И это не предел! На чертежных досках - чертежи новых машин. Использовав новые конструктивные принципы, добились того, что еще более мощные машины будут равны по размерам машине, мощность которой в десять раз меньше.
А в конструкторских бюро НИИ и заводов - на ленинградской "Электросиле", на харьковском "Электротяжмаше", на новосибирском "Сибэлектротяжмаше" серьезно думают уже об электрических машинах, каждая из которых - план ГОЭЛРО. И вводиться в строй такие машины будут десятками в год.
Изменилось и напряжение, при котором передается электроэнергия. Может быть, вы помните цифру 70 тысяч вольт - напряжение, на котором передавалась электроэнергия в Москву со станции "Электропередача". Сейчас ЛЭП-500 - линия электропередачи напряжением 500 тысяч вольт - явление обычное, попавшее даже в песни-шлягеры ("ЛЭП"-500 - не простая линия"). Построена линия напряжением 765 тысяч вольт. Если темп роста напряжения, как говорят математики, экстраполировать на 2000 год, то получится, что напряжение, которое будет применяться в то время, будет равно 2500 тысячам вольт.
В новом строящемся высоковольтном корпусе Всесоюзного электротехнического института имени В. И. Ленина, купол которого может вместить тридцатиэтажное здание Гидропроекта, будут испытаны линии передач такого, а может быть, и более высокого напряжения.
А может быть, нужны будут напряжения... в тысячу раз меньше. Как считают лауреат Ленинской премии профессор МЭИ В. А. Веников и молодой ученый В. С. Околотин, в будущем может оказаться целесообразным передавать электроэнергию по погруженным в страшный холод сверхпроводящим линиям. А может быть, хотя и маловероятно, будут открыты сверхпроводники, работающие и при "нормальных" температурах.
Вот еще одна идея электропередачи, кажущаяся "безумной". Принадлежит она академику П. Л. Капице. Идею эту Петр Леонидович выразил в двух фразах:
"Вы думаете, энергия распространяется по проводам? Напротив, в них она только теряется!".
Идея передачи энергии в луче отнюдь не нова. Еще Роджер Бэкон, философ XIII века, выдвигал ее. Система зеркал, предлагавшаяся им, должна была бы "стоить целого войска против татар и сарацин".
Несмотря на кажущуюся парадоксальность мысли, она в большой мере правильна. Из уравнений Максвелла следует, что с увеличением частоты тока, передаваемого по проводу, ток занимает все меньшую часть проводника, вытесняясь к его краям. Для высоких радиочастот провода вообще не нужны. Энергию волн высоких частот можно передавать по трубам-волноводам, как нефть или газ. Трудности этого пути очевидны - для создания радиоволн нужно будет построить и радиолампы соответствующей мощности. Это - серьезное препятствие для развития электроники больших мощностей. Но разве не было препятствий на пути создания прочно вошедших в наш быт электроприборов?
Серьезные изменения, видимо, претерпят наши электростанции. Вполне возможно, что уже через "х" лет вместо сегодняшних котлов и турбин на электростанциях будут установлены исполинские спирали термоядерных установок.
А скоро ли это будет? Как идет "приручение" плазмы? Отвечая на вопрос, академик Л. А. Арцимович делает образное сравнение:
"...Представьте себе, что группа ученых XVIII века неожиданно увидела одноколесный велосипед. Нетрудно вообразить себе, что один из них предположил - эта машина предназначена для езды. Другой, видимо, немедленно заявил, что может математически доказать - ездить на нем нельзя. Ну, а третий - скорее всего попробовал бы проверить это экспериментально. Он сел бы на велосипед и, конечно, сразу бы упал.
Однако мы-то сейчас знаем, что есть люди, которые на одноколесном велосипеде не только ездят, но и выполняют различные трюки. Так, вот, можно считать, что мы едем на одноколесном велосипеде с завязанными глазами по канату. Такова примерно мера трудности работы с плазмой. Но, пожалуй, позволительно сказать, что в последнее время повязка с наших глаз снята. Нам ясно, что канат довольно длинный, но размер его известен".
Пожалуй, эти слова очень точно отражают положение с попытками осуществления управляемой термоядерной реакции - по сути дела, с приручением энергии водородной бомбы. Трудности на этом пути колоссальные. Чтобы плазма, раскаленная до миллионов градусов, не испепелила сосуда, в котором ее пытаются содержать, плазму, как предложили академики А. Д. Сахаров и И. Д. Тамм, нужно изолировать от стенок магнитным полем.
Вот тут-то и начинается "езда на одноколесном велосипеде по канату". Дело в том, что ни одна из предложенных до сих пор конфигураций магнитного поля не обеспечивает надежной изоляции плазмы от стенок сосуда; в магнитном поле неизбежно оказывается "течь", через которую раскаленная плазма ускользает к стенкам.
Проблеск надежды - установки ПР-5, ПР-6 и особенно "Токамак-3", созданные в институте атомной энергии им. И. В. Курчатова группой ученых под руководством члена-корреспондента АН СССР профессора Б. Б. Кадомцева. Плазма "жила" в установках уже очень долго - доли секунды.
Это большой успех. Раньше были - миллионные доля.
Потом - тысячные доли. Сейчас - сотые и десятые.
Прогресс очевиден. Прогресс очевиден и в других термоядерных установках в "Ограх", харьковском "Сириусе".
Плазма становится все горячее.
Плазма становится все долговечнее...
Другое направление, на котором можно достигнуть энергетического изобилия, хотя, видимо, и временного (запасов удобных для добычи расщепляющихся материалов на Земле хватит лет на тысячу) атомные электрические станции. Первая в мире атомная станция в Обнинске - гордость нашей науки. Мощность ее была невелика, но значение - огромно. Станция открыла путь к Белоярской атомной, к другим мощным атомным новостройкам нашей страны.
Инженеры добились того, что электроэнергия атомной станции стоит сейчас уже не дороже энергии обычных электростанций. По всему Советскому Союзу растут новые корпуса атомных гигантов.
Темпы развития атомной энергетики поразительны. В 1957 году два профессора Калифорнийского технологического института - Харрисон Браун и Джон Уой написали книгу "Следующие сто лет" о жизни на Земле в 2057 году.
Уже в марте 1967 года, всего через десять лет они вынуждены были признать, что почти все их прогнозы неверны. Так, по прогнозам ООН (1955 г.), население в 1980 году должно было составлять 3,3 - 4 миллиарда людей, однако отметка 3,3 миллиарда была пройдена уже в 1965 году.
Конфигурация магнитного поля в установке "ПР-5". Возможно, усложнение конфигурации поля в термоядерных установках приведет нас в конце концов к решению задачи колоссальной важности - добыче электроэнергии из воды.
Не оправдались сдержанные прогнозы и в области атомной энергетики. На первой Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии было сделано предположение о том, что в 1960 годах цена киловатт-часа "атомной" электроэнергии будет составлять полцента (полкопейки). Большинство делегатов конференции осудило такой прогноз, как безответственный.
Сейчас атомная электроэнергия стоит недорого, темпы строительства атомных станций резко возросли. Если в США в 1967 году выработка "атомной" электроэнергии составляла лишь один процент от общей выработки, то уже к 1990 году соответствующая цифра будет значительно выше пятидесяти процентов. Об этом говорит хотя бы то, что еще в 1966 году в США было заказано проектировщикам атомных станций на 5 процентов больше, чем обычных. Особые надежды связываются с новыми типами реакторов - таких, в которых атомное горючее, "сгорая", дает другое, еще более эффективное.
Незаменимы атомные энергетические установки для кораблей, которым приходится длительно находиться в плавании, - для ледоколов, подводных лодок. Гордость советской науки и техники атомоход "Ленин" уже много лет несет свою бессменную службу в северных морях, проводя через толстенные льды караваны судов, доставляя на ледяные просторы научные станции. Сейчас трудно себе даже представить советский флот без атомного ветерана.
Несколько иная судьба была уготована американскому судну "Саванна", которое с самого начала создавалось как "рекламный корабль", призванный в известном смысле служить противовесом атомоходу "Ленин". Решение о постройке такого судна было принято в апреле 1955 года после бурных дебатов в сенате. В 1956 году были отпущены первые доллары, в мае 1958 года - заложен киль, в июле 1959 года корабль был спущен на воду, а 1 мая 1962 года судно вышло в первый рейс.
Постройка "Саванны" обошлась в 40 миллионов долларов, не считая 2 миллионов долларов - стоимости первой закладки урана.
Скандал разразился, когда в числе расходных статей федерального бюджета на 1968 год промелькнула строчка - 2,3 миллиона долларов - на консервацию "Саванны".
Оказалось, что "Саванна" себя не окупает и ежегодно приносит миллион убытка.
Только путем мощных закулисных маневров статья расходов была забаллотирована. Президент Джонсон особо напирал на патриотические чувства американцев, утверждая, что консервация "Саванны" - "оставление поля боя другим".
Велик диапазон ядерных энергетических установок - от котлов гигантских атомных станций до относительно небольших, но не менее полезных установок, размещаемых на кораблях или вездеходах.
А есть реакторы и электростанции совсем других типов, например наша прославленная "Ромашка". Это не "обычные" атомные реакторы, а уже готовые электростанции. Не нужно ни паровых котлов, "и турбин, ни генераторов. Установки типа "Ромашка" невелики, они, конечно, не смогут сыграть роли в "большой энергетике". Но их экономичность, относительно небольшие размеры и надежность обеспечат широкое применение там, куда не дотянутся нити линий электропередач.
Идея обойтись в "большой энергетике" без котлов, турбин и генераторов, съедающих более половины всей энергии, которую должна была давать электростанция, идея ранее фантастическая, начинает сейчас обретать под собой твердую почву.
В апреле 1967 года центральные газеты нашей страны сообщили об очередном успехе советской науки - пуске созданной под руководством академика В. А. Кириллина и члена-корреспондента АН СССР А. Е. Шейндлина первой в мире плазменной магнитогидродинамической установки, включающей все элементы электростанции.
Струя раскаленной до 3000 градусов грохочущей плазмы врывается в огнеупорный канал, утыканный справа и слева зубьями - электродами (один из наших популяризаторов, видимо, поэтому назвал канал огнедышащей машины "пастью дракона"). Атомы, растерявшие благодаря человеческому вмешательству сваи электронные одежды, и отдельно электроны, раньше эти одежды составлявшие, влетают в канал и встречаются там с упругостью магнитных силовых линий мощного магнита, в зазоре которого и установлен канал. Борьба материй заканчивается в пользу человека - с электродов можно снимать желанное напряжение.
Три года прошло со дня пуска первой двухсоткиловаттной установки "У-02". Уже строится и скоро будет пущена в ход другая, в сто раз более мощная установка "У-25". Электростанция, в которой турбина и генератор совмещены в одном огнедышащем канале, электростанция, в принципе способная существенно повысить эффективность производства электроэнергии, вполне достойна постройки и исследования.
Учеными не упущено ни одной возможности увеличить выработку электроэнергии. Они шаг за шагом ставят себе на службу:
Солнце - строятся многочисленные гелиоустановки и преобразователи, ветровые установки (особенно это развито в Голландии);
Луну - строятся приливные электростанции;
Землю - строятся геотермальные электростанции, использующие внутреннее тепло Земли.
Существуют еще более смелые, но пока менее реальные проекты, например, превратить всю нашу Землю целиком в ротор гигантского электрогенератора.
А что достигнуто? Как выглядят наши успехи сегодня и успехи, которые несомненно будут завтра, по сравнению с теми самыми первыми успехами?
Мощность электростанций, которые должны были быть построены по плану ГОЭЛРО за 15 - 20 лет, - 1 миллион 750 тысяч киловатт.
Известно, что в верхних слоях атмосферы, в так называемой тропопаузе, находящейся на высоте 10 - 12 километров над поверхностью Земли, дуют непрекращающиеся ветры, скорость которых - 70 - 100 метров в секунду. Это навело группу советских инженеров на мысль создать высотный жесткий дирижабль, удерживаемый кабелем на упомянутой высоте. На дирижабле устанавливается ветроколесо и электрогенератор мощностью порядка полутора тысяч киловатт (достаточна для снабжения электроэнергией поселка с населением 1,5 - 2 тысячи человек). Энергия передается вниз по тросу, который одновременно является электрическим кабелем.
В 1935 году, триумфально перевыполнив план ГОЭЛРО, наша энергетика давала в год около 30 миллиардов киловатт-часов и занимала третье место в мире (вместо пятнадцатого) после США и Германии.