Загадочный импульс. Заметки изобретателя

Надо придумать такую установку, которую просто изготовить на месте. Генератор пусть будет на 1500 оборотов в секунду. Прикинул — оказывается, течение не сможет обеспечить необходимую скорость вращения турбины. Наиболее разумный выход — поставить на вал несколько турбин. Если уменьшить размер турбин вдвое, то и скорость вращения возрастет вдвое. Но тогда под тот же расход воды и ту же площадь сечения струи нужно, по расчету, четыре турбины. Соединим их попарно. Но как к ним подвести и от них отвести воду?

Не удивляйтесь этому вопросу: удачно отвести воду от рабочего колеса турбины не менее важно, чем с минимальными потерями энергии подать ее на турбину! Для отвода отработанной воды в гидроэнергетике еще с начала века пользуются отсасывающими трубами. Такая труба примыкает прямо к камере, в которой вращается рабочее место. Отсасывающие трубы делают расширяющимися, чтобы ускорить отвод воды и уменьшить давление здесь, за турбиной. Мощность турбины возрастает, если под ней будет некоторое разрежение. Но малейший отрыв потока воды от стенок отсасывающей трубы — и все идет насмарку: возникают воздушные мешки, мощность падает. Вот какое деликатное и тонкое дело — отвод воды от рабочего колеса турбин. Тем более это важно при малых напорах воды, когда малейшее расхищение мощности становится относительно очень чувствительной утратой.

Задачу эту я в конце концов решил. В рассказе о создании торцовых гирляндных установок может быть поставлена точка. Впрочем, мы незаметно уже сделали один шаг, а сейчас должны сделать другой — в сторону от поперечных и продольных гирляндных установок к другим работам.

Технических подробностей было уже немало на предыдущих страницах. Встретятся они и в дальнейшем. Но сейчас, припомнив еще один эпизод из моей творческой жизни, хочется подвести читателя к одному наблюдению.

Но прежде — еще несколько слов о гидросиловых установках!

Любой из нас питает большое почтение к гигантским гидростанциям, сооружаемым на самых многоводных реках страны. Это уважение воспитывается с детства:

Человек сказал Днепру:
«Я стеной тебя запру.
Ты с плотины будешь прыгать.
Ты машины будешь двигать»

Непосвященному в тайны гидроэнергетики работа таких ГЭС представляется чем-то абсолютно устойчивым, как и само течение реки, — вечное движение, да и только! А ведь мощность гидроэлектростанций в периоды половодья резко падает. Дело в том, что в это время уровень речки ниже плотины поднимается, потому что энергетикам приходится сбрасывать через плотину излишек воды. При этом сбрасываемые воды превышают рабочие расходы в пять, а порой и в десять раз. Значит, разница уровней верхнего и нижнего бьефов, то есть уровней воды выше и ниже плотины по течению реки, становится меньше, напор в турбинах снижается, мощность станции падает. Увеличивать установкой дополнительных агрегатов мощность ГЭС, чтобы воспользоваться добавкой в период сброса паводковой воды, нерационально. Современные турбины стоят слишком дорого, чтобы позволить себе роскошь ставить ряд агрегатов, которые будут работать только один-два месяца в году, а остальное время стоять.

И вспомнился мне мой малюсенький турбиносочлененный микроагрегат, спроектированный для пограничников. В нем турбины работают попарно. То есть в принципе на один генератор можно заставить работать любое число турбин. С уменьшением диаметра турбин вес их будет снижаться: метровая турбина будет весить в тысячу раз меньше, чем турбина диаметром в 10 метров. Если посадить на вал 100 таких турбин, их вес будет вдесятеро меньший, чем у турбины-гиганта. Зато и вращаться они будут раз в 10 быстрее.

Можно поставить параллельно три ряда турбин. Ну, а чем больше скорость вращения генератора, тем его коэффициент полезного действия выше.

Так родилась схема сверхскоростных гидроагрегатов. Чтобы разработать конструкцию в деталях, выезжаю в командировку на Волжскую ГЭС имели XXII съезда КПСС — иду, так сказать, в разведку. Присматриваюсь. Водосливная часть плотины ГЭС оказалась совсем не такой, как было представлено на моих обобщенных схемах… Прежде всего она очень широка: над плотиной проходили крановые пути, железная дорога, пешеходные тротуары и широкое асфальтированное шоссе в город Волжский. Поперечными устоями-быками плотина разделена на двадцатиметровые пролеты. Шел сброс воды, краны подняли большинство щитов, закрывающих пролеты, и по наклонным днищам в каждом пролете с ревом проносился поток воды сечением около ста квадратных метров! Как к нему подступиться?..

Однако окончательная компоновка быстроходных турбинных агрегатов и устройств, подводящих к ним воду, была уже относительно несложной задачей. А вычерчивание отдельных узлов всей конструкции и необходимые расчеты — обычное дело.