Logo holodilshchik
интернет-выпуск № 5(41), май, 2008 г.
ПЕРВАЯ В РОССИИ ИНТЕРНЕТ-ГАЗЕТА ПО ХОЛОДИЛЬНОЙ И БЛИЗКОЙ ЕЙ ТЕМАТИКЕ

Грамотно преподнести себя через рекламу - тоже искусство!
НОВОСТИ от журнала "НАУКА и ЖИЗНЬ"
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНИКИ...
...В НЕБЕ - АТОМНЫЙ РЕАКТОР

  

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНИКИ


В московском конструкторском бюро "Норд" разработали и освоили выпуск термоэлектрических модулей на основе полупроводникового материала системы Bi-Te (висмут-теллур), которые с успехом продают не только в России, но и за рубежом. При пропускании через полупроводник тока одна его поверхность нагревается, а другая становится холодной.

Несколько десятков кристаллов устанавливают в плоском корпусе с двумя электрическими выводами. Модули обеспечивают разность температур до 70 °С между горячей и холодной сторонами, а рассеиваемая мощность составляет от 1 до 90 Вт.

Область применения модулей очень широка - они нужны везде, где необходимо поддерживать постоянную температуру: в лабораторном медицинском оборудовании, при тестировании микросхем компьютерной памяти, даже в кофеварках.

Для работы в агрессивных средах модули выпускают в герметичных керамических корпусах. Их делают и с металлизированной рабочей поверхностью, чтобы можно было припаять к устройству, которое требует поддержания заданной температуры.

Бюро научно-технической информации

КЛИМАТ ЗЕМЛИ ЗАЩИЩЕН ОТ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА


Спутниковое изображение тропического циклона (ТЦ Podul N 0122) в северо-западной части Тихого океана, полученное радиометрами SSM/I на разных частотах

Многочисленные гипотезы о том, что промышленная деятельность человека стала причиной глобального потепления климата планеты, некорректны. Такое мнение высказал на Всероссийской конференции "Дистанционное зондирование Земли из космоса" заведующий отделом Института космических исследований (ИКИ) РАН Евгений Александрович Шарков. Он рассказал, что наша планета обладает уникальной термостабилизирующей системой океан-атмосфера. Эта система находится в состоянии устойчивого равновесия, и ни современная энергетика, ни выбросы парниковых газов не способны её раскачать.

Сейчас учёные пытаются понять механизм доставки тепла, получаемого экваториальными зонами земного шара от Солнца, в более высокие широты. При отсутствии этого механизма разница температур на экваторе и полюсах составляла бы более 120 градусов Цельсия, что создало бы непригодные для жизни условия. Как удалось установить учёным ИКИ РАН, сглаживание температур на Земле происходит, в частности, благодаря тропическим циклонам. Они захватывают в тропической зоне огромные объёмы водяного пара - главного "энергоносителя" земной атмосферы - и доставляют его в высокие широты. По мере продвижения циклонов пар конденсируется в капельки воды, что сопровождается выделением энергии, так что атмосферный вихрь становится её мощным источником, нагревающим атмосферу. Причём эта система перекачки энергии от экватора к высоким и средним широтам обладает огромной стабильностью.

По данным Е. А. Шаркова, ежесуточно над поверхностью Мирового океана рождается примерно 1,7 циклона, и этот показатель не менялся со времени прошлого оледенения, то есть в течение 10 тысяч лет. Следующее оледенение наступит ещё через 10 тысяч лет, и тогда с очень высокой степенью вероятности в этом механизме возникнут сбои, но пока он стабилен. По мнению учёных ИКИ РАН, человечеству категорически не следует предпринимать каких-либо попыток активного искусственного воздействия на систему океан-атмосфера.

Н. КРУПЕНИК

ВИХРИ - ОТ МОЛЕКУЛЫ ДО ГАЛАКТИКИ


Инженер и патентовед Павел Николаевич Манташьян разработал теорию, объединяющую природные объекты и явления, отличающиеся в миллиарды раз. Спиральные галактики и вихри в атмосфере, тайфуны и молекулы воды, которые вращаются в магнитном поле земли, подчиняются одним и тем же законам. традиционное объяснение механизма образования циклонов сводится к воздействию силы Кориолиса на воздушные потоки. Гипотеза автора предполагает, что первопричина возникновения циклонов - появление момента количества движения у дипольной молекулы воды, движущейся в магнитном поле земли.

МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТАЙФУНА

В земной атмосфере находятся пары воды, которые с воздушными потоками перемещаются в магнитном поле Земли, и, как следствие этого, в атмосфере образуются вихри разных размеров. Наиболее интересны и характерны из них, а также наиболее разрушительны тропические циклоны, или тайфуны, диаметры которых составляют сотни километров.

У всех тайфунов есть общая черта: в Cеверном полушарии они закручены против часовой стрелки, а в Южном - наоборот, по часовой. Тропические циклоны зарождаются в штилевой зоне над океанами (преимущественно между широтами 5-25°) как в Северном, так и в Южном полушарии, но полностью отсутствуют в экваториальной зоне, ограниченной приблизительно 5° северной широты и 5° южной широты.

Тропический циклон представляет собой систему очень сильных ветров, дующих вокруг безветренного центра, называемого глазом, вблизи которого скорость ветра может достигать 300-400 км/ч. Тропические циклоны характеризуются мощными восходящими потоками влажного воздуха вокруг "глаза" и нисходящими потоками воздуха в "глазе" тайфуна.

Попробуем объяснить механизм образования тропических циклонов.

Земля - гигантский намагниченный шар. Его поле совпадает с полем магнитного диполя, расположенного вблизи центра земного шара со смещением около 400 километров в сторону Тихого океана и наклонённого примерно на 12° к оси вращения Земли. Силовые линии этого гигантского магнита выходят из северного магнитного полюса в Южном полушарии и устремляются к южному магнитному полюсу в Северном полушарии. Они огибают земной шар и распространяются на многие тысячи километров в околоземном космическом пространстве.

Магнитное поле Земли в каждой точке пространства характеризуется величиной и направлением. Из всех его характеристик в плане образования циклона нас интересует вектор магнитной индукции В и магнитное наклонение I, то есть угол между горизонтальной плоскостью и вектором магнитной индукции.
Рис.1. Карта индукции магнитного поля Земли

Картина магнитного поля Земли очень сложна, она периодически меняется, вызывая существенные отклонения от средней величины в данной местности (рис. 1). Однако несложные расчёты (они приведены в "Подробностях для любознательных") показывают, что взаимодействие движущихся вверх молекул воды с магнитным полем Земли в первую очередь зависит от величины магнитной индукции В, то есть от магнитной широты (которая мало отличается от географической широты места). Момент количества движения молекул, а значит, и скорость их вращения в тайфуне максимальны на широтах 16о. То есть именно на этих широтах вероятность возникновения тайфуна наиболее велика. Это хорошо согласуется с результатами наблюдений за погодой. Но для его возникновения поднимающийся воздушный поток должен также иметь высокую влажность, которую могут обеспечить только обширные водные пространства с хорошо прогретой поверхностью (по данным некоторых авторов, не менее 27 градусов Цельсия). И тайфуны действительно образуются вблизи от экваториальной зоны (10-25° широты), над океаном, поверхностные воды которого хорошо прогреты, а восходящий поток имеет практически стопроцентную влажность. Как следствие этого, появление тайфунов носит ярко выраженный сезонный характер, что отражено данными, приведёнными в таблице.

За 79-летний период, отражённый в таблице, тайфуны в северной части тропической зоны Атлантического океана возникали 636 раз, то есть практически по 8 тайфунов в год. Из них 504 тайфуна, или почти 80%, приходятся на август, сентябрь и октябрь - период, когда поверхностные воды Атлантики прогрелись, но зато в январе, когда они остыли, за 79 лет не было ни одного тайфуна.

Как отмечалось выше, реальное магнитное поле Земли отличается от магнитного поля идеального магнитного диполя. А поскольку именно величина индукции магнитного поля играет важную роль в механизме образования тайфуна, районы океана с её повышенным уровнем наиболее "тайфуногенны". К ним относятся районы между Южной и Северной Америками, к востоку от побережья Австралии, районы Японских островов и Индонезии. Во всех этих местах индукция магнитного поля составляет 40-50 микротесл. А в районах западного и восточного побережий Южной Америки и в Южной Атлантике, где тайфунов не бывает, уровень индукции магнитного поля Земли не превышает 25-30 микротесл.

В целом картина возникновения тайфуна такова. Хорошо прогретая поверхность океана обеспечивает мощный восходящий поток влажного воздуха, насыщенного молекулами воды, которые, поднимаясь, начинают вращаться вследствие взаимодействия с магнитным полем Земли.

Чтобы понять роль молекул воды в образовании тайфуна, представим себе ёмкость, заполненную воздухом, в которую опустили вентилятор. Его лопасти вращаются, вовлекая во вращение воздух. Если теперь мысленно уменьшить размеры лопастей вдвое, одновременно увеличив число вентиляторов в два раза, скорость вращения воздуха в ёмкости сохранится. Если последовательно продолжать мысленный процесс уменьшения размеров вентиляторов с одновременным увеличением их числа, в пределе можно дойти до лопастей размером с молекулу. Образно говоря, в процессе образования тайфуна каждая молекула воды играет роль миниатюрного вентилятора, так как она совершает вращательное движение в результате пересечения ею силовых линий магнитного поля Земли. И посредством многочисленных соударений каждая молекула воды передаёт собственный момент количества движения другим молекулам, не имеющим дипольного момента. Постепенно во вращательное движение вовлекается всё больше молекул влажного воздуха. Такая "спиновая поляризация" воздушного пространства со временем приводит к суммированию моментов количества движения отдельных молекул, что и служит основой образования вихря гигантских размеров.

Проверить это предположение лучше всего с помощью эксперимента.

ЭКСПЕРИМЕНТ

Рис.2. Установка для создания вихревого движения воздуха.Установка состоит из ёмкости с водой 1, к которой снизу присоединён нагреватель 2, сверху - пластиковая труба 3. В середине трубы установлены крутильные аэродинамические весы 4 - коромысло, подвешенное на нити, с плоскими лопастями на концах. На торце трубы расположен всасывающий вентилятор 5. По бокам трубы расположены кольца Гельмгольца 6 - плоские соосные электрические катушки, оси которых совпадают с направлением магнитного поля Земли в точке эксперимента (МПЗ). Магнитное поле колец однородно по всей длине трубы. Поведение крутильных весов можно наблюдать через прозрачную стенку трубы или окошко

Оценим возможность получения момента количества движения молекулой воды, перемещающейся в магнитном поле. Для этого соберём установку (рис. 2), состоящую из ёмкости с водой, нагревателя, крутильных аэродинамических весов (коромысла с плоскими лопастями на концах) и вентилятора в вертикальной трубе, отходящей от ёмкости. Установка помещена между кольцами Гельмгольца - плоскими электрическими катушками, создающими однородное магнитное поле.

Вода в ёмкости подогревается и испаряется. Вентилятор обеспечивает движение влажного воздуха по трубе вверх. На кольца Гельмгольца подаётся постоянный ток, создающий однородное магнитное поле внутри пластиковой трубы. Если восходящий поток влажного воздуха приобретает вращательное движение, коромысло весов начинает вращаться. Если сменить полярность тока, питающего кольца Гельмгольца, влажный воздух станет закручиваться в противоположном направлении, что и отметят крутильные весы.

При подаче постоянного тока на кольца Гельмгольца необходимо учитывать следующее. Так как направление магнитного поля, создаваемого кольцами, совпадает с направлением магнитного поля Земли, сила тока должна быть подобрана таким образом, чтобы в случае изменения полярности тока абсолютная величина индукции суммарного магнитного поля внутри трубы оставалась постоянной. Тогда воздействие магнитного поля на восходящий поток влажного воздуха в обоих случаях будет одинаковым по абсолютной величине, но противоположным по направлению, что и приведёт к одинаковой скорости вращения крутильных весов. Только в одном случае крутильные весы будут вращаться в одну сторону, а именно в Северном полушарии против часовой стрелки, а в другом - в обратную.

ТАЙФУН - ТЕПЛОВАЯ МАШИНА

Рассмотрим соотношение масс молекул воды и воздуха, содержащего эти молекулы воды. При температуре океана 27 градусов Цельсия температура воздуха над океаном будет около 35 градусов. При такой температуре и стопроцентной влажности масса паров воды в одном кубическом метре воздуха составит порядка 40 г, тогда как масса сухого воздуха того же объёма - 1260 г. Таким образом, видно, что масса молекул воды составляет примерно три процента от общей массы влажного воздуха. Отсюда понятно, что для образования тайфуна необходим длительный, порядка нескольких дней, "инкубационный период". В течение этого времени происходит постепенное образование моментов количества движения у молекул воды в результате их взаимодействия с магнитным полем Земли, передача их посредством соударений нейтральным молекулам и аккумуляция моментов количества движения всех молекул в виде вихря. Тайфун возникнет, если процесс накопления момента количества движения идёт по нарастающей. Для этого достаточно, чтобы температура поверхностных вод океана не опускалась ниже 27 градусов Цельсия, а в дневное время уровень солнечной радиации способствовал испарению воды и созданию мощных восходящих потоков влажного воздуха. К счастью, все эти условия соблюдаются не всегда, поэтому тайфуны не такие уж частые гости в тропических широтах.

Как указывают многие исследователи, тайфун - своего рода тепловая машина, которая превращает тепловую энергию Солнца в энергию восходящего потока влажного воздуха, а она с помощью магнитного поля Земли преобразуется в энергию гигантского воздушного вихря.

Что же происходит с молекулами воды, которые восходящим потоком воздуха перемещаются с поверхности океана, природного нагревателя, в верхние слои атмосферы, служащие холодильником этой своеобразной тепловой машины? Они конденсируются, образуя облака, которые через некоторое время проливаются тропическим ливнем. Получается, что если при движении вверх молекулы воды вращаются в одну сторону, закручивая воздух в тайфуне, то при движении вниз они должны вращаться в противоположную сторону, тормозя вращение тайфуна. А поскольку количество молекул воды, движущихся в обоих направлениях, одинаково, то в принципе, казалось бы, тайфун должен быстро угаснуть. Однако этого не происходит.

Между молекулами воды, движущимися вверх и вниз, есть большая разница: они совершают свои путешествия в различных агрегатных состояниях. Вверх молекулы воды добираются поодиночке, в парообразном состоянии, а вниз - в виде капель жидкости. Одиночная молекула воды имеет большую свободу движения и может более эффективно играть роль своеобразного вентилятора, тогда как молекулы воды в жидкости, находясь в более тесном взаимодействии, такой свободой не обладают. Отсюда можно сделать вывод, что вероятность образования вихря напрямую зависит от агрегатного состояния дипольных молекул.

Анализируя таблицу повторяемости тропических циклонов в северной части тропической зоны Атлантического океана, можно заметить, что максимальное число тайфунов возникает именно в сентябре, когда после жаркого лета поверхностные воды океана достаточно прогрелись. Много тайфунов образуется также в августе - температура океана уже высокая и в октябре - температура ещё высокая, тогда как в июне и июле их число составляет всего лишь 20 процентов от сентябрьской нормы - океан ещё не успел прогреться после зимы.

Таблица

Повторяемость тропических циклонов
в северной части тропической зоны атлантического океана за 1886-1964 годы

 Месяцы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 12
 Число тайфунов 0 1 1 0 10 41 46 142 216 146 29 4

Пространственно-временной анализ картины распределения тайфунов косвенно подтверждает гипотезу о возможности образования момента количества движения у дипольной молекулы, перемещающейся в магнитном поле.

Рис.3. Число наиболее сильных ураганов в Северной Атлантике

Следует отметить, что таблица содержит суммарную информацию о тайфунах, а на диаграмме, изображённой на рис. 3, отражено число главных ураганов в Северной Атлантике по годам.

Из приведённой диаграммы видно, что распределение ураганов по годам неравномерно. Современные исследователи связывают это со многими факторами, в том числе и с активностью Солнца. Один из возможных механизмов такого влияния включает корональные выбросы - сброс старых магнитных петель конвективной зоны Солнца. Эти гигантские облака намагниченной плазмы массой до 10 миллиардов тонн летят к Земле со скоростью более 1000 км/с. В результате такого выброса в районе геомагнитного экватора регистрируются потоки протонов, позитронов и электронов, причём поток положительно заряженных частиц в несколько раз превышает поток электронов (см. "Наука и жизнь" №№ 3, 7, 2006 г.).

При движении молекулы воды в магнитном поле Земли её массивная отрицательно заряженная часть ОН играет основную роль в образовании момента количества движения и задаёт направление вращения молекулы. Данные о корональных выбросах Солнца, приводящих к потокам положительно заряженных частиц, влияющих на образование тайфунов, полностью подтверждают теорию. Формула силы Лоренца (2) в "Подробностях для любознательных" содержит четыре сомножителя, каждый из которых может быть положительным или отрицательным. В случае с корональным потоком, состоящим преимущественно из положительно заряженных частиц, каждая из которых в тысячи раз превосходит по массе электрон, их векторы скорости направлены прямо противоположно вектору скорости восходящего потока. Следовательно, они противоположны по знаку, то есть знак меняется у двух сомножителей из четырёх, что никак не отражается на знаке их произведения.

Следовательно, положительно заряженные частицы корональных выбросов Солнца действительно способствуют образованию тайфунов.

П. МАНТАШЬЯН


ЧЕМ ГЛУБЖЕ - ТЕМ ТРУДНЕЕ


Научное судно «Академик Фёдоров» доставляет груз в Антарктиду на российскую станцию «Восток»

Бурение реликтового подледникового озера "Восток" в Антарктиде пришлось приостановить, и продолжить его удастся не раньше конца 2008 года. В минувшем сезоне планировалось извлечь 75 метров нового ледового керна из пробуренной над водоёмом скважины. Но планы полярников не реализовались из-за очередной аварии: на глубине 3658 метров термобуровой снаряд натолкнулся на так называемый тёплый лёд (с температурой минус 1,5 °С, в то время как на снежном плато - минус 55 °С) с рыхлой, малоподатливой структурой. При этом размеры кристаллов льда доходил и до полутора метров. В результате термобур зажало в отверстии диаметром 115 миллиметров, лебёдка сломалась, лопнул трос-кабель, связывающий забой с тепловым сверлом. Из-за аварии проходку сверхглубокой скважины пришлось свернуть на отметке 3665 метров, когда до поверхности озера оставалось всего 50 метров. Ранее у полярников уже ломался термобур при "встрече" с монокристаллическим льдом, после чего с новым буром полярникам удалось пройти всего 8 метров, - и вновь авария.

Новый термобур, изготовленный учёными Горного института Санкт-Петербурга, уже доставлен на станцию "Восток" на экспедиционном судне "Академик Фёдоров". Однако трос-кабель общим весом 4,5 тонны и длиной 3,5 километра рассчитывают доставить бурильщикам лишь осенью 2008 года.

Забор проб воды из реликтового озера российские полярники произведут с помощью специально разработанной щадящей технологии в экспедиционном сезоне 2008/2009 года. Когда до водной поверхности останется около 30 метров, гидростатическое давление в скважине снизят. В это время призабойную зону заполнят биологически стерильной кремнийорганической буферной жидкостью, и бурение продолжится с помощью теплового снаряда.

Тепловой снаряд в этом случае совместит в себе эффект термодолота и пылесоса: вода из озера начнет всасываться и подниматься вверх по скважине. Затем, когда она замёрзнет, из образовавшейся пробки специалисты отберут ледяной керн с первыми сведениями о составе озёрной воды и наличии микрофлоры.

Напомним, что реликтовое озеро вблизи российской станции "Восток" под почти четырёхкилометровым ледовым панцирем полярные исследователи обнаружили во второй половине ХХ века. Озеро сохранилось в неприкосновенности, не имело контакта с атмосферным воздухом на протяжении нескольких миллионов лет. (Подробнее об исследованиях озера "Восток" см. "Наука и жизнь" № 12, 2005 г.).

Н. КРУПЕНИК


АСТРОЛОГИЯ И ЛЖЕНАУКА

В книге В. Г. Сурдина "Астрология и наука" убедительно показано, что астрология - не наука, а умершая наука, псевдонаука или лженаука. Все эти три используемые в печати характеристики астрологии правильны, но я предпочитаю последнюю из них. Более того, астрологию можно назвать "эталонной лженаукой". Имею в виду, что на примере астрологии особенно ясно видны некоторые черты лженауки вообще.

Дело в том, что заключение о лженаучности тех или иных утверждений - задача иногда довольно трудная и, во всяком случае, нуждающаяся в осторожности. В самом деле, что такое научное мировоззрение и наука? Основа научного мировоззрения такова: при изучении природы (в том числе, конечно, и человека) нужно базироваться исключительно на опыте, наблюдениях и экспериментах. Далее, полученные результаты пытаются сопоставить, учесть весь этот материал и построить картину наблюдаемого или, скажем, понять причину или механизм обнаруженных явлений, найти им объяснение. Так, например, в результате астрономических наблюдений было выяснено строение Солнечной системы. Это сделал в XVI веке Коперник, имевший, кстати, древнегреческих предшественников. Гелиоцентрическая теория (модель) Коперника в нелёгкой борьбе победила принимавшуюся ранее геоцентрическую модель, в центре которой находилась Земля.

Другой пример - природа теплоты. Конечно, с древних времён было известно, что при соприкосновении двух тел - горячего и холодного - происходит выравнивание температуры за счёт охлаждения более горячего тела. Но чем это объясняется? Ещё даже в XVIII веке - в масштабах истории цивилизации совсем недавно - была распространена теория теплорода, согласно которой тепло переносит некая невесомая жидкость (теплород); чем её больше, тем тело горячее. Теперь же мы хорошо знаем, что температура тела - это мера движения образующих тело атомов и молекул, то есть, справедлива не теория теплорода, а так называемая кинетическая теория теплоты. Поэтому если кто-нибудь в наши дни попытается возродить теорию теплорода, то можно без всяких сомнений сказать, что мы имеем дело со лженаукой*.
Иоганн Кеплер, астроном, вынужден был зарабатывать составлением гороскопов

Точно так же обстоит дело с законом сохранения энергии. Много лет, много веков пытались получать энергию из ничего, либо, по крайней мере, построить "вечный двигатель". И всегда предлагаемые "вечные двигатели" не работали. Стало ясно, что существует такая величина - энергия, которая сохраняется, то есть фактически был открыт закон сохранения энергии. Поэтому начиная с XVIII века, например, Французская академия наук прекратила даже рассматривать проекты вечных двигателей. Предположение, что можно получить или увеличить энергию из ничего, - сегодня лженаука.

Из приведённых примеров ясно, что лженаучные утверждения и теории часто оказываются, так сказать, историческими категориями. Когда-то это были гипотезы, которые до их опровержения нельзя считать и называть лженаучными. Но когда надёжно показана их несправедливость, попытки возродить эти понятия, утверждения и теории становятся лженаучными. Таким образом, ясно, что считать нечто лженаукой можно только в том случае, если наука это доказала. Но именно здесь и таится основная трудность в борьбе с лженаукой. Её представители и защитники пытаются поставить под сомнение справедливость тех научных утверждений, которые им неугодны. Так, например, изобретатель нового "вечного двигателя" говорит: закон сохранения энергии основывается на опыте, предложенные до сих пор "вечные двигатели" не работали, а вот мой работает.

Здесь, очевидно, возникает вопрос о существовании истинных знаний. Как уже было сказано, всё научное мировоззрение основано на предположении о том, что истина существует, а ее получение и проверка возможны только в результате опытов и наблюдений. Однако всегда можно сделать только конечное число тех или иных опытов. И на каком-то этапе, если данные всех существующих опытов идентичны, делается соответствующее заключение, скажем, о невозможности создать вечный двигатель. Такое заключение связано с выходом за пределы формальной логики и с некоторым интуитивным суждением. Подробнее это изложено в очень глубокой книге Е. Л. Фейнберга [1], и здесь не место для обсуждения этого вопроса.
Гороскоп, составленный Кеплером

Так или иначе, вся наша наука связана с утверждением о существовании некоторой истины, которую наука и добывает. Чем наука в данной области более развита - тем более вероятно, что она действительно добралась до истины. Учёный - это человек, который, в частности, знаком с доказательствами справедливости, истинности тех или иных научных положений. Он может отличить науку от лженауки. Конечно, в более сложных случаях одного эксперта может оказаться недостаточно, и создаются экспертные комиссии. Однако нужда в этом возникает очень редко, если речь идёт о вопросах, освещаемых в газетах и популярных журналах (в СМИ). В этих изданиях фигурируют астрология, нарушение закона сохранения энергии, торсионные поля, какие-то таинственные лучи, неизвестные науке, и тому подобное. Опровергать такие утверждения может и должен любой квалифицированный физик. Не менее и даже более вредны всякие антинаучные методы лечения болезней и вообще лженаука в биологии и медицине. Опровергать соответствующий бред должны специалисты.

Теперь могу ещё раз пояснить, почему я назвал выше астрологию "эталонной лженаукой". Дело в том, что, как ясно, в частности, из книжки В. Г. Сурдина, лживость астрологии доказана со всех, так сказать, сторон: и с позиций физики, и на основании данных биологии, и особенно в результате статистических исследований гороскопов. Абсурдность, нелепость многих таких гороскопов должна, казалось бы, быть очевидной любому разумному человеку. Например, в "Известиях" - всероссийской газете с огромным тиражом, даются астрологические прогнозы на каждый день сразу для всех людей, родившихся под тем или иным знаком зодиака. Пишу эти строки 2 февраля 2007 года, а я родился 4 октября, "под знаком" созвездия Весов. Так вот, мне рекомендуется на сегодня следующее:

"Если новые деловые партнёры или коллеги возьмут на себя выполнение части ваших обязанностей, то вы станете чувствовать себя намного спокойнее и увереннее. При этом не стоит бояться, что вы потеряете часть своих полномочий".

Хорошо ещё, если бы такой совет давался какому-то конкретному бизнесмену. Главное, однако, не в этом и не в достаточной бессодержательности совета, а в том, что он дается сразу всем "Весам", то есть более чем 500 миллионам человек! В самом деле, сейчас на Земле живёт несколько более 6 миллиардов человек; учитываемых в прогнозе созвездий 12, и, таким образом, на "Весы" как раз и приходится около 500 миллионов человек.

Итак, астрология - это типичная лженаука, и советы астрологов - это просто бред, чепуха. Зачем же печатать такие прогнозы и вводить людей в заблуждение? Правда, приходится сталкиваться с таким мнением: конечно, астрологические прогнозы - это чепуха, но кто же им верит, читать их - это просто невинная забава. Не согласен с таким мнением. Разумеется, грамотные люди в гороскопы не верят, но есть и немало верующих в них. Зачем же их одурачивать, давать им советы, которые могут, если им последовать, привести к тяжелым последствиям. Кстати, я видел в газетах и советы астрологов огородникам и садоводам. Можно себе представить, к чему они приводят.

Выше речь шла о научном мировоззрении и о том, что такое лженаука с позиции такого мировоззрения. Как известно, существует и религиозное мировоззрение, лежащее в основе различных религий. При этом теистические религии** (христианство, мусульманство, иудаизм) органически связаны с признанием существования чудес, то есть, скажем, явлений, противоречащих научным знаниям. Здесь не место касаться религиозного мировоззрения (я атеист, и мои взгляды на религию отражены, в частности, в статьях, помещённых в книге [2]). Но необходимо отметить, что некоторые религии (во всяком случае, христианство) относятся к астрологии отрицательно. Это важно, ибо в борьбе с астрологией мы не вступаем в конфликт с церковью.

Вместе с тем необходимо заметить, что теистические религии (в отличие от деизма) несовместимы с отрицанием чудес. Они, как и астрология, являются продуктом древних времён. То положительное, что связывается с религией (некоторые заповеди и др.), фактически совершенно независимо от неё и является, так сказать, продуктом развития человеческого общества. Поэтому всё положительное сохраняет свое место и в рамках светского гуманизма, который пришел на смену религии и принимается многими, мной в частности. Что такое светский гуманизм? Ограничусь ссылками на литературные источники, с которыми читатели могут ознакомиться (см. в [2] статью 29, написанную В. А. Кувакиным и мной, а также [3]). Один из краеугольных камней, на которых покоится светский гуманизм, - отрицание чудес, признание справедливости научного мировоззрения.

Насколько я знаю, за границей серьёзные газеты астрологических прогнозов не печатают. Это удел только бульварной, или, как иногда говорят, жёлтой, прессы. А вот в России астрологические прогнозы сейчас публикуют уже и в газетах, считающихся серьезными, например в "Известиях". Эта газета лишь на несколько месяцев моложе меня (мне 90 лет), и я ее читаю с юности. В советские времена гороскопов в газетах не было - это один из немногих примеров позьзы цензуры. В современной России цензура отменена и, по крайней мере на словах, провозглашена свобода слова. Это, конечно, огромное завоевание демократии. Но, к сожалению, положительные явления часто приводят к отрицательным последствиям. Так и в данном случае: на смену цензуре пришла вседозволенность. Стало возможным печатать почти всё что угодно…

1. Фейнберг Е. Л. Две культуры. интуиция и логика в искусстве и науке. — М.: Наука, 1992; Фрязино: Век-2, 2004.
2. Гинзбург В. Л. О науке, о себе и о других. — 3-е изд. — М.: Физматлит, 2004.
3. Борзенко И. М., Кувакин В. А., Кудишина А. А. Человечность человека. Основы современного гуманизма. — М.: Рос. гуманистическое о-во (РГО), 2005; Светский союз: Альманах. — М.: РГО, 2007, вып. 6.

* Не могу не отметить "практическую", так сказать, пользу от понимания ложности теории теплорода. Представьте себе, что вы находитесь в каком-то холодном зале ожидания, скажем привокзальном. Имеются места для сидения, но все они заняты. И вот одно место освобождается, и вы можете сесть. Однако если на освободившемся месте сидела какая-то несимпатичная личность, нагревшая сиденье, то возникает неприятное чувство. В таких случаях мне помогает понимание того, что теплорода не существует и никакая жидкость, оставленная предшественником, в меня не вливается.

** Для удобства напомню, что, согласно энциклопедическому словарю, теизм (теус - в переводе с греческого бог) - это религиозное мировоззрение, исходящее из понимания Бога как абсолютной личности, пребывающей вне мира, свободно создающей его и действующей в нём. Признание потусторонности Бога отличает теизм от пантеизма, признание непрерывной активности Бога - от деизма. Деизм наиболее характерен для генетически связанных между собой религий - иудаизма, христианства и ислама. Это религиозная философская доктрина, которая признает Бога как мировой разум, сконструировавший целесообразную "машину" природы и давший ей законы и движение, но отвергает дальнейшее вмешательство Бога в самодвижение природы (то есть промысел божий, чудеса и т. д.) и не допускает иных путей к познанию Бога, кроме разума.


Академик В. ГИНЗБУРГ


В НЕБЕ - АТОМНЫЙ РЕАКТОР


На дирижабли 1930-х годов ставили по два-три обычных авиационных мотора. Дирижабли недалёкого будущего станут на порядки крупнее, а их силовые установки по мощности окажутся сопоставимыми с двигателями больших океанских судов

Больше всего возможностей стать идеальным грузовым транспортом XXI века имеет дирижабль: он может перевозить негабаритные грузы, как морские суда, летать на большие расстояния и не зависеть от дорог, как самолёты, взлетать и садиться без аэродрома, как вертолёты. О перспективах дирижаблестроения журнал уже писал (см. "Наука и жизнь" № 4, 2007 г.), но тема эта ещё далеко не исчерпана.

ТЫСЯЧИ ТОНН НА ТЫСЯЧИ КИЛОМЕТРОВ

Инженеры предлагают делать грузовые дирижабли в виде огромной - диаметром до 400 метров - чечевицы или линзы (впрочем, есть другой вариант, например катамаран из "сигар"). В пользу линзы говорит то, что при большой грузоподъёмности таким воздушным судном легко управлять. С точки зрения аэродинамики такой корпус работает как крыло, и благодаря этому можно увеличить грузоподъёмность на 20%.

Чем выше грузоподъёмность дирижабля, тем, очевидно, меньше удельная себестоимость перевозок. Но интересно и то, что, чем крупнее летательный аппарат, тем меньше подвержен он действию ветра: сила давления ветра на оболочку пропорциональна квадрату линейных размеров, а инерционность, то есть сопротивление ветру, пропорциональна их кубу. Это аэродинамическое свойство даёт возможность строить дирижабли грузоподъёмностью до 2000 тонн!

Наконец, благодаря отсутствию вибраций дирижабли при перевозках обеспечат сохранность хрупких грузов, не требуя сложных демпфирующих устройств. В безопасности будут и ценные товары - ведь в дирижабль не влезешь, как в железнодорожный вагон или автомобильную фуру.

КЕРОСИН ДОРОГ, А СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ МАЛОМОЩНЫ

Силовая установка дирижабля на основе двигателей внутреннего сгорания (турбовинтовых или турбореактивных) по мощности не должна уступать дизельным двигателям морских судов. А это значит, что запас горючего будет исчисляться сотнями тонн. Например, дирижабль грузоподъёмностью 2000 тонн для полёта на расстояние 4000 километров должен нести на борту около 1000 тонн керосина, или половину массы полезного груза.

Кроме того, по мере выработки топлива меняется сплавная* сила. Для компенсации этих изменений придётся выпускать в атмосферу драгоценный гелий. Никуда не уйти и от проблем выхлопных газов, наносящих огромный вред окружающей среде.

Атомный грузовой дирижабль может иметь форму линзы или чечевичного зерна. Реактор будет находиться в гондоле, и тепловая энергия из него будет подаваться на двигатели, расположенные по периметру "линзы"

Есть, конечно, и другой путь - ставить на дирижабли электродвигатели, работающие от солнечных батарей. Но мы видели попытки энтузиастов создать автомобили на солнечных батареях. Достаточно большие по площади, они дают возможность двигаться до предела облегчённым конструкциям со скоростью не более нескольких десятков километров в час. Где уж тут говорить о реальных перевозках! Да и работают эти источники энергии только в дневное время суток.

Проекты стратосферных дирижаблей на солнечных батареях есть. Об этом журнал писал не так давно (см. "Наука и жизнь № 7, 2007 г.). Но грузоподъёмность таких аппаратов составляет несколько тонн, а скорости едва хватает, чтобы оставаться на месте, то есть компенсировать воздушные потоки, имеющие скорость 10-15 км/ч. Другими словами, они годятся только для роли геостационарных платформ, что хотя и крайне полезно, но не решает проблемы грузоперевозок.

ЯДЕРНОЕ ГОРЮЧЕЕ ПОЧТИ НЕ ТЕРЯЕТ В МАССЕ

Совсем другие перспективы сулит энергообеспечение дирижабля на основе атомной силовой установки. В морском флоте атомные реакторы совершили подлинную революцию. Мощность атомных подводных лодок, крейсеров, авианосцев и ледоколов достигает сотен тысяч лошадиных сил, а автономность оборудованных реакторами судов - сотен тысяч миль.

Через змеевик первого контура охлаждения в активной зоне прокачивается жидкий натрий, уносящий тепло, вырабатываемое делением ядер урана

В принципе, грузовой дирижабль - сооружение, сопоставимое по масштабу с океанским судном. Более того, ядерный реактор на дирижабле даст дополнительные преимущества по сравнению с его использованием на водных просторах. В атомном реакторе мощностью 450 тыс. кВт - а этого для грузового дирижабля вполне хватит - в час "сгорает" около 20 г урана. Ясно, что ни о каком изменении сплавной силы речи не идёт, а значит, и о бесполезном расходовании гелия, а расходы на уран в 26 раз меньше, чем на керосин.

РЕАКТОР: КОМПАКТНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ

Пожалуй, самым компактным из всех реакторов является гомогенный. Его полутораметровая (для реактора необходимой мощности) активная зона имеет сферическую форму, наиболее эффективную для протекания цепной реакции, и сделана из прочного сплава. В ней находится раствор оксида урана в тяжелой воде, которая меньше, чем обычная, поглощает нейтроны и не мешает течению реакции.

Под действием распада ядер урана-235 раствор разогревается до температуры примерно 1000 °С. Особенность гомогенных реакторов состоит в том, что им не нужны управляющие стержни. Рабочую температуру можно повышать, увеличивая концентрацию урана в растворе, или понижать, ускоряя отвод тепла.

Выделяющаяся тепловая энергия уносится жидким щелочным металлом (литием или натрием), прокачиваемым через змеевик первого контура охлаждения в активной зоне. Жидкий металл при этом нагревается до температур 650-850 °С. Насос направляет разогретый жидкий металл в змеевик, расположенный в теплообменнике. Таким образом, металл протекает по замкнутому трубопроводу, нигде не контактируя с окружающей средой.

Змеевик в теплообменнике охлаждается теплоносителем второго контура. Это может быть также жидкий металл или вода, которая там превращается в перегретый пар.

Если вокруг активной зоны реактора на быстрых нейтронах разместить слой урана-238, то поток нейтронов будет превращать его в плутоний-239, который также может быть ядерным топливом.

Для остановки реактора при угрозе аварии раствор из активной зоны сливают в бак аварийного сброса. Там она растекается тонким слоем, многие нейтроны уходят из объема раствора, и цепная реакция сразу прекращается.

После остановки реактора расплавленный металл теплоносителя застынет: в обычных условиях щелочные металлы находятся в твердой фазе и не могут угрожать заражением окружающей среды.

ПРОПЕЛЛЕР ИЛИ ФЕН

Самолёты движутся в воздухе благодаря вращению винтов либо под действием раскалённой газовой струи. В дирижаблях можно реализовать оба типа движителей.

При полётах на небольших высотах, в плотных слоях атмосферы, перегретый во втором контуре охлаждения пар подаётся в паровую турбину, на валу которой установлен воздушный винт.

В стратосфере пропеллер неэффективен, и там на дирижабли можно ставить газотурбинные двигатели. По конструкции двигатель похож на турбореактивные авиационные двигатели. Большую часть его "камеры сгорания" занимает змеевик, в который поступает расплавленный металл из второго контура охлаждения реактора. Компрессор двигателя обдувает змеевик атмосферным воздухом. Воздух нагревается, расширяется и с большой скоростью вырывается из сопла, попутно вращая турбину, находящуюся на одном валу с компрессором.

Мощная и безопасная энергоустановка позволит не только обеспечить огромную по нынешним временам грузоподъёмность дирижабля, но и достичь крейсерской скорости 150-200 км/ч. Строительство подобного судна уже ведут американцы. Правда, чёткой концепции его использования у них, видимо, ещё нет, поскольку в прессе упоминается всего лишь летающий развлекательный центр с барами, ресторанами, танцплощадками на борту.

У России тоже есть реальная возможность освоить выпуск грузовых атомных дирижаблей и получить надёжный, дешёвый и безопасный вид транспорта, способный решить массу проблем на наших бескрайних и не слишком освоенных территориях.

* Сплавная сила - это подъёмная сила минус вес конструкции и оборудования дирижабля

В. ГОЛУБЯТНИКОВ, генеральный директор ФГУП "Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики";
О. МОРОЗОВ, ведущий сотрудник Института кристаллографии РАН

Опубликовано: www.nkj.ru



Приглашаем ученых и инженеров, аспирантов и студентов, а также,
заинтересованные институты, фирмы, организации и частных лиц, принять участие в размещении
информации в интернет-газете, посвященной холодильной и близкой ей тематике.

Учредитель и издатель интернет-газеты: ООО "АВИСАНКО" (Москва).
Адрес редакции: Россия, 115551, Москва, Шипиловский проезд, д.47/1, офис 67-А.
Тел./факс: +7 (495) 343-43-71, тел.: +7 (495) 343-43-48, 223-60-50 доб. 132.

Головной сайт: www.avisanco.ru.

E-mail: info@holodilshchik.ru

Первый выпуск первой в России интернет-газеты по холодильной и
близкой ей тематике - "Холодильщик.RU" - вышел в свет в январе 2005 г.
Интернет-газета зарегистрирована Федеральной службой по надзору за соблюдением
законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия.
Руководитель проекта и Главный редактор: Маргарян С.М. (АВИСАНКО, ООО)
За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет.
При перепечатке статей, ссылки на их авторов и интернет-газету обязательны.
Разместите на своем сайте нашу кнопку... Rambler's Top100 Многоязыковая поисковая система...


Авторские права © 2005-2017 // MARGARY@N

Партнеры: лучшие встроенные пылесосы