Утилизация сил природы ( журнал «Наука и жизнь» № 1, 1890 г.)

Уже давно многие изобретатели пытались, и ныне пытаются, утилизовать даровые силы природы. Некоторые задачи уже удалось решить довольно удовлетворительно. Ветер иногда причиняет и вред, но уже издавна он же был, до изобретения пара, главным двигателем судов по морям. 3атем, несмотря на расширение паровых вальцевых мельниц, и до сих пор ветряные мельницы доставляют главную массу муки, потребляемой населением России. Ветер же служит для вентиляции домов, и особые аппараты с этою целью ныне часто устраиваются в больших домах, особенно в столицах.

Течение реки дает нам возможность дешево сплавлять вниз по течению всевозможные товары; затем оно же двигает много водяных мельниц и оказывает массу других услуг.

Были довольно удачные попытки утилизовать и солнечную теплоту. В Париже был такой опыт. Большие зажигательные стекла и зеркала собирали и направляли лучи солнца в одну точку. Здесь ставился небольшой паровой котел, который нагревался, а пар применялся для различных употреблений. Некоторое время он двигал машину, печатавшую газету «Солнце», но, конечно, могут быть употребления и для всякой иной работы.

Недавно г. Эдвард Уестон (Weston) получил привилегию на новый оригинальный способ превращения в работу солнечной энергии. Идея, осуществленная г. Уестоном, следующая. Лучи солнца собираются подобным же образом, как и в прежних системах, но не для нагревания воды, т. е. не для образования пара, а для действия на термо-электрическую батарею. Солнечная энергия, превращенная в электричество, собирается и хранится аккумуляторами, которые уже и соединяются с двигателями, когда это потребуется. Конечно, собранная аккумуляторами энергия может быть употреблена для какой угодно цели: ею можно двигать машины, ее можно превратить снова в тепло, в свет и т. д. Таким образом, способ г. Уестона, давая возможность собирать солнечную энергию лишь в солнечные дни, в то же время дозволяет тратить ее когда нам будет угодно и для какой угодно цели. Если представить себе то громадное количество тепла, которое получает от Солнца Земля, то легко понять, какой неисчерпаемый источник даровой силы находится в нашем распоряжении. Истощение каменного угля ныне страшит многих; но, Бог даст, к этому времени найдутся и другие источники работы, еще более дешевые. Очень может быть, что таким источником, вместо дров, угля и нефти, окажется солнечный свет.

Пользование даровыми силами природы тем более заманчиво, что ныне, более или менее, уже возможно переводить один вид движения — или силы — в другой; делать склады этой силы и, по желанию, пересылать ее на какое угодно расстояние. Горящий уголь или дрова образуют пар, который приводит в движение всевозможные машины; эта работа может быть превращена и в свет, дав великолепное электрическое освещение. 3акон превращения энергии обещает нам поистине чудеса, когда будет удовлетворительно решена задача передачи силы на расстояние по проволоке. Сила падения водопада, течения реки, прибоя волн, ветра, паровой машины уже и ныне может быть передана на несколько десятков верст по телеграфной проволоке. Над этим вопросом много трудился за последнее время французский ученый Депре (Desprez). Теоретически этот вопрос уже можно считать решенным, так как доказано, что рабочую силу можно передавать по проволоке на большие расстояния и затем употреблять на что угодно: на освещение, на работу, на химические процессы и т. д. Только техника этого вопроса ныне еще недостаточно разработана. Приспособления для передачи силы на расстояния ныне слишком дороги, процент потери силы слишком (до 60%) велик, — так что для практических целей пользоваться этим способом передачи силы еще не всегда выгодно. Но нет сомнения, что пройдет еще лишь немного лет до удовлетворительного решения этого вопроса.

Какая блестящая будущность откроется тогда, когда будет решена эта задача! Ветер, ныне нередко совершающий проказы; морские волны, бесплодно бьющиеся о берега; водопады, низвергающиеся с высоты; Солнце, дающее нам свет и теплоту, — все это будет работать за нас. Переводя эту силу в электричество, мы можем в аккумуляторах собирать громадные склады ее и перевозить их куда угодно. По проволоке эта сила за тысячи верст будет передаваться, двигать наши заводы и фабрики, освещать наши улицы, печь нам хлеб, варить нам суп. Не правда ли, что все это поистине удивительно?

Приведем несколько примеров для доказательства того, что все это не вымысел фантазии романиста.

На заседании, 2 мая 1888 года, Физического общества в Глазго (Англия) профессор Блис (Blyth) сообщил о том, как ветер освещал его дом. Дело было в деревушке Мерикирк (Merykirk), где профессор проводил летние вакансии. Он устроил ветряную мельницу обычного типа в своем саду. Ось колеса мельницы находилась на 11 метрах (5,5 сажени) от поверхности земли. К оси были прикреплены, под прямым углом, четыре крыла, имевшие в длину по 4 метра 30 сантиметров (около 2 саженей). Через ременные приводы ветряная мельница вращала динамо-машину системы Буржен (Burgin), заряжавшую 12 аккумуляторов, которые уже и служили для освещения дома. Зараз в доме горело не более 10 ламп силой в 8 свечей, по 25 вольт, но этого освещения было более чем достаточно. В один день дул сильный ветер, и за полдня аккумуляторы были заряжены настолько, что освещали дом в течение трех вечеров, по четыре часа в вечер, заменяя горение 80 стеариновых свечей.

Профессор Блис придумал даже особый прерыватель (интерруптор) тока, разобщавший аккумуляторы с мельницей, когда вращение последней не было достаточно быстро (в этом случае сила аккумуляторов ослабевала бы). Он не занимался специально этим вопросом, а потому не придумал особого типа динамо-машины для превращения в свет работы ветряных мельниц и предлагает эту задачу желающим. Нам кажется, что эта задача благодарная и что попытка утилизовать силу ветра для освещения, хотя бы только больших заводов, в России не была бы излишнею.

В угольных копях Сент-Джонса, в Нормантоне (Англия), сила течения воды переводится в электричество, которое превращается в рабочую силу, служащую для приведения в движение машин, выкачивающих воду из рудника. Это приспособление в феврале 1888 года, при силе тока в 600 вольтов, давало работу в 33 лошадиные силы, коих было достаточно для выкачивания из рудника в день 562 500 литров воды, хотя глубина рудника равняется 270 метрам (около 130 саженей).

В Аризоне (Соединенные Штаты Северной Америки) сила водопада (в 150 лошадиных сил) передается по проволоке на 12,5 километра (около 12 верст) и работает на руднике вместо людей. Такое же приспособление сделано в Kaмстокке (Невада, Северная Америка).

На заводах Consolidated Virginia аnd California C° сила водяного двигателя paнеe передавалась по проволочному канату; ныне найдено более выгодным передавать ее по проволоке, переводя в электричество.

В Silver City (Серебряный город) сила водопада передается на 6,5 километра (6 верст).

Из этих примеров ясно, что вопрос о передаче силы на расстояние близится к решению.

3амечательный пример мы находим и в России, на ткацкой фабрике Козьмы Прохорова, вблизи станции Подсолнечной (Николаевской железной дороги). Верстах в 6 от фабрики лежит озеро Сенежское. Сила падения воды озера со6ирается турбиной, переводится в электричество и по проводу передается на фабрику г. Прохорова, где идет на освещение и, кроме того, двигает более 100 станков. Проводы сделаны от озера воздушные, т. е. на столбах. Если не ошибаемся, в России это единственный пример.

За последнее время делаются в Америке любопытные попытки употребить на службу человеку и морские волны. Прилагаемый рисунок изображает особое приспособление, сделанное на бальнеологической станции Ocean-Grove, лежащей миль на 20 к югу от Нью-Йорка. Чтобы понять устройство этого оригинального приспособления, достаточно будет немногих объяснений.

Волны океана ударяют в щиты, соединенные с особо устроенными рычагами, которые приводят в движение насос, накачивающий воду в резервуар, откуда она и употребляется для полива улиц. При отливе океана щиты погружены в море на 1/2 метра, а при приливе на 2 метра. Ширина щитов около 2 метров, и силы волн достаточно, чтобы поднимать воду на высоту 12 метров (около 6 саженей).

В данном случае, для поливки улиц употребляется морская вода, имеющая свои удобства и неудобства. Эта вода содержит много солей, которые осаждаются на улицах. Эти соли (главным образом поваренная, хлористый натрий) жадно поглощают влагу из воздуха, и потому мостовые поливаемых морской водой улиц всегда остаются влажными. Зато соли вредно влияют на обувь прохожих и колеса экипажей. Но важен факт, что морские волны могут поднять количество воды, достаточное для поливки улиц. Раз этот факт установлен, очевидно, что можно поднимать этим же способом воду и из колодцев с пресной водой. Еще более важно то обстоятельство, что в Ocean-Grove это приспособление оказывается выгодным и практичным. Это приближает нас к решению одной из великих задач, которая имеет на судьбу человечества огромное влияние.

Скромно, незаметно, без шума работали труженики пара, — и менее чем в полстолетия пар радикально изменил все условия нашей жизни. Какая война, какое нашествие, какое политическое событие могло бы столь сильно изменить весь строй нашей жизни? Почти столь же удивительные успехи оказали электричество, химия и т. д.

Весь социальный строй изменяется ныне с ужасающей быстротой. И кто же совершает эту великую реформу? Скромные, часто безвестные труженики, уединенно работающие в тиши лабораторий и кабинетов.