Текст книги "100 великих достижений в мире техники"

Автотрактор НАМИ

Вековой спор, что лучше для сельского хозяйства – колесные машины или гусеничные, – кажется, подошел к своему логическому завершению. На долю гусеничных машин остается самая тяжелая работа. Основную же нагрузку возьмет на себя даже не колесный трактор, а мобильное малогабаритное транспортное средство (ММТС).

На первый взгляд ММТС похож не на трактор, а на автомобиль. Этакий грузовичок с кузовом и двумя ведущими мостами. История же создания его такова.

После окончания Второй мировой войны, когда в Германии остро ощущалась нехватка техники в сельском хозяйстве, немецкими конструкторами в 1946–1948 годах были созданы первые «унимоги». Колесные трактора автомобильной компоновки (тогда это так называлось) представлялись некоей панацеей, способной спасти сельское хозяйство.

«Унимоги» выпускают до сих пор, но их почти не используют в сельском хозяйстве. Сейчас сфера их применения – жилищно-коммунальный сектор, где они наводят чистоту в городах. Для селян мощность двигателя в 25 лошадиных сил оказалась недостаточной.

Наши конструкторы из Центрального научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ) воспользовались зарубежным опытом. Но стали решать ту же задачу «от противного». По словам генерального директора ФГУП НАМИ Алексея Платова, анализ ситуации показал, что в сельской местности России нужнее именно грузовичок-вездеход, а не трактор.

Раньше необозримые просторы нашей страны и ее бездорожье механизаторы преодолевали на грузовиках ГАЗ-53 и ГАЗ-66, но ныне они уж сняты с производства. Гонять же трактор типа «Беларусь», а тем более «Кировец» из конца в конец района – при нынешних ценах на топливо непозволительная роскошь. Да и трактор никогда не отличался особыми скоростными качествами.

ММТС же является компактным автомобилем высокой проходимости с колесной формулой 4×4. В условиях бездорожья он способен устойчиво двигаться со скоростью от 3,5 до 50 км/ч. Это, кстати, дает возможность эксплуатировать машину не только в сельской местности, но и на дорогах общего пользования – ММТС не будет тормозить транспортный поток своей медлительностью.

Машина прежде всего предназначается для личного пользования. А потому и стоить будет относительно недорого – около 300 тыс. рублей. По исследованиям экономистов НАМИ, спрос на ММТС на отечественном рынке составляет около 30 тыс. машин в год.

В 2007 году шесть образцов ММТС уже прошли госиспытания. В результате их специалисты Минсельхоза пришли к выводу, что основную ставку надо делать на самую мощную машину, так как она годится и для сельскохозяйственных операций – например, пахоты.

«Мы считаем, что самым ходовым может оказаться самосвал с опрокидывающейся на три стороны платформой, с гидрофицированной задней навеской для тракторных агрегатов и задним же валом отбора мощности, – сказал Платов. – Популярностью будет пользоваться и базовое шасси, на которое можно установить цистерну или фургон»…

ММТС НАМИ

Новый грузовик в первую очередь предназначен для сельхозработ, в основном в фермерских хозяйствах. Однако разработчики и производители уверены, что грузовики пригодятся для коммунального, сельского и лесного хозяйства, милиции, ГИБДД, МЧС, скорой помощи, пожарных, газовых и энергослужб. Тракторомобили могут стать фургонами, молоковозами, вахтовыми и экспедиционными автомобилями, их можно также оборудовать бурильной установкой, автовышкой.

С помощью универсального транспортного чуда можно сеять, боронить на небольших участках, копать ямы для установления столбов, убирать снег, разравнивать землю… Кроме того, можно использовать грузовик и для транспортировки грузов по бездорожью.

Машина спроектирована по модульному принципу. Кабина каркасно-панельной конструкции с несущим каркасом и навесными пластмассовыми панелями, большой площадью остекления.

На сегодняшний день в Новгородской области, на заводе «Автоспецоборудование», уже началось серийное производство тракторомобилей под названием SILAN. Как рассказал директор предприятия Андрей Мелехин, эти машины будут выпускаться по 5000 экземпляров ежегодно.

В поход, шароход!

Представьте себе картину: из небольшой рощицы на приморский пляж неслышно выкатился блестящий шар высотой с двухэтажный дом. Легко подминая кустарник, он направился к берегу, с негромким всплеском вошел в воду и поплыл, а точнее, покатился по невысоким гребням волн. Через некоторое время развернулся, приблизился к берегу, выбрался на сушу и остановился. С пляжа, из поселка сбежались любопытные, кто-то вспомнил пришельцев, только на «летающую тарелку» странный предмет отнюдь не походил, да и взлетать, судя по всему, он не собирался.

В нижней части шара открылся люк, выдвинулся трап, и наружу вышли… обыкновенные люди. Они-то и разъяснили собравшимся, что проводят испытания нового вездеходного транспортного средства – шаромобиля, или шарохода.

Устройство шарохода. Корпус его выполнен из высокопрочного и радиопрозрачного композиционного материала на основе углеродных волокон. Наружная поверхность кажется гладкой, но внутренняя, напротив, шероховатая, ибо соприкасается с ведущим колесом и должна обеспечить хорошее сцепление.

В самом корпусе, выше его диаметрального сечения, расположена площадка, покоящаяся на трех шаровых опорах и оснащенная гироскопом, оттого и на стоянке, и в движении она сохраняет строго горизонтальное положение. На ней размещены кабина с пультом управления, радиостанция, радар и т. д.

Схема шарохода

Под платформой смонтированы электродвигатель, аккумуляторы, редуктор и ведущее колесо – при движении оно вращается, заставляя перемещаться и корпус шарохода. Все эти агрегаты представляют собой комплекс, шарнирно закрепленный на оси в центре шара, выполняющий роль своего рода физического маятника. Словом, по своему принципу движения шароход весьма напоминает белку в колесе. Если все же возникнет опасность опрокидывания, автоматически срабатывают концевые выключатели, и электромотор выключается.

А вот дополнительный штрих к конструкции. Наружная обшивка ее только кажется гладкой, на самом же деле она состоит из множества шестиугольников. Они обеспечивают надежное сцепление с дорогой. На плаву же из-за смачивания скорость передвижения заметно уменьшается. Внутренность шаровидной станции разделена на ряд уютных, хорошо оборудованных помещений. Поверхность полусферы заканчивается палубой, с которой всегда возможен выход наружу.

От идеи к конструкции. Рассказав о своем проекте, изобретатель Александр Викторович Волков, к сожалению, не успел воплотить задуманное в жизнь. Между тем, как выясняется, он был не одинок в своих устремлениях – у изобретателя есть как предшественники, так и последователи.

Например, известный в 30-х годах изобретатель и конструктор Павел Игнатьевич Гроховский разработал и тогда же опубликовал описание конструкции подобного вида научно-исследовательского и транспортного средства для тяжелых условий Заполярья.

В своей статье он напоминал, что исследователи Арктики не раз совершали дрейфы на судах во льдах Полярного бассейна. И не всегда они оканчивались благополучно – многие суда были раздавлены льдами. Между тем для прохождения судов по Северному морскому пути и для организации трансарктических перелетов в Америку весьма важны данные о погоде. Стало быть, в Арктике необходима сеть постоянно действующих научно-исследовательских станций и метеопостов. Это доказала экспедиция Папанина.

«Но такие станции должны быть абсолютно безопасными, не боящимися никакого сжатия, которые могли бы дрейфовать во льдах в течение нескольких лет подряд, – писал Павел Игнатьевич. – Одна из форм, гарантирующих безопасность во время давления и сжатия льдов, – шар. Попробуем представить себе, как будет выглядеть такая шаровидная дрейфующая станция.

Шар может быть изготовлен из стали, из легких сплавов, наконец, из дерева. Для большей гарантии швы его заделываются заклепками или сваркой. Внутри шара для увеличения прочности пропускаются шпангоуты. По всей поверхности шара расположен ряд герметических люков, которые могут открываться и закрываться. Шар не должен погружаться в воду выше центра. Только при таких условиях он при сжатии льдов всегда будет вытесняться кверху»…

Далее Гроховский описал примерную компоновку и устройство шара-станции. Правда, в стороне остались многие насущные вопросы. Например, ничего не было сказано о том, как шар будет доставляться к месту зимовки полярников и эвакуироваться по ее окончании. Вероятно, Павел Игнатьевич предполагал, что к его разработке подключатся и другие энтузиасты и всеобщими усилиями проект будет доведен до практической реализации.

Увы, этого не случилось. В 1937 году П. И. Гроховский был снят с должности главного конструктора Экспериментального института Наркомата тяжелой промышленности по вооружениям РККА. Затем был арестован, расстрелян и реабилитирован лишь в годы хрущевской оттепели, спустя четверть века.

Между тем конструкторская мысль все же не дремала. Аналогичную конструкцию в 70-х годах разработали французские изобретатели. За основу они взяли всем известное перекати-поле. Это растение отличает шаровидная крона. По осени этот сорняк отрывается от своего корня и перекатывается ветром с места на место, разбрасывая повсюду свои семена.

Французы и предложили создать оболочку из тонкого металла или прочного пластика, внутри которой (или по бокам) на своеобразной «жердочке» могут быть подвешены контейнеры с научной аппаратурой или даже капсулы с экипажем. Подгоняемая ветром или вращаемая мотором, оболочка катится по ледовому полю или по разводьям примерно так же, как это предлагал А. Волков.

Еще одна шаровая конструкция предложена американскими исследователями из NASA. Опять-таки внутри полой оболочки из пластика подвешена на тягах капсула с научной аппаратурой или экипажем. Одна из тяг может укорачиваться с помощью лебедки. Центр тяжести конструкции при этом смещается, и шар катится даже при полном безветрии. Говорят, что такой «шарик» американцы намерены отправить с одним из автоматических зондов на Марс для более детального обследования поверхности Красной планеты.

Ушел в подземоход…

Этой истории скоро будет «в обед сто лет». Однако с каждым годом она обрастает все новыми удивительными подробностями и героями. И теперь уж очень трудно разобраться, где правда, а где вымысел. Но давайте мы все-таки попробуем отделить зерна истины от плевел неправды…

От фантазий к реальности. Вообще-то идея давно витала в воздухе. Она так и просилась на перо Жюля Верна, который вслед за «Наутилусом» мог отправить в путешествие уже не подводный, а подземный крейсер, расписать приключения его героев. Однако, увы, Жюль поверил современным ему ученым, которые утверждали, что в Земле есть обширные полости. Некоторые даже говорили, что наша планета вообще полая! И писатель отправил своих героев в путешествие пешком, без всякой подземной лодки.

Лишь когда теория полой Земли потерпела крах, а это случилось уже в XX веке, фантасты и ученые один за другим повели разговоры о том, что хорошо бы наряду с подводными лодками создать этакие субтеррины, которые бы могли столь же свободно бороздить не только водные, но и земные просторы.

Однако если вода в 800 раз плотнее воздуха, то твердь нашей планеты такова, что далеко не всюду ее берет лопата – приходится прибегать к помощи кирки и отбойного молотка. А буры, с помощью которых в недрах делают скважины, как известно, снабжают алмазными коронками. Алмаз же, между прочим, одно из самых твердых веществ на нашей планете.

Тем не менее желающие пофантазировать все-таки находились. Одним из таких фантазеров был наш соотечественник Петр Рассказов. Причем надо отметить, что он, несмотря на свою фамилию, был вовсе не литератором, а инженером и свою идею выразил не словами, а набросками чертежей.

За что, говорят, и был убит в смутные времена Первой мировой войны. А его чертежи таинственным образом исчезли. Всплыли они через некоторое время не где-нибудь, а в Германии. Но в дело так и не пошли, поскольку войну ту немцы вскоре проиграли, им пришлось заплатить победителям огромные контрибуции. Тут уж не до каких-то там подземных лодок.

Между тем мозги изобретателей продолжали работать. Аналогичную конструкцию в США попытался запатентовать Питер Чалми – сотрудник «фабрики изобретений», которую возглавлял не кто-нибудь, а сам знаменитый Томас Эдисон.

В списке изобретателей подземной лодки значится и Евгений Толкалинский, в 1918 году эмигрировавший из революционной России на Запад вместе со многими другими учеными, инженерами, изобретателями.

«Крот» под горой Благодать. Впрочем, и среди тех, кто остался в Советской России, нашлись светлые умы, взявшиеся за это дело. В 30-х годах XX века изобретатель А. Требелев, конструкторы А. Баскин и А. Кириллов создали проект некоего «подземохода», область применения которого обещала быть просто фантастичной. Например, подземная лодка доходит до нефтяного пласта и плывет от одного «озера» к другому, разрушая на своем пути горные перемычки. За собой она тянет трубопровод и, достигнув, наконец, нефтяного «моря», начинает оттуда качать черное золото.

В качестве прототипа для своей конструкции инженеры взяли… крота. Несколько месяцев они старательно изучали, как тот проделывает подземные ходы, и создали свой аппарат «по образу и подобию» этого животного. Только кое-что, конечно, пришлось переделать. Так, скажем, лапы с когтями пришлось заменить более привычными фрезами – примерно такими же, как у угледобывающих комбайнов.

Первые испытания лодки-крота прошли на Урале, в рудниках под горой Благодать. Аппарат вгрызался внутрь горы, своими фрезами крошил крепчайшие породы. Но конструкция лодки оказалась все же недостаточно надежной, ее механизмы часто отказывали, и дальнейшие разработки в данном направлении были признаны несвоевременными. Ведь на носу уже была Вторая мировая война.

Тем временем в Германии. Однако та же война, начавшаяся 1 сентября 1939 года, в Германии как раз послужила катализатором возрождения интереса к давней идее. До сих пор толком неизвестно, сам ли изобретатель В. фон Верн додумался до этой идеи, или ему кто-то помог отыскать старые документы в архивах немецкой разведки, однако в 1933 году он запатентовал свой вариант «подземохода».

Изобретение на всякий случай засекретили и отправили в архив. И неизвестно, сколько бы оно там пролежало, если бы на него в 1940 году случайно не наткнулся граф Клаус фон Штауфенберг. Несмотря на свой титул, он с восторгом принял идеи, изложенные в книге «Майн камф» Адольфом Гитлером. И когда новоявленный фюрер пришел к власти, среди его соратников был и фон Штауфенберг. Он быстро сделал карьеру при новом режиме, и когда ему на глаза попалось изобретение Верна, он понял его ценность.

Он довел суть дела до влиятельных чинов генштаба вермахта. Изобретателя вскоре разыскали и создали все условия, чтобы он мог реализовать свою идею на практике.

Подземная лодка нацистов

Дело в том, что в 1940 году генштаб разработал операцию «Морской лев», главной целью которой было вторжение нацистов на Британские острова. Вот тут бы подземная лодка и пригодилась бы. Пропахав землю под Ла-Маншем, такие лодки могли бы беспрепятственно доставлять в Великобританию отряды диверсантов, которые бы посеяли панику среди британцев.

Изобретатель пообещал сделать аппарат вместимостью до 5 человек, способный двигаться под землей со скоростью 7 км/ч, и нести боезаряд массой 300 кг. Согласитесь, этого вполне достаточно, чтобы провести внушительную диверсию.

Однако время шло, изобретатель продолжал возиться в своей лаборатории. Тут инициативу перехватил Герман Геринг, шеф люфтваффе. Он убедил фюрера, что не стоит заниматься «мышиной возней», когда доблестные асы Третьего рейха могут в считаные дни разбомбить Британию с воздуха.

По приказу Гитлера работы над подземной лодкой были свернуты. В небе Британии началась знаменитая воздушная война, которую, в конце концов, выиграли англичане. Солдатам вермахта так и не было суждено ступить на британскую землю.

Но это уже другая история.

Мечта Никиты Сергеевича. Ну а что же с подземной лодкой? Идея ее создания вовсе не канула в Лету. По крайней мере, в нашей стране.

Говорят, в 1945 году, когда после разгрома фашистской Германии вовсю рыскали трофейные команды бывших союзников, в руки спецагентов из ведомства Л. П. Берии попали чертежи и остатки странного механизма. Тут же были вызваны эксперты, которые и пришли к выводу, что перед ними аппарат, предназначенный для проделывания ходов под землей.

Проект отправили на доработку. Говорят, в 50-х годах ленинградский профессор Г. Бабат предлагал использовать для снабжения энергией «подземохода» сверхвысокочастотное излучение. А московский профессор Г. Покровский примерно в те же годы произвел расчеты, показывающие принципиальную возможность использования процессов кавитации не только в жидкой, но и в твердой среде. Пузырьки газа или пара, по его мнению, способны весьма эффективно разрушать горные породы.

Говорил о возможности создания «подземных торпед» и академик А. Д. Сахаров. По его мнению, можно создать условия, при которых подземный снаряд будет двигаться не в толще пород, а в облаке распыленных частиц, что обеспечит сказочную скорость продвижения – десятки, а то и сотни километров в час!

В общем, о разработке Требелева вспомнили снова. И с учетом трофейных добавок дело обещало выгореть. Тем более что проектом заинтересовался лично Н. С. Хрущев, сменивший у руля государства умершего И. В. Сталина.

Для серийного производства подземных лодок, испытания которых, по существу, еще и не начинались, в крымских степях срочно стали возводить огромный завод. А сам Никита Сергеевич публично пообещал в одной из своих речей достать империалистов не только из космоса, но и из-под земли!

Было создано несколько вариантов «подземохода», которые отправили для испытаний все туда же, на Урал. Первый цикл испытаний прошел удачно – подземная лодка со скоростью пешехода уверенно проделала ход с одного склона горы на другой. О чем, естественно, тут же было доложено правительству.

Возможно, именно эта весть и дала Никите Сергеевичу основания для его публичного заявления. Но он, как всегда, поторопился. Во время второй серии испытаний произошел загадочный взрыв, и подземная лодка погибла со всем своим экипажем, оказавшись замурованной глубоко в земной толще.

А тут и самого Никиту Сергеевича неожиданно попросили из Кремля. В одночасье из первого лица государства он превратился в обыкновенного пенсионера «по состоянию здоровья», на которое никогда не жаловался.

Пришедший на смену генсек Л. И. Брежнев стал закрывать все проекты, пользовавшиеся благосклонностью Хрущева. Так было прекращено строительство центра микроэлектроники в Зеленограде, постарались забыть и о подземной лодке. Тем более что никому не хотелось брать на себя ответственность за взрыв.

Глухой отзвук об этих работах остался лишь в романе Э. Тополя «Чужое лицо», где мастер детективного жанра описывает, как подземную лодку намеревались уж испытывать не где-нибудь, а у берегов США. Туда должна была отправиться ядерная субмарина, имея на борту новинку отечественного военно-промышленного комплекса. Там, по идее, подземную лодку должны были выгрузить, и она своим ходом собиралась добраться до самой Калифорнии, где, как известно, довольно часто случаются землетрясения. Лодка должна была оставить в заранее рассчитанном месте ядерный боезаряд, который мог быть взорван в нужный момент. А все его последствия затем бы списали на стихийное бедствие…

На счастье, ничего такого не случилось. Испытания подземной лодки, как уже говорилось, так и не были доведены до конца.

Недра штурмуют… ракеты?! Впрочем, даже многих энтузиастов создания «подземоходов» не устраивает идея дробления пород механическим способом. Как показывают современные проходческие щиты, при такой проходке тратится огромное количество энергии. И тем не менее щит движется со скоростью несколько метров в сутки. Это не «плавание», а скорее «ползание».

Ускорить процессы проходки пытались не раз. Так, в 1948 году инженер М. Циферов получил авторское свидетельство СССР на изобретение подземной торпеды – аппарата, способного самостоятельно двигаться в толще земли со скоростью 1 м/с. (Для сравнения: скорость агрегата Требелева – 12 м/ч.)

Циферов предложил способ бурения с помощью скрытого взрыва. Для этого им была сконструирована специальная головка бура, напоминающая гигантское сверло. Его режущими кромками служили две радиальные щели. Далее следовал пороховой отсек, в котором располагался заряд, взрывавшийся от электрического запала. В момент взрыва пороховые газы создавали в камере сгорания давление в 2000–3000 атмосфер! С огромной силой они вырывались из узких щелей головки, их реактивные потоки вращали бур. Как только отгорала одна шашка, из специального отсека через затвор, похожий по своему устройству на орудийный замок, подавалась новая.

С помощью подобного бура, как показали расчеты, можно пройти в глубь Земли на 12 км. Почему не больше? Штанга или трос, на которых висит бур, при больших глубинах погружения могут оборваться, не выдержав собственного веса.

Тогда, чтобы не связываться с тросом, Циферов предложил еще и подземную… ракету. Она была «перевернута вверх тормашками», чтобы выжигать и активно выталкивать грунт из проделываемой скважины. Со времени первой заявки прошло уже более полувека. Подземные ракеты ныне совершенствует сын изобретателя. Но в широкую практику они так и не внедрились. Почему?

Дело в том, что таким процессом очень трудно управлять. Запущенная ракета действительно в считаные секунды уходит вглубь на десятки метров. Но будет ли этот путь прямым? Ведь даже в воде торпеды, случается, уходят в сторону. Недра же куда более неоднородны, чем вода. Очень велик шанс, что при проходке снаряд «поведет» в сторону. А как говорит кавказская пословица, даже хромой, бредущий верной дорогой, обгонит всадника, скачущего не туда…

А вот и «ядерный крот». В конце XX века все больше энтузиастов, разрабатывавших идею создания подземного крейсера, склонялись к тому, что такой корабль должен быть атомным. Эту идею подхватили доктор технических наук Виктор Феодоров и его коллега, кандидат экономических наук Мухамед Кокоев, разработавшие проект «ядерного крота». Они подсчитали, что для проходки туннеля диаметром 1 м со скоростью 0,05 м/с нужно за секунду нагревать до температур 800–1000 ^оС 120–140 кг породы, что требует не менее 200–250 МВт тепловой мощности.

Это огромная мощность. Поэтому для экономии авторы предлагают не оставлять за проходческим комплексом свободный канал, а заполнять его разрушенной породой, перемещая ее с помощью специальных транспортеров. Тогда подвергать термообработке придется лишь относительно небольшую часть породы.

Устройство «ядерного крота» они видят примерно таким. Самоходный аппарат длиной в несколько десятков метров должен состоять из шарнирно-сочлененных блоков: ядерного реактора тепловой мощностью 4–5 МВт, парогазогенератора и турбогенератора мощностью 600–800 кВт. Кроме того, нужны секции навигации, связи, управления… Конечно, не обойдемся мы и без оборудования для разрыхления пород, транспортеров для их перемещения.

Интересная деталь проекта состоит в следующем. Верхняя часть земной коры состоит в основном из осадочных пород с относительно невысокой прочностью. И самое замечательное – в них всегда содержится много кристаллогидратной и адсорбированной воды, которая при нагреве породы до 300–500 °С интенсивно выделяется в виде паров.

Но это не все. Карбонаты и сульфаты, содержащиеся в породе, при нагреве до 900 °С и выше разлагаются с выделением не только воды, но и диоксида углерода и сернистых газов, которые тоже можно использовать для разрыхления недр.

Кроме того, из пород в результате термообработки получаются вяжущие материалы. Уплотняя их, «ядерный крот» создаст подземный канал длиной в сотни километров с укрепленными стенками.

Поддерживать связь с комплексом и управлять им дистанционно можно с помощью сверхдлинных радиоволн, подобно тому как ныне устанавливают связь с субмаринами, находящимися в подводном положении. А морская вода, между прочим, поглощает такие волны намного сильнее, чем обычные грунты.

Чтобы аппарат не сбивался с маршрута, на его борту должна быть предусмотрена навигационная система. Она же поможет обогнуть твердые породы, встретившиеся на пути.

Достигнув конечной цели, «крот» направится домой либо по ранее проложенному каналу, либо по новому маршруту.

Причем для экономичного и эффективного разрушения горных пород можно использовать результаты исследований, недавно проведенных, например, кандидатом технических наук В. М. Петровым. Он экспериментально показал целесообразность разрыхления горных пород с помощью микроволнового излучения.

Механика процесса такова. В горных породах практически всегда содержатся молекулы воды. Микроволновое же излучение, как известно на примере печей-микроволновок, весьма быстро и с малыми энергетическими потерями позволяет довести воду до кипения. Образующийся пар и произведет требуемые разрушения.

Такой способ не только досконально рассмотрен теоретически, но и проверен в ряде экспериментов, проведенных в Московском горном институте. Они показали, что при КПД современных магнетронов, доходящем до 85 %, такой способ вполне выгоден экономически, обладает рядом преимуществ перед механическими способами разрушения пород.

…Таким образом, получается, уже сегодня есть все предпосылки для создания подземной лодки. Надо только сообща взяться за дело и довести его до логического конца. И тогда, наконец, осуществится мечта фантастов прошлых столетий. А человечество получит возможность освоить еще один «океан» – подземный.