Галий Галиев В гостях у инопланетян

 

Энергетика И.П.

 


 
[в начало]


[назад]

[вперед]


напишите автору...

И.П. говорят нам: на Земле должна быть чистая энергетика, или вс╠ живое погибнет от экологической катастрофы.
Люди Земли в течении многих прошедших столетий умели пользоваться дармовой, неисчерпаемой энергией ветра и воды. Еще до середины XX века во многих деревнях день и ночь крутились различные водяные и ветряные мельницы. Мололи зерно для всего сельского населения. Люди гордились своими сооружениями, полноводными реками и заливными лугами.

С каким огромным трудом строились такие примитивные сооружения. Деревянные шестерни диаметром до двух метров с деревянными зубами крутили жернова. Здесь все и вся было деревянное. Трущиеся части дерева постоянно смазывали дегтем, уменьшая трение, защищая от износа.

Как бы там не было, все они работали. Люди ими гордились, получали большие прибыли.

Сегодня в деревню пришла современная техника. Есть кадры, инженерные знания. Такие сооружения могли бы быть построены из металлических конструкций. Из готовых, долговечных, стальных угловых редукторов и подшипников качения.

С приходом в деревню электроэнергии люди пошли по линии наименьшего сопротивления. Протянули провода, установили электромоторы мощностью 20-30 кВт и мельница готова. Пока никого не волнует, что означает 30 кВт энергии для каждой деревни и сколько тысяч таких деревень. Во сколько обходится стране стоимость электроэнергии и какими затратами, вредными отбросами вырабатывается на электростанциях данная энергия.

Кроме того, во многие деревни пришел газ, но на сколько лет хватит его запасов, что будет потом?

Являются ли все эти новшества глобальным решением энергетических проблем города и села? Так же остается под вопросом, как будет развиваться в дальнейшем топливно-энергетический комплекс.

Всех волнуют вредные воздействия энергетики, приближение всеобщей экологической катастрофы, нехватка запасов топлива. С другой стороны человек никогда не задумывался о том, что газ, нефть и каменный уголь в подземных кладовых Земли накапливался в течение десятков миллионов лет. Это не топливо, это бесценное, незаменимое сырье для химической промышленности. При рациональном использовании их запасов хватило бы человечеству на десятки тысяч лет. Наши будущие поколения научились бы изготавливать из топлива все необходимые виды продуктов питания и промтоваров. Но человек брал у природы все, что ему доступно, что ему дается легким, наименьшим трудом. Для получения тепла и энергии он сжигал все, что ему попадало под руку. С каждым годом росли добыча и сжигание топлива. Только за последние пятьдесят лет в нашей стране добыча нефти и газа выросли более чем в двести раз, угля в 4,5 раза. Производство электроэнергии выросло в 35 раз. К сожалению, сегодня только половина вырабатываемой энергии используется рационально. Другая половина идет на различные потери, выбрасывается на ветер.

Топливно-энергетический комплекс стал самой трудоемкой отраслью экономики. На него сегодня работает пятая часть трудового населения и расходуется треть средств капиталовложений. Десятая часть всей выпускаемой продукции идет на энергетику. Треть всех перевозимых по дорогам грузов составляет топливо.

Такой сложный, дорогой топливно-энергетический комплекс на Земле работает против нас, против живой природы. С каждым днем он приближает всеобщую экологическую катастрофу.

В результате сжигания десятков миллиардов тонн условного топлива ежегодно на головы живых организмов выбрасывается окись углерода, сернистый газ, окиси серы, азота, фосфора, свинца, ртути и т.д. Образуются губительные для природы кислотные дожди. Под действием ядохимикатов сокращается содержание озонного барьера Земли. С каждым годом увеличивается интенсивность ультрафиолетовых лучей Солнца. Ежегодно в реки вбрасываются сотни миллионов тонн загрязненных отходов. Гибнет рыба, водоплавающие птицы, сокращаются запасы питьевой воды.

Уже сегодня в результате утечки нефтепродуктов четвертая часть всей водной поверхности на Земле покрыта маслянистой пленкой, сокращается испарение воды.

Ради получения высоких урожаев на поля, сады и огороды руками человека ежегодно выбрасываются миллионы тонн минеральных удобрений и ядохимикатов. Уничтожаются не только вредители растений, уничтожаются все полезные насекомые и птицы, Которые в течении миллионов лет более успешно боролись против вредителей растений. А вредители продолжают жить, они лучше приспособляются к ядохимикатам. А человек вынужден изготовлять более сильные ядохимикаты.

В природе ничто не исчезает бесследно. За каждое совершенное преступление человеку приходит соответствующее наказание.

На планете Земля полным ходом шагает страшная, уничтожающая экологическая катастрофа. А виновником является сам человек, прежде всего преступные пути развития нашего топливно-энергетического комплекса.

Люди всегда искали более перспективные источники энергии. Полвека назад без малейшего понимания ее вредных последствий, на Земле начала развиваться атомная энергетика. На ее развитие расходовалась третья часть средств, отпускаемых на энергетику. Несмотря на такие огромные затраты атомная энергетика вырабатывает сегодня только десятую часть потребляемой энергии.

Поддается ли сегодня научному анализу, подсчету, сколько вреда принесла она человечеству, живой природе. - За пятьдесят лет десятая часть суши заражена радиоактивными отходами, заражены северные моря, реки и озера Сибири. Более миллиона человек страдают от лучевой болезни. Сколько еще придется расплачиваться нашим внукам за последствия радиоактивного заражения.


Представьте, я нахожусь на землеобразной планете нашей галактики, отдаленной от нас на десятки световых лет. Жители этой планеты умеют поддерживать идеальную экологическую чистоту.

На чистом небе сияет такое же яркое "солнце". Дует теплый, ласковый ветер, наполненный ароматами цветов. Только здесь растут чистые, не запыленные растения, наполненные свежим соком. На деревьях созревают ничем не отравленные сочные, сладкие плоды. На полях колышутся хлеба, выращенные без применения минеральных удобрений и ядохимикатов. Луга покрыты чистой сочной травой. Над яркими полевыми цветами неторопливо пролетают разноцветные бабочки. На деревьях гнездятся сотни разнообразных птиц. Их разнотонное веселое пение нарушает тишину.

Все реки и озера здесь наполнены чистой прохладной питьевой водой. Во всех водоемах полно рыбы и водоплавающих.

На этой планете после экологической катастрофы первой цивилизации возродилась вторая, более разумная человеческая цивилизация.

Здесь десятки тысяч лет назад жили такие же люди, их энергетика развивалась так же как на Земле. - Работала против живой природы. Объемы сжигания топлива также достигали астрономических размеров. Также никого не волновало, что содержание вредных газов в атмосфере в десятки раз превышало установленные нормы. Все производственные отбросы, ядохимикаты попадали в водоемы. Люди должны были пить отравленную воду, выращивать и есть урожай, отравленный ядохимикатами.

А экологическая катастрофа наступало: малозаметно, украдкой, скрытно. Многие стали жаловаться на головокружение, недомогание, на физическую слабость, утомляемость. Увеличивались нервно-психические заболевания. Люди становились более раздражительными, обидчивыми, агрессивными. Все эти страшные перемены приписывались "тяжелым дням". Никого не насторожила статистика о увеличении злокачественных заболеваний, росте смертности, падении рождаемости и т. д. А энергетика работала, беспощадно уничтожая последние тонны топлива.

Наконец на планете начался энергетический кризис. Одновременно возникла всеобщая эпидемия. Неизвестная "неизлечимая" болезнь уносила миллионы жизней в год. В течение каких-то десятков лет погибло более 99% населения планеты. Только в очень отдаленных районах осталось малое количество людей. Они были слабы, беззащитны, неорганизованны, боялись всего.

Прошли тысячелетия, очень медленно очистился и восстановился состав атмосферы. В водоемах растворились соли тяжелых металлов, осели на дно. Слой мазута, залегавший на дне водоемов, покрылся слоем ила и песка. Медленно, биологическим путем, очистились водоемы. Дождем и снегом промывалась и очищалась почва планеты.

Очень медленно восстанавливалось и человеческое население планеты. Людям всегда нужно тепло и энергия. Теперь здесь не могло быть и речи о возрождении бывшего топливно-энергетического комплекса планеты. Все запасы топлива были вычерпаны и сожжены их предками. Планета напоминала пустую яичную скорлупу. Сегодня сохранившиеся остатки газа, нефти, угля добываются там с больших глубин, с наклонных пластов с огромным трудом. Они используются исключительно для химической промышленности.

И.П. показывали мне свою сельскую местность. Здесь, из-за отсутствия топлива, проблемы энергетики были разрешены за счет энергии солнца. Пользоваться энергией ветра они научились очень давно. Также как и у нас в начале строились очень примитивные водоподъемники, ветряные мельницы, силовые агрегаты для кустарных предприятий и т. д.

Сегодня у них на каждом шагу можно встретить очень оригинальные, долговечные, безотказные ветрокотлы. С помощью которых отапливаются различные жилые и производственные помещения, теплицы, скотные дворы.

Ветроэнергетические установки у них мало отличаются по внешнему виду. В качестве мачты чаще всего используются стальные трубы диаметром 100-300 мм. Нижняя торцевая часть трубы устанавливается на подшипниках качения. В средней части трубы по высоте тоже установлен подшипник качения. К наружной обойме подшипника приварены крюки и приделаны растяжки, которые удерживают мачту в вертикальном положении. Благодаря двум шарикоподшипникам мачта свободно вращается на вертикальной оси по направлению ветра. Диаметр ветряного колеса достигает 8-36 метров. Оно состоит из двух, трех или четырех лопастей, по своей форме очень напоминающих воздушные винты современных вертолетов. Изготовляются они из очень прочных и гибких пластических материалов. Ветроколесо устанавливается за мачтой, флюгера нет. Роль флюгера выполняет само ветроколесо. Такие ветроустановки работают при слабом ветре и продолжают работать и при разрушительных ураганах. Все они обладают очень большим запасом прочности. Кроме того, при сильном ветре автоматически меняются углы атаки ветроколеса, что дополнительно защищает их от разрушения.

Нам хорошо известен способ трансмиссии энергии с помощью углового редуктора. Большая шестерня, установленная на валу ветроколеса, приводит во вращательное движение малую конусную шестерню. По всей длине мачты книзу идет вращающийся карданный вал. Я видел у И.П. другие, более простые способы трансмиссии энергии. Вал ветроколеса может быть сделан в виде коленчатого вала. Коленчатые валы в зависимости от своего назначения имеют от одной до четырех шеек. Соответственно они находятся друг от друга под углом в 180╦-120╦-90╦.

Вал ветроколеса на вершине мачты вращается на подшипниках качения. На шейке коленвала установлен своеобразный шатун. К шатуну присоединен стальной трос или прутик. Если на коленвале всего одна шейка, то такие установки служат исключительно для приведения в действие поршневого насоса. По мере вращения коленвала трос поднимает поршень, затем он под действием собственного веса опускается обратно. На лопасти ветроколеса имеется противовес, компенсирующий вес шатуна и поршня.

Мне очень понравились способы передачи энергии от коленвала с двумя шейками. Здесь два шатуна, два троса. По мере вращения коленвала они поочередно поднимаются и опускаются. Нижние концы троса привязаны к концам коромысла. Коленвал вращается, а внизу качается коромысло. Коромысло приводит в действие поршневой насос или поршень ветрокотла (об этом будет разговор ниже).

Где коленвал имеет три или четыре шейки, там соответственно вниз идут три или четыре качающихся троса. А внизу установлен такой же коленчатый вал, нижние концы троса соединены к его шатуну. Коленвал внизу вращается со скоростью вращения ветроколеса (Говорили, что часто приходится подтягивать концы троса, так как они ослабевают).

Ветрокотлы.

Изобретение ветрокотлов И.П. считают самым ценным изобретением планеты. У них каждый ветрокотел индивидуального назначения и отапливает только свое помещение.

Говорили, что в средних климатических поясах площадь вращаемого круга ветроколеса может отапливать такую же площадь жилых помещений. К примеру, диаметр ветроколеса равен двенадцати метрам. Выходит, что при нормальной силе ветра такие установки смогут отапливать помещения с общей площадью до ста квадратных метров.

Мы знаем, что при трении, то есть смешивании любых жидкостей или воды затраченная нами механическая энергия полностью превращается в тепловую энергию. Именно по такому принципу работают все ветрокотлы на планете.

Я видел у И.П. десятки различных вариантов технического исполнения ветрокотлов. Больше всего распространены ветрокотлы, работающие с вертикальными роторами. Выше было описано, что от углового редуктора ветроустановки вниз опускается вращающийся кардан. Кардан через муфту соединен с ротором ветрокотла.

В качестве котла использованы герметично закрытые цилиндрические емкости объемом 100-500 литров. С внутренней стороны к стенкам емкости приварены вертикальные ребра. Они увеличивают трение жидкости. Ротор вращается на подшипниках, он имеет 2-4 вертикальные лопасти. Вал ротора загерметизирован сальниками. Котел с наружной стороны плотно укрыт теплоизолирующими материалами.

По мере вращения ротора вода в котле нагревается. Вращающийся ротор одновременно является и ротором центробежного насоса, он всасывает и выкачивает воду. При нагреве воды до 80╦-90╦ открываются термостаты, горячая вода через трубы перекачивается в большие емкости, находящиеся в подвалах отапливаемых зданий. Эти емкости так же имеют хорошую теплоизоляцию. В случае безветренной погоды горячая вода по трубам сама поднимается наверх и отапливает помещения. Здесь же имеются автоматические теплорегулирующие термостаты. В помещениях всегда поддерживается заданная температура воздуха.

Котел устанавливается неподвижно на фундаменте. На верхней части котла имеется прочная подставка, где установлены опорные подшипники вращающейся мачты ветроустановки.

Выше был описан вариант ветроустановки, где вращающийся коленчатый вал приводит в действие качающееся коромысло. Такие ветрокотлы маломощны и очень просты по своей конструкции.

Здесь к одному концу качающегося коромысла прикреплен шток поршня. Поршень находится внутри цилиндрической емкости. Емкость тоже наполнена водой. По мере вертикального движения поршня вода в цилиндре нагревается и перекачивается в соответствующие емкости. Здесь ветрокотел наглухо присоединен к мачте ветроустановки. При изменении направления ветра котел и коромысло поворачиваются вместе с мачтой. А вода циркулирует из цилиндра через гибкие шланги. Нижняя часть мачты в большинстве случаев находится внутри отапливаемого помещения или в утепленной будке.

У И.П. имеются также ветровые парокотлы. Устройство их отличается только тем, что вращающийся ротор здесь заменен очень тяжелыми чугунными кругами. От взаимного трения они нагреваются до 200╦. Из воды, находящейся в емкости, образуются водяные пары с необходимой температурой. Горячий пар применяется в саунах и для приготовления пищи. Холодная вода в котел нагнетается поршневыми насосами.

У И.П. распространены различные ветросиловые установки. Они работают автоматически по заданной программе. Вентилируют помещения, перекачивают воду в емкости, заготовляют корма и так далее, всего не перечислишь.


Энергетика И.П. давно переведена на постоянный ток. Основным источником энергии являются ветроустановки. Горные реки дают только незначительную часть потребляемой энергии. Строительство гидроэлектростанций на равнинных реках считается преступлением против живой природы. Они очень сожалеют, что в результате безмозглого строительства таких электростанций у нас на Земле, миллионы гектаров плодородных земель, заливных лугов остались под водой, кроме того, огромный ущерб причинен рыбному хозяйству.

Широкое применение у И.П. имеют солнечные элементы. Они служат в основном для освещения и питания радиоаппаратуры.

Читатель скажет, что здесь написаны всем давно известные вещи. Это верно. Но каждый человек только в соответствии со своим уровнем знания может запомнить, показать только то, что он знает. К примеру, И.П. мне многократно показывали свои огромные, дорогостоящие ветро-атмосферные электроустановки. Они раположены на вершинах снежных гор. Там на многие десятки километров протянуты запутанные цепи проводов. Говорили, что благодаря силе ветра, ионизированному воздуху и атмосферным зарядам в проводах возникает электрический ток. Или они показывали мне свои гидроэлектростанции. Здесь по желобам вода спокойно течет вниз. О принципе работы говорили, что предварительно намагниченная вода возбуждает в проводах под желобом электрический ток.

Думаю, никому не нужны такие пустые разговоры. Такие установки возможно и у нас появятся, их должны придумать мы сами. Может быть, они работают совершенно по другому, нам пока неизвестному принципу.

У них не существует (или очень мало) дальних линий электропередач. Каждый город, промышленное предприятие, даже каждый дом имеет свою собственную электростанцию. Они все и всегда с большим избытком получают необходимую электроэнергию.

Мощность самых больших ветроэлектростанций не превышает 100 кВт. Их общее устройство уже было описано выше. На вершине высокой мачты с обратной стороны по направлению ветра установлено ветроколесо. Благодаря этому мачта сама поворачивается по направлению ветра. Диаметр ветроколеса не превышает 36-40 метров. Говорят, такие установки более устойчивы при сильных ветрах. Они долговечны, безотказны. Десятки таких ветроустановок обслуживаются одним человеком.

Общее устройство таких установок нам давно известно: шестеренчатые редукторы приводят во вращение ротор генератора переменного тока. Изменения напряжения тока при изменении скорости ветра предварительно регулируются за счет подмагничивания обмотки статора. Затем полученный пяти-, семи-фазный переменный ток стабилизируется в трансформаторных стабилизаторах. Электрический ток далее проходит через диоды, выпрямители. Постоянный ток со строго определенным напряжением подается в общую сеть потребителям.

Читатель скажет: все это безумные рассуждения. Ведь вместо одной атомной электростанции мощностью 4 Мвт здесь пришлось бы строить более сорока тысяч таких ветроустановок. И.П. сказали мне, что строительство одной ветроустановки будет не дороже стоимости грузового автомобиля. А стоимость сорока тысяч ветроустановок будет не дороже строительства одной АЭС. Кроме того они совершенно безвредны, не требуют никаких материальных затрат. Каждая такая ветроустановка в течении года сможет вырабатывать до 500 тысяч кВт/ч электроэнергии. Их строительство окупается в течение одного-двух лет.


В начале XX века все электростанции на Земле вырабатывали постоянный ток. Шли большие споры, но все же люди перешли к переменному току, зная, что будущее принадлежит постоянному току.

Основным недостатком постоянного тока является то, что он не трансформируется. А электроэнергия на большие расстояния с наименьшими потерями можно передавать только под очень высоким напряжением. Но эта проблема И.П. не беспокоит, у них линий электропередач не существует.

Кроме того, моторы постоянного тока и трехфазные моторы имеют свои преимущества и недостатки.

Моторы постоянного тока (коллекторные моторы) работают от двух проводов. При том же весе и габаритах они мощнее в 2-5 раз чем трехфазные моторы. Они могут развивать очень большие обороты. Но количество оборотов нестабильно, зависит от нагрузки. Такие моторы совершенно непригодны в подъемных кранах и лифтах. Они могут поднимать груз, а плавно опускать его не могут.

По многим соображениям в начале XX века люди перешли на трехфазный переменный ток. Переменный ток трансформируется и энергия под напряжением в млн. вольт передается по трем проводам на большие расстояния. (Постоянный ток такой же мощности и напряжения можно было бы передавать по двум проводам).

Сегодня в единую энергосистему включены сотни различных электростанций. При этом валы всех генераторов должны вращаться синхронно, как единый вал. Незначительное отставание вала кого-нибудь генератора привело бы к крупным авариям. Соблюдение синхронности вращения валов генераторов производится с помощью очень сложных и дорогих приборов. Кроме того, соблюдение синхронности валов связано со значительными затратами топлива, пара и труда.

Трехфазные моторы, хотя и тяжелые, громоздкие, но они долговечны. При изменении нагрузки и при отрицательных нагрузках они имеют стабильные обороты. Такой мотор груз поднимет и с такой же скоростью опустит обратно. Плохо то, что у них нельзя изменять количество оборотов.

И.П. сумели объединить все положительные качества двух моторов в одном двигателе.

Устройство таких моторов у и.П. ничем не отличается от наших пяти-, семи-фазных генераторов переменного тока. В них роторы работают с подмагничиванием. Такие моторы, не смотря на небольшие габариты, обладают очень большой мощностью.

Было сказано, И.П. пользуются только постоянным током. Поэтому здесь для каждого мотора, для каждого электрического агрегата имеются персональные преобразователи постоянного тока в переменный. Частота переменного тока может быть плавно изменена в больших пределах. Количество фаз может быть от одной до семи. Такие преобразователи тока у нас известны давно. К примеру, в видеомагнитофонах моторы лентопротяжного механизма имеют более пяти скоростей вращения: ускоренная и замедленная перемотка ленты, ускоренное, нормальное и замедленное воспроизведение.

Благодаря применению таких моторов И.П. удалось создать множество оригинальных и простых механизмов и различных станков. К примеру, возьмем всем известный токарный станок:

Для изменения количества оборотов шпинделя-патрона станка у нас применяется очень сложная многоступенчатая коробка передач, состоящая из десятков зубчатых шестеренок. У И.П. вместо передней бабки станка установлен семифазный мотор, к валу мотора прикреплен патрон станка. Этот вал, как и на всех токарных станках, имеет сквозное отверстие. Здесь нет ни одной шестеренки. Количество оборотов мотора регулируется поворотом рукоятки в диапазоне от 100 до 300 тысяч оборотов в минуту. Мотор при любых нагрузках имеет стабильные обороты. Количество оборотов патрона станка указывается на табло цифрового индикатора. Наши сложные и громоздкие механизмы перемещения суппорта заменены у И.П. стальной лентой, концы ленты наматываются на медленно вращающиеся барабаны. Мертвый ход суппорта отсутствует вообще. Барабаны, наматывающие ленту, приводятся во вращательное движение от своего маломощного многофазного мотора. Количество оборотов с помощью червячного редуктора уменьшается у них в 100-300 раз. Количество оборотов самого мотора также регулируется за счет изменения частоты переменного тока. Цифровые индикаторы с точностью до сотых долей миллиметра указывают шаг перемещения суппорта. Тринзеля, состоящего из четырех шестерен здесь тоже нет, так как все моторы реверсные. Такой же механизм имеется для поперечного перемещения резца. Шаг перемещения резца может быть изменен в любых пределах.


Все ветроэлектростанции при наличии ветра работают без остановки. А полученная энергия должна быть своевременно использована в быту или накоплена различными способами. У нас на Земле в результате суточного изменения объема потребляемой энергии большая часть вырабатываемой энергии остается неиспользованной. У И.П. вопросы накопления энергии проработаны более разумно.

Как всегда, я запомнил только то, что у нас на Земле давно известно.

Накопителями энергии для различных бытовых приборов у нас являются различные аккумуляторы. У И.П. основными накопителями энергии являются электролитические конденсаторы. У этих конденсаторов емкость при тех же габаритах в десять раз больше наших аккумуляторов.

Такие конденсаторы имеют широкое применение в быту и в электромобилях. Они просты в обращении, не дороги, не требуют никакого ухода. Заряжаются за считанные секунды. Кроме того, вся избыточная энергия ветроустановок автоматически переключается на гидролизные приборы. В этих агрегатах с помощью электроэнергии вода разлагается на составные части. Полученный водород, так же как наш природный газ, используется в быту для отопления, приготовления пищи. Водород и кислород хранятся в больших емкостях под давлением. Кроме того, они умеют "растворять" водород в каких-то порошках и растворах. При открытии крана в баллонах падает давление, и водород так же легко освобождается и выходит по трубам.

У И.П. есть ветроустановки, служащие только для гидролиза воды, то есть для получения водорода. Они очень просты по конструкции. Здесь совершенно не нужны стабилизаторы напряжения, в таких установках часто применяются динамомашины.

И.П. показывали мне мобильные ветроустановки мощностью 1-4 кВт. Соответственно диаметр их ветроколеса 4-8 метров. Они используются в дальних экспедициях. Такие агрегаты общим весом 100-300 килограмм перевозятся на машинах. На некоторых специальных машинах они в нужное время монтируются на крыше кузова машины. Такие ветроустановки могут быть собраны в течение одного часа. Вырабатываемая электроэнергия используется для отопления, освещения и т. д.

Главными деталями здесь являются ветроколесо и генератор. Как их установить - имеется очень много вариантов решения. Сначала собирается очень легкая мачта высотой 6-10 метров. К вершине мачты прикрепляются растягивающие тросы, которые удерживают мачту в вертикальном положении. Оба конца мачты установлены на подшипниках. Она свободно поворачивается по направлению ветра. К средней части мачты с обратной стороны прикрепляется ветроколесо с генератором.

И.П. убеждены, что человечество Земли когда-то тоже будет пользоваться энергией ветра.

Галий Галиев
  [назад] [вперед]