…На столе стоит небольшой чемоданчик. В нем собран простой выпрямитель переменного тока. Кстати, выпрямительной лампой в нем служит газотрон — плазменный прибор, о котором в этой книжке будет рассказано особо.

Таким образом, потребляя из электрической сети переменный ток, наш чемоданчик превращает его в постоянный — чтобы «кормить» электрический разряд, чтобы получать искры, плазму.

Предположим, нужно удлинить жизнь резца, сделать его поверхность более прочной. Для этого резец проводом соединяют с минусом выпрямителя, а плюс подключают к небольшой пластинке из твердого сплава. Эта пластинка сидит в гнезде вибратора и, когда прибор включен, непрерывно прыгает то вверх, то вниз.

Теперь, чтобы дать искре возможность показать свои способности, нужно прикоснуться пластинкой к резцу и водить ею по поверхности металла.

Вибрирующая пластинка — анод, «танцуя» на резце, будет то замыкать, то размыкать электрическую цепь. Крохотные искорки, получающиеся при этом, тотчас начнут делать свое дело.

Помните, я говорил, что внутри электрической искры, несмотря на ее «тщедушность» и «несолидность», температура на мгновение достигает десятка тысяч градусов. Искра-упрочнитель, касаясь резца, нагревает его до четырех-пяти тысяч градусов. Не весь, а одну ничтожную по размерам точку. Такая температура держится меньше миллионной доли секунды. Но этого достаточно, чтобы закалить металл.

Вспомните опыты супругов Лазаренко, создавших «искровую мельницу». У них превращался в пудру положительный электрод.

В нашем аппарате электроискрового упрочнения положительным электродом является пластинка из тугоплавкого металла, вставленная в вибратор. От этой пластинки тоже отрываются мельчайшие частички металла. Часть этих частиц расплавлена, часть — твердая. Расплавленные капельки металла успевают соединиться с азотом воздуха, образовав более прочные вещества — нитриды, которые вместе с твердыми осколками электрода-пластинки увязают в металле резца и еще больше повышают его прочность.

Вот видите, какие последствия вызывает еле заметная искорка, ударяющаяся в поверхность инструмента. Немало пришлось потрудиться ученым, чтобы обнаружить все это. Работа искр окупается с лихвой. Сейчас с помощью простых и удобных аппаратов, рождающих искры, увеличивают рабочий стаж сверл, фрез, зубил, осей, лопастей бетономешалок и сотен других деталей. При этом расход энергии получается более чем скромным: для обработки тысячи квадратных сантиметров поверхности деталей требуется столько же энергии, сколько потребляет одна сорокаваттная осветительная лампа в течение часа. Это стоит меньше полукопейки.

Итак, плазма умеет не только сверлить, резать и долбить сталь, но и делать ее прочнее.

Может возникнуть вопрос: уж коль плазма способна делать так много, то нет ли такого устройства, где бы она одновременно обрабатывала металл и улучшала бы его свойства?

Оказывается, подобное устройство есть. Оно появилось совсем недавно. Подойдешь к этой машине и скажешь: это токарный станок. И действительно, здесь те же самые узлы и детали, что и у токарного станка, здесь так же вращается шпиндель с зажатой стальной болванкой, как и в токарном станке. Одного нет — резца. Вместо него укреплен на оси массивный металлический диск, к которому подведено напряжение.

Вращается этот диск, крутится болванка, становясь все тоньше и тоньше — металл срезается мощной дугой плазмы, вспыхнувшей между болванкой и ползущим вдоль нее диском. За один проход дуга может содрать добрый сантиметр толщины детали. Одновременно происходит упрочнение поверхностного слоя детали, чего нельзя добиться ни на одном металлорежущем станке. И все это благодаря плазме.

Такая электроконтактная обработка применяется там, где режущий инструмент не способен выполнить работу, а именно: для грубой обдирки литья и других заготовок из очень твердых сплавов.

Плазма не только выполняет, казалось, непосильное дело, но и позволяет экономить средства, потому что себестоимость работы уменьшается по сравнению с точением в два-три раза.

Если вести рассказ о разных видах плазмы, соблюдая хронологию, то нужно было бы прежде всего рассказать о молнии. С нею человек столкнулся сразу же, как появился на земле. Есть мнение, что огонь люди получили «из рук молнии», поджегшей лес. Это первое благое дело, совершенное плазмой. Но молния — плазма, созданная в лаборатории природы, — пожалуй, больше приносила вреда, чем пользы. Она нередко убивала людей и домашних животных, поджигала посевы, леса, жилища.

Со времени изобретения громоотвода началось приручение молнии. Уже Ломоносов и Рихман заряжали ее энергией лейденские банки. Попов заставил молнию выполнять роль радиопередатчика, а потом изобрел свой искровой передатчик.

Служит ли сейчас человеку молния? И если служит, то как?

В настоящее время полным ходом ведутся наблюдения за грозами, регистрируются атмосферные электрические разряды.

«Грозоотметчик» Попова не мог ответить, откуда движется грозовой фронт, на каком расстоянии находится он от наблюдателя. Он только «отмечал» сам факт возникновения грозы.

Сейчас в распоряжении метеорологов находятся и радиолокаторы, и пеленгаторы, и чувствительные приемники, и «дальнобойные» передатчики. В течение нескольких минут, пустив в ход эту аппаратуру, они узнают, где появляются грозовые фронты и куда они идут.

«Гроза над Марселем! Гроза над Анкарой!» — то и дело поступают сообщения на Центральный пункт метеорологической службы.

Данные о грозах и другие сведения, добытые на метеостанциях, помогают точнее предсказывать погоду.

В последние годы пристальное внимание ученых привлекли электромагнитные колебания, длина волны которых во много раз больше длины радиоволн, используемых для радиопередачи. Оказалось, что эти сверхдлинные радиоволны обладают целым рядом преимуществ по сравнению с привычными для нас радиоволнами. Они, например, могут распространяться на очень большие расстояния, и связь, установленная на них, отличается завидной устойчивостью. Даже магнитные бури, происходящие то и дело в атмосфере, не влияют на поведение этих волн.

Любая электрическая искра излучает целый «букет» радиоволн. Чтобы убедиться в этом, включите радиоприемник. Когда лампы прогреются, щелкните несколько раз электрическим выключателем света. Приемник немедленно отзовется на эти щелчки: в такт им будет слышаться треск. Антенна приемника приняла радиоволны, которые возникли от маленькой искорки, проскакивающей в выключателе.

Теперь перейдите на другой диапазон и повторите то же самое. Приемник и на другой волне, получив порцию радиоволн, будет трещать.

Молния — это мощная искра. И, как доказали ученые, она излучает радиоволны от карликов в несколько миллиметров до гигантов, измеряемых многими километрами.

Для изучения сверхдлинных волн не стали на первых порах делать специальные генераторы таких волн, их с успехом заменили атмосферные электрические разряды — молнии.

Грозы возникают на разных расстояниях от места приема и в любое время суток. Это позволяет хорошо изучить, как сверхдлинные радиоволны могут преодолевать большие расстояния и какие причины влияют на их поведение.

Можно не сомневаться, что и этот участок электромагнитных колебаний будет покорен человеком.

Природная плазма — молния — помогает ученым сделать это быстрее.

В далекой южно-американской стране Чили очень много полезных ископаемых. Но особенно богата она залежами селитры — ценнейшего химического удобрения. Этот минерал, состоящий из натрия, азота и кислорода, с тех пор как стали вывозить его в разные страны, так и называют чилийской селитрой. Превратив его в порошок и бросив в землю, хлеборобы заранее знают, что пашни обретут вторую молодость, дадут хороший урожай.