СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Дневники > Admin

Оценить эту запись

ЭНЕРГЕТИКА: ПРОГРАММА УСКОРЕНИЯ

Запись от Admin размещена 28.08.2013 в 21:12

На пороге XXI века: Интервью с ленинградскими академиками

НАУЧНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ СТРАНЫ


Ускорение... Именно так сформулировал XXVII съезд партии концепцию социально-экономического развития страны. Это слово стало символом устремленности в будущее. Передовая линия борьбы пролегает сегодня через науку. Выйти на мировые рубежи научно-технического прогресса, произвести кардинальные изменения в мире инженерии — вот та линия, та цель, которая выдвинута съездом как безотлагательная, общепартийная и общенародная задача.

Ускорение научно-технического прогресса, интенсификация производства — путь к будущему. И наука

должна предложить новые, более эффективные средства для решения задач, которые провозгласил высокий форум коммунистов нашей страны.

В Политическом докладе съезду Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев подчеркнул: «Прогресс человечества непосредственно связан и с научно-технической революцией. Вызревала она исподволь, постепенно, чтобы затем, в последнюю четверть века, дать начало гигантскому приращению материальных и духовных возможностей человека».

Социализм обладает всем необходимым для того, чтобы поставить науку и технику на служение людям, чтобы обеспечить мир на планете, чтобы приблизить светлое будущее человечества. Ученые нашей страны неустанно прокладывают пути в неведомое, разрабатывают новые методы исследований, изучают законы поступательного развития истории, развития общества на основе идей марксизма-ленинизма.

В наши дни наука выходит на передовые рубежи. «Поставленная партией задача ускорения научно-технического прогресса — великое продолжение дела Ленина», — сказал с трибуны XXVII съезда КПСС президент Академии наук СССР академик А. П. Александров.

Можно привести немало примеров выдающихся успехов советских ученых в самых различных сферах знаний и технического прогресса, но нынешние условия требуют нового подхода — нового, решительного поворота к нуждам общественного производства, а производства — к науке. Примером тому может служить новая форма управления научно-техническим прогрессом — территориально-отраслевая программа «Интенсификация-90», которая начала действовать в Ленинграде в одиннадцатой пятилетке. Первый этап реализации этой программы уже дал практический результат, а ее дальнейшее развитие и углубление позволили вскрыть резервы, которые помогут добиться новых успехов.

Ленинградские ученые, инженеры, проектировщики хорошо понимают, что ключевая роль в выполнении поставленной партией задачи — в ближайшие пятнадцать лет почти вдвое увеличить национальный доход страны— принадлежит науке, научно-техническому прогрессу. Никогда еще не отводилась науке столь важная роль, как сегодня.

Важнейшим условием для ускорения научно-технического прогресса, отмечалось на XXVII съезде КПСС, является опережающее развитие фундаментальных исследований. Именно они выступают в качестве генератора идей, дают выход на новый уровень эффективности, открывают пути к технологиям будущего.

Большие задачи в этом направлении поставлены перед Академией наук СССР. Ей предстоит круто повернуть в сторону расширения исследований, имеющих техническую направленность, радикально улучшить систему практической реализации достижений науки и техники. Претворение в жизнь стратегической линии партии требует, чтобы наука в полной мере реализовала себя как непосредственная производительная сила.

Наука— это всегда путь в неизвестное. Наука берег свое начало там, где кончается известное и начинается неведомое. Научный поиск — это разведка. Вот почему рассказы ученых о том, как открываются новые законы в науке, всегда интересны, полны героизма и романтики.

В этой книге собраны интервью с виднейшими ленинградскими учеными, академиками, специалистами в различных областях современной науки. Живо и увлекательно рассказывают они о том, что сделано и какие перспективы открываются перед каждой отраслью науки в наши дни, на пороге XXI века, будь то физика или медицина, энергетика или биология, археология или химия, математика или география, литературоведение или экология.

Непосредственный разговор с учеными, достигшими выдающихся результатов в своей отрасли науки, их интересная, яркая, образная мысль позволяют представить и облик современного деятеля науки, и будущее той отрасли знаний, которую он возглавляет.


ЭНЕРГЕТИКА: ПРОГРАММА УСКОРЕНИЯ


Не простая это задача — представить читателям академика И. А. Глебова. Герой Социалистического Труда, депутат Верховного Совета СССР, лауреат Государственной премии СССР... Один из ведущих исследователей в области электротехники и в то же время ученый-практик, вплотную занятый самыми актуальными проблемами производства. Его перу принадлежат десятки фундаментальных работ по теории строения крупных электрических машин. И он же — администратор в прямом смысле слова: руководитель большого коллектива ученых и целого научного центра. Государственный и общественный деятель, участвующий в решении важнейших вопросов...

Однажды кто-то из журналистов насчитал у Игоря Алексеевича Глебова около тридцати должностей и обязанностей. Было это несколько лет назад. «Послужной список» за минувшее время отнюдь не стал короче. Перечислим хотя бы основные грани деятельности ученого. Председатель президиума Ленинградского научного центра АН СССР. Директор Всесоюзного научно-исследовательского института электромашиностроения. Член президиума Академии наук СССР, руководитель научного совета по комплексной проблеме «Научные основы использования сверхпроводимости в энергетике». Председатель Постоянной комиссии по науке и технике Верховного Совета СССР. Член Ленинградского обкома КПСС. Научный руководитель территориально-отраслевой программы « Интенсификация-90» ...

За всеми этими гранями отчетливо проступает одно очень емкое понятие, характеризующее творческий потенциал ученого: организатор науки. Это значит — всегда быть на самом переднем ее крае, на магистральных направлениях научного поиска. На тех рубежах, за которыми открываются горизонты будущего.

И неудивительно, что беседа наша началась с прогноза на... грядущий век.

— Машины будущего столетия? — переспросил в задумчивости Игорь Алексеевич Глебов. — Знаете, нас отделяет от XXI века столь узкая полоска времени, что многие сегодняшние творения науки и техники уже являются «переходными» — им суждено работать в грядущем столетии. Речь идет не только о машинах. Новый век становится все более узнаваем: мы видим его черты в комплексных программах, определяющих развитие ведущих отраслей народного хозяйства; они отчетливо проглядывают в исследованиях ученых, расчетах экономистов. Заботой о будущем проникнут весь курс нашей партии: через существенное ускорение социально-экономического прогресса — к достижению нового качественного состояния общества.

Мы ясно представляем себе тот круг задач, которые предстоит решить на финише века. Необходимо придать больший динамизм экономике, перевести ее на рельсы интенсификации, добиться всемерного роста эффективности производства. Уже сегодня мы видим перед собой достаточно четкую картину — как доля?ен развиваться народнохозяйственный комплекс в ближайшие пятилетки, до начала третьего тысячелетия. За пятнадцать лет будет обеспечен прирост промышленного потенциала, равный тому, что создан за все предшествующие годы Советской власти.

Столь высокие темпы диктует сама жизнь: возникла необходимость не просто движения вперед, а подлинного прорыва по всему фронту научно-технического прогресса, коренного перелома в развитии экономики.

Таков завершающий этап века нынешнего, и в то же время это мощный потенциал, накапливаемый для уверенного старта в грядущее столетие.

Если с этих позиций оценивать вклад ленинградцев, то прежде всего надо упомянуть их участие в реализации 120 крупных научно-технических программ, которые в значительной мере определяют завтрашний день страны. Они охватывают практически все отрасли народного хозяйства. Причем по многим направлениям экономического и социального развития ленинградской науке и индустрии отводится первостепенная роль. Вот, скажем, один из таких долгосрочных документов — целевая общесоюзная программа «Повышение эффективности топливно-энергетического комплекса страны до 1990 года». Более двухсот ленинградских предприятий и организаций участвуют в выполнении 1150 этапов этой программы. На их счету около трехсот научно-технических разработок, внедрение которых уже дало экономический эффект свыше полумиллиарда рублей.

Казалось бы, цифры довольно весомые. Но — для сегодняшнего дня. Завтра этого будет недостаточно. Вот почему сейчас самое пристальное внимание ученых и хозяйственников приковано к осуществлению еще одной комплексной программы, родившейся в Ленинграде и получившей высокую оценку Центрального Комитета партии,— «Интенсификация-90». Ее цель — существенно повысить темпы экономического роста на основе ускорения интенсификации всех отраслей народного хозяйства, улучшения использования созданного научно-технического и производственного потенциала. Иными словами, она является действенным, эффективным рычагом многих созидательных программ: как бы спроецированная на них, она сообщает им дополнительное ускорение, обеспечивает приток новых сил.

Территориально-отраслевая программа «Интенсификация-90» содержит широкий круг мероприятий по совершенствованию организации производства на базе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, масштабного внедрения новой техники и прогрессивной технологии, гибких автоматизированных производств, систем автоматизированного проектирования и управления, подготовки кадров и так далее...

— Но ведь эти составные части являются уже действующими элементами современного производства. Что оке нового привносит в жизнь программа интенсификации, какие ее ориентиры могут послужить моделью для экономики XXI века?

— Главным средством, позволяющим заметпо повысить показатели эффективности народнохозяйственного комплекса, является создание и внедрение систем автоматизации и вычислительной техники на наиболее прогрессивном направлении — переходе от локальной автоматизации отдельных рабочих мест к интегральной, сквозной автоматизации всего цикла «исследование — производство». Вот тут-то и кроется принципиально новое, то есть формируется интегрированный производственный комплекс. Это одна из определяющих концепций, положенных в основу программы интенсификации.

Ну, а слагаемых у программы — множество. Я могу привести целый перечень машин и систем, которые займут достойное место в будущем столетии. В процессе реализаций намеченного на предприятиях Ленинграда и области предполагается создать 5 автоматизированных заводов, около 70 цехов; на 152 участках будут созданы интегрированные производственные комплексы. Войдут в строй 137 гибких производственных систем, около 400 автоматизированных систем управления и интегральных линий связи, свыше 160 других самых различных автоматизированных систем... Они найдут применение в промышленности и строительстве, в агропромышленном комплексе, городском хозяйстве, то есть практически во всех сферах деятельности ленинградцев.

Вот такие интегрированные (сквозные) производственные системы, как показывают расчеты, вдвое эффективнее разрозненных средств автоматизации и механизации производства.

На первом этапе работы над программой «Интенсификация-90» удалось успешно решить поставленную перед нами задачу: объединить усилия ученых по совпадающим научным направлениям, добиться взаимного согласования проводимых исследований. Теперь настал черед перейти ко второму, более сложному и ответственному этапу — созданию полного замкнутого цикла, от фундаментальных изысканий до ускоренного внедрения научных разработок. Разумеется, речь идет не о том, чтобы замкнуть науку в рамках отдельного региона, а рассматривать ленинградскую промышленность как опытную площадку, обеспечивая для всей страны решение важнейших научных проблем.

— Не означает ли это, Игорь Алексеевич, что по мере приближения к новому столетию системы автоматизации займут ведущее место на производстве, и главным героем программы интенсификации станет... машина?

— Главным исполнителем — да. На ее безотказные плечи переходит значительная доля ручного и малоэффективного труда, управленческих функций: в процессе реализации программы «Интенсификация-90» предусматривается дополнительное высвобождение около ста тысяч человек из промышленно-производственной сферы. Но главным героем, творцом всей программы, безусловно, останется человек, управляющий сложнейшими системами, подчиняющий своей воле незаурядное мастерство этих умных машин.

Попробуем взглянуть на характер взаимоотношений «человек — машина» с позиций нынешнего дня и самого недалекого будущего. Интенсификация экономики вносит в эти отношения существенные коррективы. В последнее время исследовательские работы все чаще выполняются на базе вычислительной техники с помощью машин, и уже на этом этапе резко возрастает производительность труда. Следующий этап: разработка конкретных изделий, устройств, механизмов ведется с применением САПР — системы автоматизации проектных работ. Причем разработчик видит на дисплее весь этот процесс, может при желании вмешаться в него. Машина дает ему возможность обратиться к электронной «памяти», получить любые исходные материалы в любом объеме. Когда проект готов, автоматизированные системы самостоятельно осуществляют технологическую подготовку производства, «связываются» с исполнительскими машинами в цехах и на участках, передают им соответствующие команды. Ну, а далее вступают в действие системы транспортировки, хранения изделий, учета и контроля...

Замечаете, как меняются привычные нам понятия л сфере производства — уже нет безраздельного, монопольного господства человека над мертвым металлом и бездушными приборами. Схема отношений усложнилась: разум творца, созидателя соприкасается (я бы сказал — сотрудничает) с «разумом» машины. В умении и профессионализме они дополняют друг друга, а кое в чем — допустим, в памяти, в точности исполнения — человек не может конкурировать с машиной. И наша задача, одно из предназначений программы интенсификации — усилить те стороны производственной деятельности, где человек уже достиг определенных высот, и призвать машины в помощь ему там, где без современной техники эти высоты недостижимы.

Век автоматики и вычислительной техники? Возможно. Но я пока не берусь давать точное определение грядущему столетию — слишком часто жизнь вносит свои поправки в самые выверенные, обоснованные прогнозы и предначертания.

— В первой части нашей беседы высказывал свою точку зрения академик Глебов — председатель президиума Ленинградского научного центра АН СССР, научный руководитель программы «Интенсификация-90». Хотелось бы услышать и мнение Глебова — энергетика, известного исследователя, директора ВНИИэлектромаш. Какие направления в развитии отечественной энергетики наиболее перспективны на рубеже двух столетий? На что сегодня нацелен поиск ученых?

— Если представить себе все наше обширное энергетическое хозяйство в динамике, в непрерывном совершенствовании и движении, то самый первый вывод может показаться неожиданным: в новом веке должно быть значительно меньше типов машин — по сравнению с существующими.

Поясню свою мысль. На протяжении нескольких десятилетий наша энергетика — да и не только энергетика — развивалась, если можно так выразиться, по доморощенному принципу, преимущественно на местной основе: научные и производственные силы были рассредоточены по многим адресам. В разных городах предприятия электромашиностроения выпускали свои собственные энергоагрегаты, которые весьма заметно отличались от остальных. Были харьковские, новосибирские, ленинградские машины со своими индивидуальными характеристиками. А что значит в условиях серийного производства и эксплуатации «отличаться от остальных»? Это значит, турбину, изготовленную на Украине, далеко не всегда можно было состыковать с генератором, имеющим ленинградскую марку. Родственные механизмы различного производства с трудом «притирались» на электростанциях, к тому же возникали постоянные осложнения с запасными частями. Но и это еще полбеды. Главное, подобные «доморощенные» конструкции нередко уступали лучшим мировым образцам.

Пришлось всерьез задуматься о новых формах организации работ, которые позволили бы заметно повысить качество и надежность выпускаемых машин. Для этого мало было отказаться от привычного деления на «свои» и «чужие». Проблема виделась глубже, острее: не просто унифицировать действующие узлы, получив тем самым некий «усредненный вариант», но и превзойти все существующие агрегаты по качественным показателям. Короче говоря, разработать для всей отрасли принципиально новую, наиболее совершенную типовую серию машин, в высшей степени надежную и конкурентоспособную.

Была проведена необходимая структурная перестройка — как бы перегруппировка сил. Наш институт ВНИИэлектромаш, являющийся головным в своей подотрасли, стал одним из «мозговых центров», где теперь намечаются и координируются работы по всему циклу — от фундаментальных и поисковых исследований до изготовления готовых агрегатов и их серийного выпуска. В сущности, вся подотрасль крупного электромашиностроения превратилась в одно научно-производственное объединение с четким планированием, с безотказной системой единого фонда финансирования.

Таким образом, в преддверии нового столетия мы вплотную подошли к решению важнейшей народнохозяйственной задачи — созданию единых типов крупных машин для всей отрасли. Первые же результаты, полученные в институте, подтвердили правильность этого курса: общий экономический эффект от разработки, к примеру, единой серии турбогенераторов превысил 40 миллионов рублей.

Что получит путевку в XXI век? Я думаю, не только новые модели турбогенераторов, не уступающие лучшим мировым образцам, но и отлаженная в институте практика внедрения, доказавшая свою эффективность и надежность. Ведь до сих пор большинство научных разработок реализовывалось по традиционной схеме «институт — промышленное предприятие», хотя куда важнее научиться внедрять по схеме, которая совсем скоро станет определяющей: «институт (или группа институтов) — отрасли народного хозяйства».

— И какие же машины в первую очередь потребуются народному хозяйству в 2000 году?

— Очередность тут установить трудно. По данным статистики, каждые десять лет на земном шаре объем производимой электроэнергии примерно удваивается. Происходит это при самом активном «участии» всех видов электростанций — гидравлических, тепловых, атомных. И хотя их соотношение в общем балансе неизменно меняется, все три источника энергии долго еще будут активно действующими. У нас, например, есть все основания и в дальнейшем создавать уникальное оборудование большой единичной мощности для будущих гидроэлектростанций: наша страна располагает огромными возобновляемыми гидроресурсами, которые могут обеспечить выработку электроэнергии более 900 миллиардов киловатт-часов в год. Использовать их — значит сэкономить свыше 300 миллионов тонн условного топлива.

Можно привести достаточно веские доводы и в пользу развития тепловых станций. Но самые убедительные аргументы, несомненно, будут на стороне атомной энергетики — детища нынешнего столетия.

Появление атомных электростанций на всех континентах — не дань моде, а жизненная необходимость. Она объясняется прежде всего критической ситуацией с топливными ресурсами. Ядерное горючее несет в себе огромную созидательную энергию, запасов которой должно хватить человечеству на многие тысячи лет. Добавим сюда компактность и высокую калорийность этого топлива двадцатого века.

Чтобы наглядно убедиться в преимуществах мирного атома, представим себе две электростанции одинаковой мощности — по 1 миллиону киловатт,— работающие на разных топливных ресурсах. Тепловому «миллионнику» необходимо в год 2,5 миллиона тонн каменного угля. Это сотни, тысячи вагонов в сутки. Только загрузить подобную ГРЭС — уже дорогое удовольствие! На атомной станции совершенно иная картина: достаточно однажды наполнить ядерный реактор несколькими десятками тонн урана (один-два железнодорожных вагона), чтобы затем использовать его долгие годы, неизменно получая дешевые миллионы киловатт-часов электроэнергии.

Теперь сравним ГРЭС и АЭС с позиций экологии. Однажды специалисты подсчитали, что если все действующие и строящиеся электростанции на планете условно перевести на уголь, то к 2000 году общее загрязнение атмосферы возрастет в тысячу раз! А если же все эти станции сделать атомными, то показатель загрязненности окружающей среды, наоборот, десятикратно уменьшится по отношению к сегодняшнему уровню.

Конечно, освоение атомной энергии требует особого подхода, высочайшего умения. Выступая по Советскому телевидению, Михаил Сергеевич Горбачев сказал: «Сегодня в различных странах мира работают более 370 атомных реакторов. Это реальность. Будущее мировой экономики трудно представить без развития атомной энергетики. В нашей стране сейчас действуют 40 реакторов ■общей мощностью свыше 28 миллионов киловатт. Известно, мирный атом приносит немало пользы человечеству.

Но, разумеется, все мы обязаны действовать с еще большей осмотрительностью, сконцентрировать усилия науки и техники на обеспечении безопасного освоения великих и грозных сил, заключенных в атомном ядре».

Понятно, что атомная энергетика год от года набирает силу, а к новому столетию будет играть ведущую роль в топливном балансе страны. Вот только один пример. В феврале 1981 года, в канун открытия XXVI съезда партии, был введен в строй последний, четвертый энергоблок Ленинградской атомной станции имени В. И. Ленина. Выйдя на проектную мощность, ЛАЭС быстро взяла на себя львиную долю обеспечения Ленинграда электроэнергией. Сейчас атомная станция стабильно вырабатывает по 28 миллиардов киловатт-часов ежегодно — то есть больше, чем любая другая станция в стране.

В использование мирного атома немалый вклад вносят ученые, специалисты, рабочие Ленинграда, создающие уникальное оборудование для ядерных гигантов. Могучие агрегаты с ленинградской маркой установлены на всех действующих атомных станциях, монтируются на строительных площадках, рождаются в конструкторских бюро и изготавливаются в заводских цехах. Крупными индустриальными центрами Атоммаша стали объединения «Ленинградский Металлический завод», «Электросила» имени С. М. Кирова, «Ижорский завод» имени А. А. Жданова.

Сейчас эти трудовые коллективы решают важную технологическую задачу, которую можно сформулировать так: в ближайшие годы создать в Ленинграде сопряженные производственные мощности, чтобы обеспечивать поставку не отдельных разрозненных машин, а полного комплекта энергетического оборудования (реактор — турбина — генератор) для атомных электростанций суммарной мощностью до 6 миллионов киловатт.

— И до каких же пределов можно наращивать мощности энергоагрегатов?

— В том-то и дело, что предел этот уже не за горами. Многие годы мы уверенно поднимали единичные мощности новых машин, радовались их возросшей силе. Но при этом, разумеется, увеличивались и параметры машин. А любые технические возможности, как известно, не безграничны. И вот итог. Огромные агрегаты, создаваемые сегодняшней индустрией, практически достигли своего «потолка»: если их единичная мощность в миллион — полтора миллиона киловатт еще не грань, то, по единодушному утверждению специалистов, 2000—2500 мегаватт будут той последней ступенью, которую не переступишь. Ибо есть только два способа прибавления мощности — либо увеличение габаритов, либо сокращение внутренних потерь энергии. И те, и другие ресурсы исчерпаны полностью.

Дальнейшее наращивание гигантской силы энергоагрегатов порождает множество проблем, относящихся к сугубо теоретической, фундаментальной сфере. Это, скажем, вопросы прочности, материаловедения, систем охлаждения и т. д. В последнее время ученые многих стран мира были заняты поиском новых путей, принципиально новых решений.

У себя в институте, к примеру, мы задумались: как сократить расходы энергии, которая столь щедро затрачивается на бессмысленный нагрев проводников? И постепенно, шаг за шагом подошли к одному из интереснейших направлений в современном развитии энергетики: использованию явления сверхпроводимости, когда ток колоссальной силы бежит по проводам па любые расстояния практически без потерь. Именно сверхпроводимость оказалась вне конкуренции при разработке мощных генераторов — она позволяет значительно наращивать объемы энергии, не увеличивая при этом габариты машин. Таким образом, открывается возможность проектировать совершенно новые агрегаты, основанные на иных физических принципах. Я убежден, что в будущем веке они найдут самое широкое применение в промышленности. Но и сегодняшний день уже увенчан победами: в Ленинграде, в стенах нашего института создан первый в мире криотурбогенератор...

— Игорь Алексеевич, поскольку это творение открывает новую главу в развитии энергетики, расскажите подробнее о криогенике и работах вашего института в этой области.

— «Крио» означает холод. Еще в начале века физики открыли явление сверхпроводимости: было установлено, что в условиях очень низких температур, близких к абсолютному нулю, некоторые металлы и сплавы теряют электрическое сопротивление, становятся сверхпроводниками.

Долгое время это явление так и оставалось лишь теоретическим достижением, предметом изучения сравнительно небольшого круга ученых, и лишь к 40-м годам XX столетия вышло за стены лабораторий. Но и потом потребовались десятилетия, чтобы криогеника обрела, наконец, конкретное практическое содержание, заняла достойное место в сфере созидания.

В наши дни это новое направление в науке и технике, связанное с изучением и использованием сверхнизких температур,— одно из важнейших условий технического прогресса различных отраслей народного хозяйства. Металлургия и химия, энергетика и электроника, биология и механика, ракетная техника и космонавтика во всевозрастающих масштабах используют криогенное оборудование и криогенные продукты.

В Советском Союзе, как и в других промышленно развитых странах, сформировалась самостоятельная отрасль — криогенное машиностроение. Это позволяет все шире внедрять оригинальные высокопроизводительные технологии в ведущие отрасли хозяйства. В ряде случаев применение криогенной техники — единственный путь осуществления принципиально новых процессов. И прежде всего это относится к области технического использования сверхпроводимости в энергетике.

Для чего же понадобилось энергетике, несущей людям тепло и свет, брать в союзники холод? Чего ждать от этого странного сочетания?

Оказывается, ждать можно многого. Уже далеко не первый год внимание ученых — энергетиков всего мира обращено на поиски долгосрочной замены традиционных углеводородных топлив: нефти, природного газа и угля. Одним из этих заменителей считается водород. И криогеника может обеспечить получение нужного количества этого газа. Водород — высококалорийное и «чистое» в экологическом отношении топливо, так как продукт его сгорания — вода.

Мы еще вернемся к этой проблеме, а пока посмотрим с другой позиции на перспективность союза «энергетика — криогеника».

Чтобы поставить на службу производству явление сверхпроводимости, необходимо сильно «заморозить» генератор, добившись в нем поистине космической стужи. В таком сверхпроводниковом турбогенераторе ротор представляет собой, по существу, вращающийся холодильник — криостат, внутри которого размещена обмотка из сплава ниобия с титаном. Для ее охлаждения применяется жидкий гелий при температуре минус 269 градусов по Цельсию. Вот при этих условиях механическая энергия почти целиком переходит в электрическую.

Почему так важно было убедиться, что криогенераторы работают почти без потерь? — поясняет И. А. Глебов. — Это означало, что при заданной мощности можно сделать сверхпроводниковый агрегат с массой в два-три раза меньше, чем у существующих машин. Или, наоборот, сохранив прежнюю массу, многократно увеличить мощность. При этом коэффициент полезного действия генератора достигает 99,4 процента — небывалой до сих пор величины в мировой практике.

Словом, перед создателями энергетического оборудования открываются самые широкие возможности для проектирования сверхмощных агрегатов с «полюсом холода».

— Сколько же времени потребовалось для создания самого первого криотурбогенератора?

— Около 15 лет коллектив ВНИИэлектромаша трудился над этой проблемой, тщательно отрабатывал на моделях каждый новый шаг. Крошечные установки мини-мощностью в 60 ватт, 18 и 100 киловатт приоткрывали попемногу завесу глубокой тайны на подступах к криотехнй-ке. Потом дошел черед до криомашины мощностью в тысячу киловатт. На этих образцах мы «обкатывали» основные принципы, не только учились, но кое в чем и переучивались. Потому что по сравнению с обычными, традиционными генераторами здесь все было наоборот: приходилось заботиться не об отводе лишнего тепла из машины, а ломать голову над тем, как бы не пропустить теплый воздух из окружающей среды в криостат, в зону жидкого гелия — ведь этот капризный газ при малейшем «потеплении» до минус 260 градусов начинал стремительно испаряться...

Наконец, в 1981 году была создана первая опытнопромышленная установка — агрегат мощностью 20 тысяч киловатт. Первый в мире криотурбогенератор прошел всесторонние испытания и сейчас зачислен в «штат» Ленэнерго, где он выполняет функции синхронного конденсатора — иными словами, выравнивает перепады в линии электропередачи.

— Ваш первенец КТ Г-20 ответил на главный вопрос: по какому пути будет развиваться энергетика. Означает ли это, что к рубежу нового века отечественное электромашиностроение уже перейдет на промышленный выпуск криотурбогенераторов?

— Сейчас в объединении «Электросила» завершено изготовление еще одной машины, покоряющей «полюс холода» — генератора мощностью 300 тысяч киловатт. Это принципиально важная веха в электромашиностроении: на столь крупном агрегате все ступени внедрения отрабатываются, так сказать, в «натуральную величину». На основе КТГ-300 формируется конструкторско-технологическая база для проектирования и создания криогенераторов-миллионников. Это значит, генератор КТГ-300 фактически является полномасштабной моделью для изготовления еще более мощных машин. За ним уже легко просматриваются серийные агрегаты, обладающие исполинской силой в несколько миллионов киловатт.

Есть ли предел возможностей для будущих генераторов? Наука еще не задавалась целью установить его. Однако единичную мощность в десять и даже двадцать миллионов киловатт ученые считают вполне реальной, достижимой в самое ближайшее время. Думаю, уже в начале столетия эти сверхсильные машины появятся на наших электростанциях.

Вот почему,— добавляет Игорь Алексеевич Глебов,— создавая сейчас криогенератор-трехсоттысячник, специалисты «Электросилы» решают еще одну очень важную техническую задачу: они строго выдерживают параметры существующих агрегатов. Головной образец КТГ-300 предполагается установить на действующей электростанции, то есть он должен четко вписаться в строй работающих машин, полностью соответствовать им своими размерами и техническими характеристиками.

Поистине, будущее вписывается в наш сегодняшний день, и на этом стыке нынешнего с грядущим отчетливо просматриваются и достижения научно-технического прогресса, и новые горизонты, открывающиеся перед исследователями.

Взять ту же криогенику. Наряду с ядерной энергетикой, электроникой, робототехникой она стала приметой нашего века, одной из движущих сил нынешнего этапа научно-технической революции.

Советское криогенное машиностроение создало надежные и высокоэкономичные воздухоразделительные установки различной производительности. Они позволили решить важнейшие народнохозяйственные задачи по увеличению выпуска чугуна и стали на действующих и новых домнах, мартеновских печах. В качестве примера можно назвать установку на Криворожском металлургическом комбинате. За час она перерабатывает 350 тысяч кубометров воздуха: охлаждает его, превращает в жидкость, а затем разделяет на составные части в ректификационных колоннах. Ее продукция — газообразные и жидкие азот, кислород, аргон, ксенно-криптоновая и неоно-гелиевая смесь. Это одна из крупнейших в мире установок. Кстати, по производству кислорода и азота наша страна занимает одно из первых мест в мире.

Все активнее удовлетворяются потребности народного хозяйства в криогенном оборудовании. Отечественные устройства имеют высшую категорию качества и по своим научно-техническим показателям не уступают, а по ряду параметров превосходят лучшие зарубежные аналоги. Многие из них выполнены специалистами головной организации по созданию криогенного оборудования — научно-производственного объединения «Криогенмаш».

Подобные масштабы убеждают нас, что дальнейшее развитие и всестороннее применение криогеники в недалеком будущем позволит внедрить в промышленность, сельское хозяйство, в наш быт необычные по своим возможностям машины и устройства, даст новые направления общественному прогрессу.

— Сфера «деятельности» сверхнизких температур становится все шире. И что интересно: при этом отнюдь не ослабевает интерес ученых к «полюсу холода». Создается впечатление, что в этом направлении еще очень много неизведанного, нераскрытого...

— Да, нас ждет еще немало находок, причем диапазон поиска и впрямь безграничен — от земных до космических нужд. Совсем недавно, например, появился новый термин в медицине — криогенная хирургия...

Необычный мир сверхнизких температур дает возможность решать не только прикладные задачи, но и проникать в суть строения материи, использовать новые методы исследования — приблизиться, скажем, к пониманию природы сил всемирного тяготения. Разгадать механизм этих сил — вековая мечта ученых. Сегодня этой проблемой занимается 18 лабораторий мира, в том числе три советские. Они, в частности, исследуют гравитационные волны. Для этого нужны специальные антенны. А чувствительность этих антенн, как выяснилось, весьма существенно увеличивается с понижением абсолютной температуры устройства. Применение криотехники позволило получить немало ценных данных.

Говоря о научных изысканиях, нельзя не вспомнить важнейшую проблему XX века — управление термоядерной энергией. Ученые вплотную приблизились к ее решению. Думаю, что с помощью сверхнизких температур еще до начала нового столетия будут сделаны решительные шаги к термоядерному синтезу.

— Значит, опять союз «энергетика — криогеника»? Но здесь, согласитесь, это звучит еще парадоксальнее: с помощью «космического холода» пытаться зажечь «искусственное Солнце»!

— Задача мирного использования термоядерной энергии давно волнует ученых. Самый пристальный интерес к этой теме объясняется все той же проблемой топливных ресурсов. Ведь как ни велики запасы урана на планете, но и они не бесконечны. Что же со временем придет им на смену? Скорее всего — морская вода. Потому что в ней содержится тяжелый изотоп водорода — дейтерий. Он-то и является сырьем, исходным продуктом для реакции термоядерного синтеза. И человечество стремится к скорейшему освоению неисчерпаемых энергетических ресурсов Мирового океана, в каждой капле которого содержится столько же энергии, сколько может быть получено при сжигании литра первосортного бензина! Очень уж заманчива и многообещающа эта перспектива — обеспечить земную цивилизацию могучим и удобным источником энергии, добиться, чтобы человечество, образно говоря, кормилось и грелось от спокойного и чистого термоядерного пламени.

Как известно, термоядерный синтез происходит при огромных, фантастических температурах — порядка ста миллионов градусов. И впрямь, надо зажечь на Земле рукотворное Солнце. Но задача представляется вполне реальной: советская наука близка к осуществлению этой великой мечты.

Попробую обосновать столь оптимистичное утверждение. На сегодняшний день в научном плане сделано уже немало. Дейтериево-тритиевая плазма — топливо термоядерного реактора — раскрыла многие свои тайны. Больше того, ее поведение стало управляемым в такой степени, которая переводит термоядерный синтез из категории научной идеи в русло инженерно-технологической реализации. Потому что уже сейчас на исследовательских установках плазму удается нагревать до температуры 50 — 70 миллионов градусов, что почти соответствует требуемому уровню. Ясен и путь, который позволит «добрать» необходимую температуру. Это нагрев плазмы высокочастотным полем или «впрыскивание» интенсивных пучков быстрых атомов, получаемых в инжекторах.

Эти успехи позволили на XXVI съезде КПСС поставить перед советскими специалистами практическую задачу — приступить к созданию основ термоядерной энергетики как решающего звена энергетического изобилия, необходимого для стабильного развития экономики и роста благосостояния советского народа. Сейчас, пять лет спустя, окидывая взглядом путь, пройденный нашей наукой за период между двумя партийными съездами, можно с уверенностью сказать, что ученые и специалисты, работающие в области ядерной энергетики, подошли к XXVII съезду с хорошими результатами. По существу, завершен большой этап физических и инженерно-физических экспериментов по освоению управляемого термоядерного синтеза. Он увенчался созданием уникальных исследовательских установок типа «Токамак» (нового поколения) и «Ангара-5». А это значит, заложена прочная основа для сооружения крупных термоядерных реакторов, производящих электроэнергию и одновременно ядер-ное топливо для реакторов деления — удивительных «солнечных машин» грядущего века.

— И как же в этих высокотемпературных установках ис пользовалось «холодное» явление сверхпроводимости?

— Несколько лет назад был осуществлен пуск первой в мире термоядерной установки со сверхпроводящей магнитной системой—«Токамак-7». В результате экспериментальных исследований получены очень интересные данные. И это позволило перейти к созданию более мощной установки — «Токамак-15». Для реализации намеченной программы разработан и изготовлен универсальный испытательный криостат диаметром пять и высотой — одиннадцать метров. Криогенное обеспечение единственного в мире стенда испытаний магнитных систем, установленного в Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова, осуществляет одна из лучших в мире многорежимная автоматизированная криогенная гелиевая установка «Пингвин-2».

Видите, как тесно взаимодействуют тепло и холод? Поистине, энергия земного Солнца и космическая стужа сверхнизких температур — в одной упряжке...

«Токамак-15» — исследовательская машина нового поколения — представляет собой качественно новую ступень развития термоядерной техники. Дело в том,— поясняет И. А. Глебов,— что идеальные параметры термоядерной реакции доляшы сочетать достаточно большую плотность плазмы с ее высокой температурой. На предыдущих установках удавалось выполнить первое условие, однако плазма разогревалась «всего лишь» до 20 миллионов градусов. Необходимо было применить системы дополнительного нагрева. Такими системами и снабжена новая машина — она призвана штурмовать недосягаемый прежде температурный режим в 70 миллионов градусов!

По габаритам и техническим характеристикам «Токамак-15» значительно превосходит своих предшественников. Его основная часть — тороидальная камера, этакий гигантский «бублик», в котором содержится дейтериевая плазма, создаваемая сильным электрическим разрядом. Магнитные обмотки тороидальной камеры, изготовленные из сплава нпобия и олова, работают в условиях сверхпроводимости при температуре жидкого гелия (напомним: минус 269 градусов). Это позволяет намного снизить огромные затраты электроэнергии, которая уходила раньше на создание магнитного поля для удержания плазмы в рабочем режиме.

Очевидно, следует назвать «родителей» уникальной машины. Теоретическая схема «Токамака» нового поколения разработана физиками Института атомной энергии имени И. В. Курчатова, а инженерно-технический проект выполнен в Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры имени Д. В. Ефремова. Узлы и детали этой крупнейшей в мире исследовательской установки со сверхпроводящей магнитной системой изготовлены на ленинградских предприятиях.

На новой машине должна быть продемонстрирована физическая возможность управляемой термоядерной реакции и отработаны некоторые инженерные решения важнейших систем. Иными словами, согласно расчетам, «То-камак-15» позволит вплотную приблизиться к параметрам, необходимым для осуществления в полном объеме управляемой реакции термоядерного синтеза.

Вот с таким набором чрезвычайно интересных, перспективных машин и установок, могучих энергетических агрегатов, знаменующих собой авангард современной науки, подходим мы к порогу нового века,— говорит в заключение академик И. А. Глебов. — По этим уникальным машинам вполне можно судить о магистральных линиях в развитии энергетики. Будущее рождается сегодня, оно берет свои истоки в настоящем — ив нынешних достижениях науки и техники, в дерзновенном взлете человеческой мысли отчетливо видим мы его приметы.

Три десятилетия назад, в самом начале реализации научных программ по освоению управляемого термоядерного синтеза, советские ученые заявили о своей твердой решимости придать термоядерным исследованиям мирные устремления и максимально способствовать международ-. ному сотрудничеству по данной проблеме, да и по многим другим направлениям научно-технического прогресса.

С тех пор наша наука словом и делом многократно подтверждала это намерение, не жалея сил и средств на решение гуманнейшей проблемы современности — использование колоссальной энергии атома на благо всех людей планеты.

Вот и новые энергетические машины — предвестники техники XXI века — несут в себе все тот же мирный заряд, запрограммированы на мирный, созидательный труд. Они готовы надежно служить человеку, укрепляют его веру в завтрашний день.

Беседу вел Юрий Кириллов
Размещено в История, Непознанное
Просмотров 803 Комментарии 0 Редактировать метки
Всего комментариев 0

Комментарии

 

Часовой пояс GMT +3, время: 08:27.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник  Сайт ПГУПС
сцбист.ру сцбист.рф

Лицензия зарегистрирована на scbist.com
СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Powered by vBulletin® Version 3.8.1
Copyright ©2000 - 2020, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Advertisement System V2.4