.

Чтобы успешно управлять варкой стекломассы, современный рабочий-стеклодел должен хорошо разбираться в тех сложных процессах, которые протекают в гигантской стекловаренной печи. Он должен уметь пользоваться новейшими приборами для измерения высоких температур. Он должен быть хорошим механиком, чтобы обеспечить бесперебойную работу стекольной машины-автомата.

Все больше и больше стирается грань между людьми умственного и физического труда в нашей стране. Новая сталинская пятилетка сделает большой шаг в решении исторической задачи поднятия всех советских рабочих до уровня инженерно-технических работников.

СКОРОСТНОЕ ФРЕЗИРОВАНИЕ

СОВЕТСКИЕ конструкторы Власов ^ и Черников под руководством члена-корреспондента Академии наук СССР, депутата Верховного Совета РСФСР Дикушина сконструировали и построили первый скоростной фрезерный станок. Новый станок позволяет фрезеровать детали со скоростью резания до 300 метров в минуту— в пять раз быстрее, чем на существовавших до сих пор станках.

Борьба за повышение скорости резания и сокращение времени обработки деталей началась давно. Наибольший успех был достигнут лет пятнадцать тому назад, когда в металлопромышленности появились режущие инструменты с напаянными пластинками из твердых сплавов. Твердые сплавы дали возможность повысить скорости резания при обработке стальных деталей с 20—30 до 50—60 метров в минуту. Однако все попытки превзойти этот предел долго оставались безуспешными.

Дело в том, что твердые сплавы очень хрупки, а поэтому и очень чувствительны к ударам. Работа же на фрезерных станках все время сопровождается ударами при входе зуба фрезы в металл и при выходе его из металла. Сила удара тем больше, чем быстрее работает станок, и при фрезеровании со скоростями больше 50—60 метров в минуту зубья фрезы с пластинками из твердого сплава выкрашивались и лома-

Советские исследователи профессор Беспрозванный и доцент Ларин установили причину поломки зубьев фрезы. Она заключалась в том, что при старой конструкции фрез, когда их зубья затачивались под острым углом, нагрузка в процессе резания действовала на режущую часть зуба растягивающим образом. Твердый же сплав как раз очень плохо сопротивляется усилиям растяжения. Кроме того, при резании металлов на передней грани инструмента образуется лунка от соприкосновения снимаемой стружки с резцом. При старой конструкции фрезы эта лунка появлялась очень близко к режущей кромке, что также способствовало Поломке зуба фрезы.

Профессор Беспрозванный и доцент Ларин нашли путь к преодолению этих недостатков. Они отказались от старой традиции затачивать зубья фрез с пластинками из твердых сплавов под острым углом. Они открыли, что если зубья таких фрез заточить на тупой угол, то усилия при резании будут действовать на них сжимающе. А это очень выгодно, так как твердый сплав, плохо сопротивляющийся растяжению, очень хорошо переносит сжатие. Кроме того, при тупом угле зуба нагрузка резания приходится на гораздо большую площадь основания зуба, сломать который поэтому труднее в несколько раз. В то же время благодаря новой форме зуба фрезы стружка соприкасается с его передней гранью дальше от лезвия, отчего стойкость зуба возрастает.

Все это дало возможность применить еще более твердые сплавы, которые значительно лучше сопротивляются истирающему действию стружки, но более хрупки, чем твердые сплавы, применявшиеся до сих пор.

Затачивая зуб фрезы под тупым углом, советские ученые добились замечательных результатов. Они повысили скорость резания в несколько раз, доведя ее в некоторых случаях до 300 метров в минуту. Скорость резания при фрезеровании на новых станках равна скорости быстро идущего трамвая!

Чистота поверхности металла после его обработки на станке Власова и Черникова почти такая же, как после шлифования. Это позволяет во многих случаях избежать дополнительной операции шлифовки. Вдобавок фреза новой конструкции затупляется медленнее старой фрезы, т. е. может работать гораздо дольше без заточки.

Внедрение нового способа фрезерования на советских заводах полностью доказало его эффективность. На заводе «Большевик» скоростное фрезерование сократило время изготовления некоторых деталей в 12 раз, а высокое качество полученной после фрезерования поверхности позволило отказаться от дополнительной чистовой обработки.

Введение нового способа фрезерования заставляет наших конструкторов и рабочих вводить новшества и в организацию производства. Приходится проводить массу рационализаторских мероприятий по оснащению станков скоростного фрезерования специальными устройствами для подачи изделия к станку и от станка, с тем чтобы работа станка происходила бесперебойно. Таким образом внедрение нового, совершенного способа фрезерования одновременно повышает и общую культуру производства.

СОВЕТСКИЙ ТЕПЛОВОЗ

ЛЕНТА пара и дыма тянется за уходящим поездом, постепенно рассеиваясь в окружающем воздухе. Трудно поверить, как много тепла уносят на ветер эти легкие струйки пара и дыма.

«Безобидный» дымок паровоза обходится нам почти в треть всей энергии, полученной при сгорании топлива в паровозной топке: каждая третья тонна угля расходуется впустую за счет неполного сгорания и уноса тепла дымовыми газами. Красивые клубы пара уносят с собой еще больше драгоценной энергии. Каждая вторая тонна угля расходуется паровозом даром — ее тепло выбрасывается из паровой машины наружу вместе с отработанным паром. А если еще учесть, что часть тепла излучается корпусом паровоза и какое-то количество идет на трение в движущем механизме, то окажется, что только *6 процентов энергии топлива затрачивается в паровозе с пользой на передвижение состава. 60 килограммов из тонны!

Вот почему давно уже стремились создать новый тип локомотива, в котором химическая энергия, заключенная в топливе, использовалась бы более полно. Такой локомотив создан конструкторами. Это тепловоз.

Первичный двигатель тепловоза — дизель, двигатель внутреннего сгорания. Жидкое топливо (нефть) в дизеле сгорает прямо в цилиндрах, и это настолько снижает потери энергии, что коэфициент полезного действия дизеля примерно в 6 раз больше, чем у паровоза.

Однако применить дизель непосредственно для тяги оказалось довольно сложным делом. Дизель превосходно справился бы с работой на больших перегонах. Но прежде чем начнется равномерная работа на перегоне, тяжелый состав необходимо сдвинуть с места. А это, оказывается, гораздо труднее, чем тянуть тот же состав, когда инерция вагонов уже преодолена и поезд движется.

Чтобы тронуть поезд с места, от локомотива требуется гораздо большая мощность, чем при нормальной .работе. Дизель же, в противоположность паровой машине, не допускает перегрузок. Поэтому пришлось бы тепловозы очень мощные сдвинуть состав, причем во время движения состава излишек мощности не использовался бы. Это невыгодно, не говоря уже о том, что на дизельной тяге поезд не мог бы трогаться плавно, с небольшой начальной скоростью, а срывался бы с места рыв-

Подобная же трудность возникла в свое время перед конструкторами автомобилей, где также используется двигатель внутреннего сгорания. На автомобилях задача решена с помощью коробки скоростей. Вал двигателя автомашины соединен с ведущей осью через набор зубчатых колес. Когда машина трогается с места, водитель включает наименьшую скорость. Вращение вала мотора остается почти таким же, как и при быстром движении, но за счет включения соответствующей пары шестерен в коробке скоростей оси колес машины вращаются очень медленно. В дальнейшем для увеличения скорости движения машины водитель включает новую пару шестерен и т. д.

Каждое переключение коробки скоростей сопровождается ударом в пе-редатрчном механизме, причем удар тем сильнее, чем больше мощность двигателя. В теплчвозном дизеле удар был бы настолько силен, что разрушил бы дизель и создал опасность для всего поезда. Ведь мощность дизеля на современном тепловозе в 10—15 раз больше, чем у автомобильного мотора. При двигателях мощностью более 300 лошадиных сил применение коробки скоростей невозможно.

В современных мощных тепловозах связь между валом дизеля и движущими осями пришлось осуществлять е помощью так называемой электрической передачи.

На тепловозе устанавливается электрический генератор, и энергия дизеля расходуется на выработку электрической энергии. А уже ток генератора питает тяговые электромоторы, приводящие в движение оси тепловоза. Генератор и электромоторы включаются таким образом, что на трудных участках пути, требующих повышенной тяги, тепловоз автоматически снижает свою скорость, а на легких — автоматически ее повышает. преимущество электрических машин. Генератор и электродвигатели на тепловозе заменяют коробку скоростей. Электрическая передача позволяет обеспечить непрерывное и плавное регулирование тягового усилия и скорости тепловоза.

Коэфициент полезного действия электрических машин высок. Потери энергии в них невелики, и полный коэфициент полезного действия тепловоза достигает 27 процентов. Таким образом, замена паровозов тепловозами снижает расход топлива не менее чем в 5 раз.

Тепловоз имеет и еще одно крупное преимущество перед паровозом: вода ему нужна лишь для охлаждения цилиндров дизеля. Из рубашек цилиндров вода поступает в радиатор, остывает, снова попадает в рубашки и т. д. Во время движения тепловоз не забирает воду на остановках. Паровоз же непрерывно расходует воду, выпуская отработанный пар наружу. В пути паровоз все время должен пополнять запасы воды.

Это преимущество тепловоза особенно важно для безводных местностей.

Недостаток тепловоза — необходимость пользоваться более дефицитным жидким топливом. Сейчас инженеры работают над заменой дизеля на тепловозе газовой турбиной, работающей на пылевидном топливе (размолотый уголь). Решение этой задачи еще выше поднимет значение нового локомотива.

На ценные качества тепловозов еще в 1922 году обратил внимание В. И. Ленин. Личное содействие Владимира Ильича сделало СССР родиной мощных тепловозов.

В течение новой пятилетки у нас будет построено 865 магистральных тепловозов мощностью не менее 1000 лошадиных сил каждый. Со сйоростью около 100 километров в час поведут они поезда по нашим железным дорогам. 1200 километров может, не останавливаясь, пройти такой поезд без заправки горючим. К концу пятилетки 7000 километров железнодорожных путей в нашей стране будет обслуживаться тепловозной тягой.

По материалам журнала «ЗНАНИЕ СИЛА» 1947 год

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector