ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ДОМ. Его собираются построить в Нью-Йорке. Это 26-этажное здание на 250 квартир будет сооружено с применением новейших энергосберегающих и экологически безопасных технологий. Если сбудутся все проектные задумки авторов проекта, то «экодом» станет оазисом чистого воздуха в южной части Манхэттена. Здесь, в фешенебельном районе Беттерипарк, и поставят новостройку с таким расчетом, чтобы многие его жильцы могли полюбоваться на статую Свободы, не выходя из собственной квартиры. Но главное достоинство дома, конечно, не в красивом виде из окна. Архитекторы намерены оснастить вентиляционную систему здания особыми фильтрами, которые блокируют проникновение внутрь не только обычных загрязнителей воздуха, но также газов, вызывающих парниковый эффект, пыльцы растений и других вредных веществ. Это создаст идеальные условия для жильцов, страдающих аллергией и астмой.
Ожидается также, что здание будет потреблять на 30 % меньше электроэнергии, чем типовой небоскреб таких же размеров. Его планируют оснастить также усовершенствованной системой очистки водопроводной воды. По плану строительство здания должно завершиться в 2002 году и обойдется в 95 млн. долларов.
НОВАЯ ЖИЗНЬ ЗАБЫТЫХ ИДЕЙ
Маховик и пар
В 1831 году известный физик Майкл Фарадей поставил опыт, о котором помнит сегодня далеко не каждый учитель физики. Между полюсами магнита он поместил вращающийся металлический диск. Одна проволока прикасалась к оси вращения диска, другая — к его ободу. Присоединенный к этим щеткам гальванометр показал наличие тока (рис. 1).
Этот опыт послужил толчком к созданию новых по тем временам генераторов электрического тока, получивших название униполярных. На рисунке 2 изображено одно из конструктивных решений такого генератора.
Рис. 2 Униполярный генератор:
1 — постоянный магнит; 2 — ртутный контакт; 3 — ротор.
Между полюсами постоянного магнита, похожими по форме на блюдца, размещен вращающийся дисковый ротор. На оси и ободе ротора — скользящие контакты, снимающие ток во внешнюю цепь. Ротор при вращении пересекает силовые линии магнитного поля, поэтому возникает ЭДС, направленная вдоль его радиуса, пропорциональная скорости вращения, диаметру диска и напряженности магнитного поля.
В обычных коллекторных генераторах постоянный ток постоянен лишь по направлению, но по величине сильно пульсирует. Униполярные же генераторы дают ток, строго постоянный по величине и направлению. Одна беда: скорости вращения, свойственные турбинам обычных электростанций, малы для униполярных генераторов. Поэтому они дают токи очень низкого напряжения (5–7 В), силой в десятки тысяч ампер. Передавать их можно лишь на короткие расстояния по очень толстым проводам. Поэтому униполярные генераторы устанавливали непосредственно там, где они были нужны, например, в цехах электрохимических производств.
А вскоре о них и вовсе забыли. И лишь в конце 1910-х годов профессор Б.И.Угримов обратил внимание на то, что униполярный генератор Фарадея и турбина Лаваля как бы созданы друг для друга. Паровые турбины Лаваля известны были с 1889 года.
Они хорошо работали только при очень высоких (30 000 оборотов в минуту и более) скоростях вращения. Обычному электрогенератору нужна скорость в 10–12 раз меньше. Несмотря на это, с 1890-х годов выпускались небольшие (0,5 — 200 кВт) электростанции. Их генераторы работали от турбин Лаваля через замедляющие передачи. На рисунке 3 показан один из таких агрегатов в разобранном состоянии.
Крохотный диск турбины едва заметен слева от шестерен, и не случайно: ротор турбины Лаваля мощностью 10 л.с. весил меньше килограмма, а шестерни — более сорока! Вот эту турбину и решил соединить профессор Угримов с униполярным генератором.
Сделать это оказалось непросто: линейная скорость на окружности ротора генератора достигала сотен метров в секунду, и это приводило к очень быстрому износу медно-графитовых щеток. Попробовали сделать их из специальной бронзы, а обод ротора — из отполированной как зеркало закаленной стали. Износ продолжался, причем металлические щетки порою даже плавились. А стоит ли ждать, когда щетки расплавятся, решил профессор Угримов, сделаем их… из жидкого металла.