Читать книгу "Покоренная плазма - Борис Васильевич Фомин"

раскаленной плазмы может превысить скорость звука даже в десять — двадцать раз!

Подставляя этому потоку модели самолетов и ракет, можно испытать их на прочность.

Современные ракеты при своем движении выбрасывают огромное количество плазмы. Как себя чувствуют ракеты при отрыве от Земли или во время космических полетов — важнейший вопрос ракетной техники.

Установки, подобные аэродинамическому тоннелю, позволяют досконально изучить этот вопрос, причем, как видите, отпадает необходимость поднимать ракету в воздух.

Не так давно в иностранной печати появилось описание одной оригинальной аэродинамической трубы, в которой главную роль тоже играет плазма. Эту трубу построила известная американская фирма «Боинг» в Сиэтле.

Плазма возникает в небольшой камере после разряда гигантской батареи, состоящей из четырех тысяч конденсаторов. Разрядная камера отделена от аэродинамической трубы пластмассовой перегородкой.

Перед «взрывом» мощный насос нагнетает в камеру воздух до давления ста сорока атмосфер, а из аэродинамической трубы другой насос откачивает воздух совсем.

Когда батарея конденсаторов зарядится до шести тысяч вольт, напряжение от нее подается на электроды и внутри камеры происходит разряд, похожий по своему действию на взрыв. Тридцать миллионов киловатт — такая мощность за короткое мгновение освобождается в камере. Возникшая при этом плазма имеет очень высокую температуру — четырнадцать тысяч градусов!

Огненный вихрь, сломав пластмассовую перегородку, врывается в аэродинамическую трубу и разгоняется до скорости, в двадцать семь раз большей скорости звука. И хотя это происходит в течение лишь одной двадцать пятой доли секунды, точные приборы добросовестно запишут, как ведут себя разные детали макета самолета или ракеты.

В нашей стране подобным исследованиям также уделяется большое внимание.

Созданные в СССР аэродинамические трубы отвечают всем требованиям современной техники.

Глава VII

Искра-труженица

Когда медь бывает тверже стали

Медь тверже стали? Возможно ли? Действительно, достаточно припомнить, как стальным зубилом вырубают отверстие в медной пластинке, чтобы не сомневаться, какой из названных двух металлов тверже.

Но героиней нашей книжки является плазма, и вы не ошибетесь, если предположите, что именно она может перевернуть все вверх дном, сделать одни тела податливыми, как воск, а другие — твердыми, как кремень.

Когда нужно обработать какую-либо деталь, главным является вопрос об инструменте. В схватке с металлом инструмент должен выйти победителем. А это может быть в том случае, если он значительно тверже обрабатываемой детали.

Много лет делали сверла, резцы, фрезы из стали, и она прекрасно справлялась с порученной работой. Но вот появились очень прочные сплавы, и прославленная сталь начала сдавать. Инструмент быстро изнашивался, а то и совсем выходил из строя, плавился или ломался. Придумали очень твердую керамику, но и она не всегда выходила победительницей в борьбе с металлом.

Тогда обратились к плазме.

Два советских ученых — супруги Б. Р. и Н. И. Лазаренко — трудились над важной проблемой: как увеличить долговечность контактов, разъедаемых искрой при включении и выключении тока.

Поместив контакты в жидкое техническое масло, ученые заметили, что оно мутнеет. «Наверно, пригорает масло», — решили они, хорошо зная, что попрыгунья-искра может быть прекрасным «химиком».

Но когда муть появилась в чистой воде, исследователи задумались: откуда она взялась? Какого она происхождения? И еще: каковы ее свойства?

К воде, налитой в стеклянную банку, поднесли магнит. Мутное облачко притянулось к магниту. «Все ясно, — решили ученые, — в воде оказались осколки железных контактов, „брызги“, разлетавшиеся после каждого удара искры. Значит, можно, используя это явление, получать металлические порошки». И они стали конструировать «искровую мельницу». Во время опытов исследователи заметили, что металлическая пудра отделяется от контакта, соединенного с положительным зажимом источника тока. Значит, пластинку, предназначенную для переработки в «пудру», следует соединить с плюсом. Известно было также, что именно искра разрушает металл. Значит, рассуждали изобретатели, второй электрод нужно сделать острым, с него будут прыгать искры при значительно меньшем напряжении.

Кроме того, на нем меньше будет оседать железных пылинок, появляющихся в масле.

Зная, что отрицательный электрод остается невредимым, изобретатели взяли шестигранный медный стержень и заставили его подпрыгивать над стальной пластинкой. Прыжок — искра, второй прыжок — новая искра и новые частички металла оказываются в масле.

Но вот стержень-электрод вдоволь напрыгался над стальной пластинкой. Масло в ванночке сильно замутилось. А что стало с электродами?

Когда их вытащили из масла, то оказалось, что медный электрод насквозь «пробил» стальную пластинку, причем форма отверстия в точности повторила очертания медного стерженька — оно тоже было шестигранным.

Замечательное открытие! Искрой можно «сверлить» отверстия. Ее чудесная сила помогает медным стержнем «пробивать» отверстия в стали! Без всякого предварительного разогрева, без специального инструмента!

Так родилась электроискровая обработка металлов, без которой немыслимо современное производство.

Промышленность нашей страны выпускает сотни типов станков для такой обработки металлов. Они уже значительно совершеннее установок Лазаренко, но принцип их действия тот же. Они выполняют почти любую работу. Нужно просверлить отверстие в сверхтвердом сплаве — делают отверстие. Требуется сделать углубления в штампе или извлечь из металла сломанные сверла и метчики — справляются и с этой работой.

Электрической искрой можно на листе металла «нарисовать», выгравировать любой орнамент, пейзаж и даже портрет, какими бы сложными они ни были.

Почему такая работа стала по плечу электрической искре — этому едва заметному кусочку плазмы? Что происходит там, где вспыхивает и гаснет искра? Проскакивая между пластинкой и стерженьком, она каждый раз вырывает у положительно заряженного изделия частичку металла. Простым глазом эта частица незаметна, но «вода камень точит», говорится в народной пословице. Так и маленькие искорки, отрывая одну частицу металла за другой, освобождают путь для столь необычного «сверла», например, медной или латунной проволочки.

Электрической искре любой материал «по зубам». Но не только в этом ее преимущество. В новых, электроискровых, станках нет особо прочных, массивных деталей, не найдете там и вращающихся деталей, без которых не обходится ни один обычный металлорежущий станок.

Являясь по устройству предельно простым, электроискровой станок тем не менее оказался способным выполнять очень сложную работу. Если раньше детали мудреной формы делали, как правило, вручную, то теперь веера искр изготовляют их без вмешательства человека. На его заботе осталось лишь следить за тем, чтобы станок исправно выполнял распорядок работы.

Теперь представляете, каким могуществом обладает плазма, если в содружестве с ней обыкновенная медная проволочка может в куске стали делать борозды, уступы и отверстия любой формы?

Гроза под водой

Можно сделать так, что искра, родившаяся под водой, станет делать работу, которая под силу только мифическому титану. Например, она сможет расколоть на части гранитную скалу.

Первым такую «физическую» силу