nick_55 (nick_55) wrote,
nick_55
nick_55

Categories:

И еще semitechno-дыбр о разном, о как! - не устали?:)

Только, как всегда, длинно получилось, посему под кат:)
О разных принципах, явлениях и людях.

1. Вот у многих френдов читал один шуточный социально-казарменный принцип - "Если пьянку не удается прекратить, её надо возглавить". И вдруг совершенно неожиданно этот принцип реализовался в иной сфере, правда, косвенно.

Наши высокотемпературные сверхпроводящие (ВТСП) ленты 2-го поколения на основе иттриевой керамики обладают одной очень неприятной особенностью - в них скорость распространения нормальной зоны очень низкая - миллиметры или доли миллиметра в секунду против десятков, сотен метров и даже нескольких километров в секунду у прежних низкотемпературных ниобий-титановых проводников. Заметим еще, что по качественным очевидным соображениям в сверхпроводящем композитном проводе сверхпроводник всегда запараллелен находящимся с ним в плотном контакте нормальным металлом с хорошей электро- и теплопроводностью - медью, намного реже - алюминием и даже, особенно в современных высокотемпературных лентах - серебром. А теперь зададимся вопросом - а что значит низкая скорость распространения нормальной зоны? А очень просто. В нормальном состоянии сверхпроводник стал нормальным металлом, то есть стал обладать сопротивлением. А теперь быстро вспоминаем школьный курс физики седьмого класса товарища Александра Васильевича Пёрышкина и закон Джоуля-Ленца Q=I2R, то есть количество теплоты, выделяющееся в проводнике пропорционально квадрату тока и сопротивлению. А с R что происходит после перехода? А оно растет с температурой, как всякое сопротивление нормального проводника. Но скорость НЗ низкая, и этот нарастающий разогрев происходит практически в одном месте, и в этом месте лента блистательно перегорает, и ее режет, как ножом, даже в наших экспериментах с хорошо охлаждаемыми со всех сторон азотом одиночными проводниками. А теперь намотаем обмотку, и тому же бывшему 7-класснику, если только он внимательно читал тов. Пёрышкина, ясно, что в обмотке условия охлаждения проводника хуже - то он с азотом непосредственно контактировал, а то только с соседними изолированными витками. А раз так - будет гореть еще блистательнее, чем одиночный проводник.
Вот и получается - хотели магнит построить, а получили шиш, и это очень серьезная проблема.
Но, как известно, критический ток сверхпроводника возрастает с понижением температуры, и азотные ВТСП можно охлаждать и жидким гелием, тогда можно сделать магниты с очень большими полями 30 - 40 тесла (для сравнения: поле Земли - 0,0005 тесла, лучших постоянных магнитов - 1 (отвертку не отдерешь, и часы вылетят сразу), обычных ниобий-титановых СП магнитов 5-7, лучших низкотемпературных СП магнитов из ниобий-оловянных проводников - 17-20). Но при всем при этом проблема низкой скорости НЗ и в этом случае никуда не девается, а поскольку запасенная энергия в магните пропорциональна В2, то вся она на этом маленьком участке перехода и высадится - будет не просто гореть, а еще и с дугой и фонтаном гелия, зрелище, конечно, выдающееся, но только при этом в трубу вылетит нехилое стадо автомобилей верхнего среднего класса - такой магнит вещь отнюдь не дешевая. И что делать? Думали-думали разные люди и придумали: а если в разных местах на витки магнита намотать маленькие нагреватели из нихрома. Возникла угроза перехода - и эти нагреватели включаются, разогревают большую часть ВТСП проводника, при всех его неприятных свойствах, хочет он того, или нет, а нормальная зона образуется по всему объему, и, в отличие от локального перехода здесь нормальный металл уже сработает - начнет "отсасывать" тепло и "возьмет на себя" часть тока, как в прежних НТ СП магнитах, ничего еще разогреться не успеет, а детектор нормальной зоны сработает, отключит источник питания, и магнит будет спасен. А теперь смотрим в самое начало этого пункта, и убеждаемся в новом торжестве социально-казарменного принципа:)

A мораль, о коей часто спрашивает строгий френд yuss? Истинно, истинно говорю вам, дорогие френды и читатели, поменьше ругайтесь в социал-либерал ЖЖ-собачествах, а наиболее идиотские виды собачеств - "гендерные" ("бабы дуры" - "мужики козлы"), "техно-гуманитарные" ("технари смеют иметь мнение, отличное от Моего" - "поди квадратное уравнение реши"), "статусно-автомобильные" ("моя тачка круче!" - "нет, моя!") и прочие в том же духе вообще обходите стороной, и да перейдут устроители этих последних собачеств в режим нарциссистского аутособачества. А читайте почаще френда tnenergy, который о пересказанном выше и об очень многом другом рассказывает так же замечательно, как af1461 (с наступающим ДР, кстати!) - о железнодорожном транспорте, periskop.su - o путешествиях и Питере, u_96 - о флоте и его истории, а кого еще для сравнения забыл - very-very big pardon. И нисколько не пожалеете, равно как и в случае с названными френдами.)

2. Довольно часто можно прочитать изречения следующего вида: "я знаком через N рукопожатий с Никсоном!"
И, как обычно бывает, в ответ следует целый "встречный волновой пакет":
-А я с Брежневым!
-А я с Картером!
-А я с Жискар д'Эстеном!
Разумеется, и полный тезка великого советского поэта тоже не остается в стороне.)
Если в этот разговор влезут еще и поклонники монархии, то всплывут и Елизавета Вторая, и королева Дании Маргрете и даже королева Виктория и Николай Первый, разве что Генрих Восьмой и Людовик Святой остаются за кадром - уж больно далеко по времени отстоят. Разумеется, каждая из вновь появляющихся сторон стремится уменьшить свое N, и скоро создается впечатление, что это не пост в ЖЖ, а выездное заседание палаты пэров. Правда, если, не дай Бог, между нео-пэрами произойдет небольшая коллизия по поводу того, чье нео-пэрство статуснее, а число N меньше, то возникнет процесс, сильно напоминающий распространение нормальной зоны в п. 1, или очень похожий на него по сути процесс распространения дуги в электрическом аппарате. Так искры с брызгами расплавленного металла и разлетаются.)
Писать сложные формулы, описывающие эти процессы, не станем, а воспользуемся понятным всем прекрасным поэтическим описанием от все того же Владимира Владимировича, которое уже один раз цитировалось в этом ЖЖ:

Сошло с Детердинга английское сэрство
И сэр такой испускает рык,
Какой испускать лабазник привык.. (С), из стихотворения "Баку", 1927

Пардон, что не воспроизвел знаменитую лесенку, а указанный в цитируемом отрывке звуковой сигнал по ссылке исходит вовсе даже не от сэра, а от леди - легко видеть, что сущность процесса от этого существенно не меняется.)
Из Вашего же покорного слуги кандидат в нео-пэры очень фиговый - оба деда были из крестьян, один Пензенской, другой Одесской губернии, вуз кончил совсем непрестижный, чай не МГИМО какой, работа - тоже не слишком привлекательна для чающих злата и карьеры, а с известными людьми общался совсем из другого мира, в коем заявка на нео-пэрство вызвала бы неудержимый смех.

Эти люди были очень разными, но пост и так длинный получился, поэтому остановимся только на одном из них.
Вот работал я в своем п/я Минэлектротехпрома СССР и, разумеется, пользовался научно-технической библиотекой и читал там разные электротехнические и прочие журналы. И в одном из них примерно 1979 вычитал следующее: 65 % вырабатываемой в мире электроэнергии потребляется асинхронными электродвигателями. Почему так происходит, тоже понятно, если только вслед за товарищем Пёрышкиным перейти на новый уровень и заглянуть во второй том "Элементарного учебника физики" товарища Г.С. Ландсберга, где очень просто и доходчиво объяснено, какой асинхронный двигатель простой и удобный: взяли три обмотки, расположили их на статоре под углом 120 градусов, и подали на них три переменных ЭДС, которые по фазе тоже сдвинуты на те же 120 градусов, то есть пространственный сдвиг равен временнОму, каждая ЭДС сдвинута относительно другой на треть периода, который, как известно - 360 градусов. И что получается в результате? Правильно, вращающееся магнитное поле. Сунем в такую конструкцию любой проводящий предмет - консервную банку, например, и будет она летать по кругу, правда с грохотом и биениями. А теперь вместо банки поставим сцентрированный ротор на подшипниках и с короткозамкнутыми проводниками, необязательно медными, часто в пазы просто заливают алюминий. Именно так в 1895 и поступил Михаил Осипович Доливо-Добровольский, и получился знаменитый на весь мир асинхронный двигатель. Почему асинхронный - потому что скорость вращения ротора всегда меньше скорости вращения магнитного поля, а почему это так, см. тех же тт. Пёрышкина и Ландсберга, а кто захочет еще объяснений - по желанию в комментах. Есть и синхронные электрические машины, двигатели и генераторы, о них как-нибудь в другой раз, только заметим, что подавляющее большинство генераторов на электростанциях синхронные (скорость поля=скорости ротора) и трехфазные, и последнее - все по той же причине, отсюда и эти 65 % в 1979 году, и сейчас этот процент может быть больше, может быть меньше, но все равно - большая часть электроэнергии в мире потребляется простыми, удобными, дешевыми асинхронными двигателями, которые приводят станки, насосы, разные сельскохозяйственные машины, вентиляторы - все перечислять и 20 постов не хватит.

НО! Опять идем в гости к тов. Ландсбергу и внимательно читаем, что он написал: асинхронный двигатель будет хорошо работать только тогда, когда его мощность равна или ненамного больше мощности приводимой им нагрузки. Что будет при меньшей мощности двигателя, понятно - он перегрузится и в конце концов просто сгорит, хоть асинхронный двигатель и сильно дуракоупорная машина, но нет такой машины, на которую не нашелся бы дурак, способный преодолеть любую дуракоупорность. А при сильно большей мощности - во-первых, тривиально экономически невыгодно: глупо приводить маленький намоточный станок, которому достаточно всего-то 100 Вт, 2 кВт двигателем. А менее тривиально - поставили мы двигатель много мощнее, так он все равно отдает приводимому устройству только ту мощность, которую оно способно развить. Но подаем-то мы на него то же самое номинальное сетевое напряжение 220 или 380 В - в большинстве случаев. И вся остальная наша электрическая мощность просто-напросто станет реактивной - обмотки двигателя просто начнут обмениваться электроэнергией с сетью. Нет, до номинальной мощности мы, конечно, не дойдем, двигатель не сожжем, но будем без толку греть провода, заставлять счетчик крутиться быстрее и еще штрафы энергетикам платить за сниженный коэффициент мощности, который не может быть для данного потребителя (завода, например) ниже 0,85. В идеале, конечно, лучше, чтобы он был 1, но сделать это очень нелегко. А меньше 0,85 - штраф неизбежен.
Значит, нужно делать - кажущийся тривиальный вывод! - двигатели разной мощности, а чтобы не было никакого бардака, их надо делать сериями - по мощности, номинальному напряжению и скорости, которая зависит только от частоты сети и числа обмоток статора. И эти серии, которые подогнаны под разных потребителей, и были спроектированы - уже со всеми тонкостями, позволяющими уменьшить потери - разными людьми в разных электротехнических институтах учебных и исследовательских, но больше всего - как раз в нашем п/я, и можно назвать имя человека, который всем эти руководил, в том числе и разработкой самой знаменитой и распространенной серии - 4А. Попадете на какой-нибудь завод, взгляните на любой токарный или фрезерный станок среднего размера - и с 90 % вероятностью у него окажется двигатель 4А. Насосы, которые подают вводу в ваши квартиры, тоже с очень высокой вероятностью приводятся этими же двигателями.
И звали человека, который пришел работать на тогда еще военный завод №627, а как только кончилась война, стал создавать эти серии одну за другой, Теодор Густавович Сорокер. И с завершением им серии 4А решилось множество проблем - проектировщики получили возможность сразу выбирать нужные им двигатели, а электротехническая промышленность массово производить детально разработанные, продуманные, качественно сделанные и стандартизированные серии двигателей, которые выпускались миллионами, пошли на экспорт в самые разные страны мира, и их стали производить по лицензии. Конечно, так было сделано не только в СССР, но - попляшите, либеральные конспирологи! - никто ни у кого ничего не "сдувал", а называется это конвергенция научно-технических идей, аналогичный пример из совершенно другой сферы можно найти и у А.В. Исаева, dr_guillotin, который, в опровержение резунистских баек, рассказывает о самолете Су-2 и его аналогах в разных странах мира.
Разумеется, Теодор Густавович не остановился на серии 4А и до самой смерти работал над сериями самых разных асинхронных двигателей на самые разные напряжения и мощности, и эти двигатели тоже пошли в серийное массовое производство и на экспорт и на лицензионный выпуск по всему миру. Но для того, чтобы проектировать такие серии двигателей нужно знать очень много всего: классическую электродинамику, теорию цепей, механику, электроматериаловедение самых разных материалов - проводниковых, магнитных и изоляционных, отдельно - конструкционных материалов, отдельно теплофизику и теорию тепловых расчетов электрических машин - и все это и не только это Теодор Густавович прекрасно знал, и учил этому других, и на самых разных конференциях по самым разным вопросам электротехники он был абсолютно своим человеком, и к нему очень прислушивались. И хотя в то время еще не было сверхпроводников, способных работать на переменном токе, для тех, кто занимался у нас сверхпроводящими машинами, он был очень авторитетен, и уже на соответствующих внутренних конференциях мы могли обсуждать с ним самые разные вещи, потому что, проектируя, в основном, асинхронные двигатели, он прекрасно разбирался и в любых других электрических машинах. И, разумеется, он никого не подавлял грузом ученых степеней и многочисленных лауреатских званий, а всегда был открыт, доступен и доброжелателен.

И вот после этого очень приблизительного рассказа, я могу смело сказать всевозможным рукопожатным знакомцам Картера, Жискар д'Эстена, Виктора Степановича Черномырдина и даже всем известного нео-Барина - не обижайтесь, дорогие, но придется вам вместе с кандидатами в нео-пэры обломиться: как бы вы ни минимизировали ваше N, для меня оно тождественно равно единице. Не через какие-то там "-цатые" рукопожатия, а лично и непосредственно я был знаком с человеком, который, не пролив ни капли крови и не сделав никому ни малейшего зла, в определенном смысле покорил, как минимум, полмира, и его личный вклад в эти самые 65 % 1979 года никак нельзя назвать несущественным.
Да, его уже давно не нет с нами, и при жизни он был очень скромным человеком, а блистать на презентациях, аки Гоги Мухосранский или Леся Рябцева, было бы для него абсолютно невозможным и непредставимым.
Но в истории науки и техники он останется навсегда, и никто его оттуда не вычеркнет - плевать, что о нем в Инете с трудом найдешь пару страниц. И один из элементов того, что дает нам жизнь, тепло и свет - и это никакой не пафос, а простая констатация элементарного факта! - сделано при его очень существенном и непосредственном участии.
А на вопрос упомянутого в п. 1 строгого френда можно снова, в -цатый раз дать очень простой ответ: существуют такие самые разные люди, занимавшиеся самыми разными вещами - и, разумеется, НЕ только технической сверхпроводимостью и электромашиностроением! -которые несравненно больше достойны того, чтобы о них помнили и хотя бы неполно и приблизительно рассказывали, хотя бы в ЖЖ с сотней френдов, нежели разного рода статусные особы из блогосферы, мира политики, шоу-бизнеса, альтернативного сценаризма и - как это еще называется? - "артхаусного креативного искусства", что ли?:)

P.S. И еще немножко обломитесь, дорогие нео-пэры: упомянутый в посте Александр Васильевич Пёрышкин был личностью того же масштаба и принципов. Это про него и про его учебники однажды, уже в постсоветское время в шутку написали "По ним, сказать не побоюсь, училась физике вся Русь", разумеется и весь СССР тоже, а уж какими тиражами они были изданы в нашей стране и за рубежом, подсчитать будет очень нелегко. И 1-го сентября 1973 самую первую лекцию нам прочитал именно он, и потом мы сдавали ему лабораторки и зачеты по методике преподавания физики. И нет ни одного раньше советского, а теперь российского, и не только российского физика, и не только физика - от нынешнего президента РАН и строителей токамаков до учителя физики в школе на Чукотке, который бы не знал, кто он такой, и ни разу бы не держал в руках его книг и учебников.
Subscribe

  • Чуть-чуть дыбра:)

    Я никуда не делся, просто характер работы несколько поменялся - даже в выходные пришлось вылезти и крутить винты и гайки - это вместо леса и общения…

  • Пост 4-летней давности с добавлениями

    200 лет со дня рождения Шарль Бодлер (9 апреля 1821 - 31 августа 1867), если кто не узнал. И дальше... Стихотворение "К читателю",…

  • "Порфирио-", гео- и прочий дыбр:)

    1. Идем в гости к френдессе Наде и читаем очередную найденную ею блистательную новость. Ну что можно сказать?…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 6 comments