Записки инженера. Шесть вопросов. План жизни с конца. Выращивание себя. Выращивание Родины. Сказки из физики

Каждый вечер нужно было старый песок из кошачьего туалета выбрасывать, а новый засыпать. Наш герой, в подсознании которого тлела задача, чем ответить на американские планы звездных войн, пошел, как всегда вечером, на улицу выбрасывать старый песок из кошачьего туалета. Он выбросил песок, как обычно, подальше и веером, чтобы локально не воняло. Тут это и произошло. Мозг связал песок, летящий вдаль из кошачьего туалета, со звездными войнами.

Вы, конечно, уже поняли, как можно победить американские спутники. Да или нет?

Утром парень, стесняясь, глаза в пол, рассказал о «дурной мысли» руководителю группы. Руководитель группы рассказал начальнику отдела. Дальше – как в сказке про репку, но по нарастающей. К вечеру «дурная мысль» легла от Министерства обороны на стол Михаилу Сергеевичу Горбачеву.

Еще через день Горбачев выступил по телевизору и как бы между прочим сказал, что «у нас» есть очень эффективное средство против американских боевых лазерных спутников. Очень недорогое, и ему «жаль», что деньги американских трудящихся будут тратиться «попусту», тем более что «мы теперь друзья».

Такие фразочки очень возбуждают «дружественную» американскую военную разведку. Ей в помощь устроили сверхсекретную «утечку» с разъяснением «дурной мысли». Через месяц мистер президент США Рональд Рейган объявил о сворачивании финансирования звездных войн. Естественно, из «дружеского» отношения к Союзу.

Вы все правильно поняли. Лазеры стреляют по ракетам, но не стреляют по песчинкам. Если на орбиту, где висят боевые лазеры, вывести «грузовик» с песком на встречной скорости и взорвать, то песчинки полетят к боевым американским спутникам, будут царапать стекла боевых лазеров, через месяц-два сделают их мутными и к бою непригодными.

Игорь Николаевич Острецов рассказывает эту историю немного по-другому. Он говорит о мелком радиоактивном материале, а не о песке. Это не снижает, однако, роли кошки-муромойки в победе над Америкой.

41. Пионерский лагерь Авиаремонтного завода

Он притягивал удивительные личности. Здесь был изобретатель секретной военной техники – Гоша. Он изобретал ракеты, снаряды и пули, которые будут невидимы, как бомбардировщик «Стелс». Во мне он нашел слушателя, который не перебивал, понимая, что к болезни нужно иметь снисхождение.

Гоша писал в КГБ о своих мыслях. Там устали. Его принял седой полковник и сказал: «Ваши мысли настолько важны для Родины, насколько и секретны. Их нельзя доверять машинисткам, так как вражеские разведки могут по копирке восстановить текст. Вы должны – и подпишите сейчас бумагу, – что будете все писать в шести экземплярах от руки и приносить мне лично». Гоша вдохновился и стал писать. Вдохновение, как вы знаете, обычно пропадает на третьем-четвертом экземпляре. Гоша устал и прекратил. У КГБ он был не первый такой.

Мастер спорта – парашютист, участвовавший в высадке с воздуха на пик Ленина, рассказывал мне, как удачно прошло первое десантирование. Как набрали вторую большую группу. О том, что у земли не было ветра, вверху тоже не было, но на высоте 10—20 метров от земли мощный боковой поток переносил воздух из одной долины в другую.

Всех понесло с парашютами горизонтально на скальные сбросы. Из 16 человек выжил один – испытатель парашютов. Он выстегнулся из парашюта и полетел вниз с 10—15 метров, сломал ноги, но спасся, его спустили с горы.

В тот год мастер-парашютист привез себе в пионерлагерь женщину, устроив ее на складе. Ему не повезло – приехала и жена.

Инженер-механик Ту-154 работал со мной кочегаром котельной. Он рассказывал мне, что творится за закрытой дверью пилотов, как только взлетели и набрали заданную высоту эшелона. Машину переводят на автопилот, и начинается веселье. Веселье заканчивается, только чтобы посадить машину. К этому времени хоть один пилот должен быть вменяемым.

Строгие пионервожатые и воспитатели. Весь белый свет, как на Ноевом ковчеге. Мудрое руководство жило само и давало жить другим. Приличные днем воспитатели и вожатые превращались после отбоя в стаю кошек и мартовских котов.

Все хотели любви. Кто-то поднимался до уровня падишаха и обслуживал целый гарем. Отдыхал душой. Пионерок находили в постелях пионеров старших отрядов или молодых работников кухни. Приехавший на контрольную проверку комсомольский вождь не мог утром найти свои штаны. По лагерному радио объявляли: кто нашел такие-то штаны, срочно принести к начальнику лагеря.

Все искали любви. Но не у всех складывалось. Утром лица недолюбивших несли на себе царапины, синяки и иные следы их ночных приключений.

Там я научился запускать водогрейный котел простейшей конструкции, создавать тягу в дымовой трубе.

42. Камера двухступенчатого сгорания

У меня крепкие и, как говорят женщины, красивые ноги. Шел шестой час беготни и перемещения всех возможных регуляторов. Ноги явно болели. Мозг по-прежнему не мог зацепиться. Явление то появлялось, то не появлялось.

Камеры двухступенчатого горения были новшеством, которое Центральный котлотурбинный институт передрал из японского патента. ЦКТИ много исследовал этот процесс, делал расчеты, изучал аэродинамику на моделях и т. п. Целью было растянуть мазутный факел. Обычно мазут дает очень выраженное по тепловыделению ядро горения – кольцо, которое сжигает обмуровку камеры сгорания. Поэтому хотели сначала газифицировать мазут, потом газ дожечь. Получался длинный красноватый факел. Обычно мазутный факел ослепительно белый, невозможно смотреть глазами.

В ЦКТИ ко мне отнеслись тепло. Как к безобидному очкастому существу, которое почему-то переписывает весь их отчет в свою тетрадку. Пожали плечами, но мешать не стали. Переписывал я несколько дней. С утра до поздней ночи.

Поехал на спиртовый завод, где стоял первый в Союзе котел с камерой двухступенчатого горения. Там ко мне тоже отнеслись тепло. Все были на уборке сахарной свеклы, из которой делают спирт. Котел стоял, и энергетик мне все рассказал и показал. Там делали попеременно этиловый спирт и синюху – метиловый. Переключали не предупреждая. Если шла синюха, то «опять мужики по лесу будут мертвыми валяться», – так говорили на заводе.

Потом мы, передрав идеи ЦКТИ, разработали конструкцию теплогенераторов с двухступенчатой камерой сгорания, и их установили на Среднеуральском МПЗ. Сначала произошла история «Ленин – Сталин…». Через неделю мне разрешили испытания.

Особенность установки БГС, к которой установили генераторы, была в том, что камере сгорания нужно было работать при давлении около плюс 30 мбар, что для энергетики редкость. Обычно минус 0,2—0,5 мбар.

У меня были изготовлены разные зонды, чтобы мерить температурные поля в факеле: точечные открытые спаи ХА-термопар, специальные зонды с охлаждением для измерения давлений, скоростей и направлений газов в крутящемся вокруг оси мазутном факеле. Также были специальные пробоотборники для измерения сажистого углерода в факеле. Тогда я сильно увлекался такими измерениями. Был специальный лючок в конце – по оси камеры сгорания, через который можно было видеть весь факел, его положение, крутку, длину и все такое.

Мерил, менял режимы, смотрел на длину факела. Через какое-то время заметил, что факел иногда резко укорачивается без изменения тепловой мощности. Обычно длина факела показывает время выгорания топлива пропорционально тепловой мощности. Укорачивание факела, тем более значительное, на 30—50%, говорит, что каким-то путем удалось сильно интенсифицировать горение. Этого все хотят, но это не удается без изменения конструкции горелки и камеры сгорания.

Уже часа два бегал вокруг генератора, менял режимы, пытаясь понять, что именно дает короткий факел. Чертовщина какая-то! Факел то укорачивается, то не укорачивается. От чего это зависит, я не мог понять. 16-мегаваттный генератор – это не лабораторный прибор. Установка длиной 20 метров и 4,5 метра в высоту. Чудес на нем без причины не происходит.

Вокруг заколдованной машины я бегал уже четвертый час. Вокруг машины, которую сам разработал. И не мог понять, что происходит. Что-то менял, и это изменяло факел. Изменяло очень резко, почти в два раза. Что именно приводит к изменению, не мог понять. Было странное чувство, что мне сделали подарок, подарили редкое явление, но взамен лишили разума. Решение было у меня перед носом, но мозг не мог ни за что зацепиться.

Это был явный редкий подарок судьбы. Он лежал передо мной, но мозг не дотягивался, и я не мог принять этот подарок. В этом отличие сильного мозга от слабого. Сильный сразу понимает, слабый и через пару сотен повторений не может понять.

Господь бог изощрен, но не злобен. Он сжалился над убогим, и я понял. Теперь нужно понять и вам. Возьмите стакан с чаем, с чаинками и помешайте ложкой. Вы увидите, что при перемешивании посередине уровень воды в стакане понижается, а чаинки собираются вдоль оси стакана.

То же самое происходит и в современных мощных камерах сгорания. Горелка создает сильно закрученный поток воздуха, закрутка передается факелу. В факеле при вращении посередине возникает пониженное давление (как и в стакане). Возникает узкий шнур обратного тока горячих газов, которые, двигаясь к корню факела, поджигают новые порции топлива. Так устроены все турбулентные горелки с круткой.

В горелке борются между собой два явления: обратный осевой зажигающий поток горячих газов и основной поток, который отталкивает зажигающий поток от корня факела. Чем лучшие условия созданы зажигающему обратному потоку, тем интенсивнее происходит горение топлива.

То, что я делал на генераторе, не имело никакого отношения к изменению режима горения. На фронте горелки был маленький лючок, через который я смотрел на факел спереди. На лючке была крышка. Если я забывал закрыть крышку, то факел укорачивался. Если закрывал – факел оставался длинным. Через открытый (по забывчивости) смотровой лючок выходил наружу небольшой поток горячих газов из осевой зоны корня факела. Это малое и слабое воздействие смещало равновесие и помогало зажигающему шнуру горячих газов поближе подобраться к корню факела, куда подавалось свежее топливо.

Увидеть такое на обычной установке, когда в камере сгорания разрежение, невозможно. Через смотровые лючки подсасывается атмосферный воздух. Это не помогает зажигающему шнуру. В нашем случае в камере сгорания было значительное давление, и «стравливание наружу» давления из корня факела резко интенсифицировало выгорание топлива.

Этот способ интенсификации горения применим для всех современных горелок, на любом топливе. Можно и патент написать, если кому-то не лень.

43. Пульсационное горение. Седой капитан

Пульсационное горение – это микровзрывы. Такая организация процесса может его очень сильно интенсифицировать. Это используется в космической технике при ориентировании спутников путем импульсного включения двигателей.

В земных условиях пульсационное горение не используется. По той причине, что возникающие при «микровзрывах» волны давления разрушают оборудование.

Мы «ввели» мощную, 10-мегаваттную установку в пульсационный режим и вернулись из него живыми. Эта история смыкается с первым пробным расчетом, описанным в тексте «Отчет». Рассчитывал я тогда именно такие установки. Установки делали на мощность 1 МВт, 2 МВт, 5 МВт. Считал я только аэродинамику, попросту говоря – аэродинамические сопротивления. О тепловых расчетах, стабильности воспламенения и т. п. речи не было. В реальных установках 1—5 МВт ничего плохого не происходило. Возникла уверенность, что на тех же принципах можно строить установки любой мощности.

Принцип, по-простому, заключался в следующем. Устанавливали небольшие «трубные горелочки» мощностью 0,1—0,2 МВт по концентрическим окружностям. Таким путем набирали нужную мощность: 1 МВт, 2 МВт, 5 МВт. Просто увеличивая число малых горелочек и число концентрических окружностей. Так разработали и генератор на 10 МВт. Такой подход и в Европе распространен – например, при сжигании низкокалорийных топлив, сбросных газов, на газовых турбинах и т. п.

Ведущий конструктор «десятки» был уже седым, а в годы войны он занимался обслуживанием самолетов, авиационных моторов на военных аэродромах. Еще во время истории, описанной в «Отчете», я спросил его, почему так необычно, как ракетное сопло, выполнен рассекатель периферийного воздуха на смешение. Он сказал: «Знаешь, я хотел, чтобы было похоже на ракету». Это ему удалось.

Установка на 10 МВт оказалась «несчастливой». В ночную смену произошел взрыв, громадный вентилятор раздуло и выбросило из цеха, проломив боковую стену примерно до третьего этажа. Оперативность ремонтных служб в черной металлургии была невероятной. К приходу утренней смены вентилятор втащили в цех, а стену цеха снова заложили кирпичом и покрасили. «Ничего не произошло». Поэтому в середине зимы я появился в казахстанских степях.

У меня было с собой «снаряжение». Баллон со спиртом, подкрашенный под компот и закатанный крышкой (забытая сейчас техника консервации), четыре напоромера, куча шлангов для присоединения к точкам отбора, две горсти патрубков для отбора давления, которые я собственноручно выточил на токарном станке, пневмометрическая трубка НИИгаза. Последнее в те времена было редкостью.

Всю установку уже опутали датчиками, прошли период холодной прогонки. Подошли к горячим испытаниям. Нужно было понять, какую часть воздуха можно подать внутрь «горелочек», а какую часть – в периферийный канал.

Мне дали самого лучшего оператора. Это был седой человек в очках, с лицом университетского профессора. Как профессор оказался в рабочей робе, было непонятно. Его задачей было удерживать регулирование, пока я меряю параметры. Но в случае, если он почувствует опасность, он должен был возвращаться на прежний «безопасный» режим. Об этом я его специально предупреждал. Так в программу испытаний были введены «мудрость» и «природное чувство опасности», свойственные опытным людям «с сединой на висках».

Установка была доброжелательна к нам. Перед входом в режим пульсационного горения нарастал внутренний глухой низкочастотный рокот, как будто танки приближаются. Молодежь всегда имеет «безумство храбрых». Это должно быть уравновешено «мудростью седин». Поэтому у штурвала у нас стоял мудрый седой капитан. Рокот нарастал, танки приближались. Вот они и въехали в нашу установку…

Ташкентцам, пережившим землетрясение, может быть примерно понятно, что при этом происходит. Земля начинает подниматься под ногами или дергаться в стороны, дома изгибаются, из стыков железобетонного каркаса вырываются струи пыли – это рвутся связи арматуры с бетоном…

В нашем случае начал изгибаться цех, его стальные перекрытия, с них посыпалась пыль, накопленная годами, стало сумрачно, как при солнечном затмении. Голосовая связь исчезла, утонула в грохоте танковой армии, двигающейся по установке. Передать голосом или знаками «указания» я уже не мог. Оставалась надежда на «мудрость» и «природное чувство опасности», свойственные опытным людям «с сединой на висках».

Седой капитан стоял на мостике и крутил штурвал, открывавший вентиль подачи топливного газа, увеличивающий пульсации. Он мозолистыми руками уверенно вел «корабль» в открытый гроб. В его мозгу не было ни капли сомнений. Все это было как в фильме Apocalypse now. Только без музыки Вагнера.