Удивительная физика

Действительно, в МГД генераторе нет движущихся частей, если, конечно, сам газ не считать частью машины. Но узких мест тоже немало.

Прежде всего газ, нагретый даже до 2 500 °C – это еще низкотемпературная плазма. Он полностью ионизируется при температурах примерно вчетверо больших. Эта плазма проводит ток в миллиарды раз хуже, чем медь, и даже хуже, чем вода в Ла-Манше. Но эта трудность оказалась преодолимой с помощью присадок из щелочных металлов, прежде всего калия. В раскаленный газ вносят немного, около 1 % калия в виде его дешевого соединения – поташа, и в десятки тысяч раз увеличивают электропроводность плазмы.

Далее. Ведь стенки сопла, а главное, электрода, должны длительно работать при 2 500 – 3 000 °C, а электроды, кроме того, еще и хорошо проводить электрический ток. Материалов, способных длительно противостоять таким температурам, да еще в присутствии агрессивных паров калия, пока не создано.

Чем же так привлекательны МГД генераторы, если при их создании идут на заведомые трудности? Оказывается, высоким коэффициентом полезного действия. Повышение КПД тепловых электростанций хотя бы на 1 % – это целое событие. Для более экономичной работы тепловых машин нужно в первую очередь повышать температуру рабочего тела: в современных тепловых электростанциях им является пар. Но она и так уже велика – около 700 °C, и каждый лишний градус дается отчаянным трудом. Еще бы – лопатки и диски паровых турбин, готовых разорваться от собственного вращения, нагревают до 700 °C. От этого их прочность отнюдь не увеличивается. А создание еще более жаропрочных материалов очень и очень сложно. Поэтому максимальный КПД тепловых электростанций сейчас всего 45—47 %. Повышение же температуры рабочего тела (газа) до 2 500 – 3 000 °C обеспечит рост КПД не менее чем на 20 %. Это революция в энергетике! Есть за что бороться, ради чего создавать жаростойкие материалы для стенок сопла и электродов!

Второй виток физики

В завершение любого дела принято подводить итоги и делать выводы.

По прочтении этой книги читатель, возможно, узнал кое-что новое и любопытное о физике и некоторых ее технических приложениях, заинтересовался каким-нибудь из ее разделов и решил изучить его глубже – одним словом, поближе познакомиться с физикой.

А выводы – их можно сделать много. Но автор полагает, что главных выводов три.

Вывод первый: время открытий в физике не только не закончилось, но быть может, еще и не наступило. Иногда люди высокомерно думают, что они о чем-то знают почти все. Так думали и в XVIII в., когда в 1755 г. в одном лондонском еженедельнике было гордо заявлено: «Электричество – это сила, хорошо изученная человеком». И это в то время, когда люди почти ничего не знали про него!

Вывод второй: физика ни на что не дает прямого единственного и однозначного ответа. Из математики известно, что дважды два – четыре, а не по-другому, потому что математика – это абстрактный, формализованный и точный аппарат многих наук. А физика – это сама жизнь, и, как сама жизнь, неоднозначна.

Например, что вокруг чего вращается: Луна вокруг Земли или наоборот? Да правильно и так, и этак, а если точнее, обе планеты вращаются вокруг их общего центра масс, если их не сбивают с пути Солнце, другие планеты, кометы и прочие небесные тела.

Или что такое свет, – волны или частицы? Да можно считать и так, и этак, а точнее, свет – и то, и другое сразу, причем красный свет – это больше волны, а фиолетовый – больше частицы. И так почти во всем.

Вывод третий: когда-то от физики отпочковались практически все естественные и технические науки, теперь они так разрослись и, в свою очередь, дали новые ростки, что узкие специалисты просто не знают соседних разделов физики. А это часто приводит к усложнениям и просто ошибкам в работе.

Например, сейчас сильно развилась электроника, а механику стали забывать. И вот в автомобилях, где двигатель вырабатывает, а колеса потребляют чисто механическую энергию, часто связывают их электроприводом, где идет преобразование энергии из механической в электрическую и обратно, и еще в химическую, если в приводе предусмотрен аккумулятор. А все потому, что занимаются этим специалисты, хорошо знающие электронику и электропривод и ведать не ведающие про вариаторы и маховики (о чем, в частности, говорилось в нашей книге).

Или чего стоит сложная электронная система с насосами, электродвигателями, многочисленными реле, датчиками и процессорами для поливки огурцов в жаркую погоду! И это вместо простой бочки со шлангами, про возможности которой знали еще древние греки с римлянами.

Поэтому общая физика нужна даже корифеям в узких специальностях, хотя бы как аннотация или оглавление к огромной и непостижимой одним человеком «Книге наук», чтобы не запутаться в простых, но незнакомых вещах, понимать, что происходит рядом, на соседней кафедре, в соседней лаборатории.