Когда в годы первой пятилетки строили Днепровскую гидроэлектростанцию, потребовалось установить там весьма мощные турбины, которые тогда еще у нас не выпускали. Пришлось воспользоваться американскими турбинами, каждая из которых развивала мощность по 91 тысяче лошадиных сил и имела КПД 91 %.
Гидроэлектростанция с одной турбиной пропеллерного типа.
Во время Великой Отечественной войны гитлеровские варвары разрушили детище первой пятилетки — Днепровскую гидроэлектростанцию. Как только отгремели бои, советский народ начал ее восстановление.
Но теперь уже наш Ленинградский Металлический завод изготовил для этой станции турбины еще более мощные, чем американские, — по 100 тысяч лошадиных сил в каждой, с коэффициентом полезного действия 93 %.
Сейчас на том же заводе разрабатывается турбина на 200 тысяч киловатт (272 000 лошадиных сил), а в шестой пятилетке предполагается освоить турбины небывалых еще мощностей — в 250 и даже в 400 тысяч киловатт. Свыше полмиллиона лошадиных сил будет развивать один двигатель!
Вот какими стали современные водяные двигатели! Это наиболее мощные двигатели, применяющиеся в технике. Они тяжелы, громоздки и используются только для одной цели: приводить в движение электрические машины, вырабатывать электрический ток. А уж ток передается по проводам и используется для нужд промышленности, сельского хозяйства, транспорта и для бытовых нужд.
Машинный зал Волховской ГЭС — первой крупной советской гидроэлектростанции, построенной по указанию Ильича. Виден ряд электрогенераторов.
Гидравлическая турбина вращает вал электрической машины, которая называется электрогенератор.
«Генератор» — по-латыни «рождающий»; «электрогенератор» — машина, вырабатывающая электрический ток. Обе машины, связанные между собой, представляют гидроагрегат.
Современные гидроэлектростанции оборудуются такими гидроагрегатами, рассчитанными на разную мощность.
На рисунке (на странице 18) показано, как устроена гидроэлектростанция с одной турбиной.
Река перегорожена плотиной. Это необходимо для того, чтобы образовался повышенный уровень, с которого вода могла бы падать на колесо турбины.
Вертикальная турбина установлена в специальном здании, в верхнем этаже которого помещается электрогенератор, а в нижнем — турбинная камера с водой и сама турбина.
На гидроэлектростанции может быть установлено несколько турбин.
С 1926 года, когда вступила в строй Волховская гидроэлектростанция, в нашей стране строятся всё новые и новые гидроэлектростанции, мощность которых всё возрастает и возрастает.
На Волге и Днепре сейчас сооружаются мощные гидроэлектростанции — Куйбышевская, Сталинградская и Каховская. Каждая из таких станций, как Куйбышевская и Сталинградская, будет вырабатывать электрической энергии в год в 5 раз больше, чем все электростанции царской России. Ток от этих станций будет передаваться на самые дальние в мире расстояния — 800—1000 километров.
Мощность только одной гидротурбины Куйбышевской ГЭС будет равна 126 тысячам киловатт. Высота такой турбины равна 40 метрам, то есть достигает высоты 10—11-этажного дома. Турбина будет весить 1500 тонн, что потребует для ее перевозки целого железнодорожного состава в 25–30 вагонов.
В шестой пятилетке развертывается строительство еще более мощных гидроэлектростанций: Братской на реке Ангаре и Красноярской на реке Енисее. Каждая из этих гидростанций по своей мощности (3 миллиона 200 тысяч киловатт) будет примерно равна двум волжским гидростанциям — Куйбышевской и Сталинградской или пятидесяти трем таким гидростанциям, как Волховская.
Но, кроме гидростанций большой мощности, в нашей стране широко развертывается строительство и малых, сельских гидростанций.
Итак, водяные двигатели можно ставить там, где есть вода, их нужно делать мощными, — тогда энергия воды будет хорошо использоваться. Эти мощные двигатели лучше всего применять для получения электрической энергии.
«Ветер, ветер, ты могуч!»
Помните, как сказано у Пушкина:
«Ветер, ветер, ты могуч,
Ты гоняешь стаи туч,
Ты волнуешь сине море,
Всюду веешь на просторе…»
И действительно, как мог человек не обратить внимания на такую могучую природную силу, как ветер? Почему же ветер зря тратит свои неиссякаемые силы?
Нельзя ли как-либо использовать их?
И вот появился парус. Быстро стало развиваться мореплавание. Человек избавился от тяжелого труда, который приходилось затрачивать на то, чтобы двигать корабли своей мускульной силой. Суда стали двигаться с помощью паруса, используя энергию ветра. Глядя на парус, человек начал задумываться о том, как бы использовать силу ветра и для других целей.
Об одном интересном применении силы ветра рассказывают древние русские летописи.
В 907 году князь Олег подошел под стены Царьграда. Чтобы устрашить осажденных греков и с меньшими потерями завладеть городом, Олег пошел на военную хитрость. Он приказал поставить свои морские корабли на колеса и поднять паруса, а кроме того, склеить из легких тканей, натянутых на легкие каркасы, воздушные змеи в форме всадников на конях. И вот, когда всё было готово, он выждал появления сильного попутного ветра и дал сигнал. К стенам осажденного города по суше двинулись корабли, а по небу поскакало огромное количество вооруженных всадников. Греки были ошеломлены. Олег же, воспользовавшись первым замешательством врага, блестяще осуществил свой замысел — Царьград был завоеван.
В этом эпизоде, характеризующем замечательную изобретательность русских воинов, ветер двигал даже сухопутные повозки.
Давным-давно человек начал использовать энергию ветра и для привода мельниц и для подъема воды на орошение засушливых земель. В Египте еще и сейчас стоят каменные цилиндрические башни ветряных мельниц, сложенные 3000 лет назад. Такие мельницы приводились в движение ветряным колесом, состоящим из нескольких лопастей, напоминающих паруса.
В VII веке ветряные колеса стали применяться персами для орошения.
Участники крестовых походов перенесли идею и опыт постройки ветряных двигателей с Востока на Запад. В странах Западной Европы ветряные мельницы появились в X–XIII веках, а на территории нынешней России — еще раньше, в III–IV веках.
Позднее крестьянская ветряная мельница стала непременной принадлежностью российского пейзажа.
Жернова мельницы приводились в движение ветряным колесом, состоящим из нескольких лопастей.
Ветряная мельница не нуждалась ни в топливе, ни даже в воде, ее можно было построить на любом холме. Строили ветряные мельницы двух видов: козловые и шатровые.
Козловая мельница имеет огромные лопасти-крылья, которые со всеми передачами и жерновами вместе держатся на центральном столбе. Когда меняется направление ветра, всю мельницу поворачивают вокруг столба — и крылья вновь начинают вращаться.
Шатровую мельницу уже не требуется поворачивать всю, — достаточно повернуть только крылья вместе с верхней частью — шатром.
Шатровые мельницы могут быть более мощными. Если у козловых диаметр крыльев доходит лишь до 10 метров, а мощность не превышает 5 лошадиных сил, то у шатровых крылья бывают до 28 метров в диаметре, а мощность доходит до 50 лошадиных сил.
Шатровая ветряная мельница.
Козловая ветряная мельница.
