Страница 48 из 64
В 1980 году в США совершил пробный полет солнечный воздушный шар "Санстат". В течение более чем четырех часов парил он на высоте 3700 метров. Принцип действия "Санстата" прост и основывается на законе Архимеда. Когда воздух во внутренней полости нагревается и становится, таким образом, легче воздуха, окружающего оболочку, шар взлетает. Бесплатной "грелкой" служит Солнце. Часть поверхности шара прозрачна и действует как линза, собирая солнечные лучи на противоположной, черной стороне шара, которая служит коллектором. Циркулируя внутри шара, воздух нагревается возле черной поверхности, а затем распространяется по всей полости. Небольшие пропеллеры позволяют разворачивать шар в нужном направлении.
"Солнечные шары, — как утверждает их изобретатель Фредерик Эшо, американец иранского происхождения, — могут использоваться и в торговых и научных целях. Достаточно лишь увеличить их объем, потолок и грузоподъемность". Как ни парадоксально, по как раз в космическую эру солнечные шары могут найти себе применение. Свидетельство тому американский проект гигантского солнечного аэростата. Аэростат будет летать на высоте более тридцати километров, где нет воздушных потоков и самолетных маршрутов. Поглощение шаром солнечной энергии будет регулироваться, и в зависимости от этого аэростат будет подниматься или опускаться, а с помощью небольшого двигателя перемещаться в горизонтальном направлении. По проекту вес аэростата составит шесть тысяч тонн, а грузоподъемность — пять тысяч тонн.
Еще недавно голубоватые шлейфы, рвущиеся из выхлопных труб автомобильных двигателей, были своего рода символом мощи и богатства государства. Но количество постепенно перешло в качество. Специалисты забили тревогу. Оказалось, что пасущееся на дорогах нашей планеты более чем четырехсотмиллионное автомобильное стадо чинит настоящий экологический разбой. В некоторых странах на долю автомобилей приходится более 60 процентов атмосферных загрязнений. Ученые и инженеры напряженно работают над созданием "чистого" автомобиля. Мексиканские конструкторы показали, что определенную лепту в решение этой проблемы может внести и Солнце. Они построили "солнцемобиль" — электрический автомобиль, работающий на солнечной энергии. На его крыше расположены солнечные батареи. Электрическая энергия, вырабатываемая ими, накапливается в аккумуляторах и вращает электродвигатель. Опытный образец развивает скорость до 40 километров в час, но запас хода пока ограничен 40 минутами.
А в Туркмении проходит испытания первый советский солнечный электромобиль. Его схема разработана специалистами Всесоюзного научно-исследовательского института источников тока под руководством члена-корреспондента АН СССР Н. Лидоренко. За основу был взят электромобиль-микроавтобус РАФ-2910, который был создан специально для сопровождения участников марафонского забега на Московской олимпиаде. Внешне он походил на своих собратьев из семейства РАФов, только движок у него был электрический и приводился он в движение электроэнергией, запасенной в аккумуляторах. На крышу этого РАФа установили солнечные блоки — стеклянные трубки, наполненные водородом. Внутри трубок — кремниевые фотоэлементы, они превращают солнечный свет в электроэнергию. Правда, пока только одна солнечная электростанция не справляется. Слишком много весит РАФ: три тонны вместе с пассажирами, да и движок мощный — 10 киловатт. Пришлось вводить схему двойного использования энергии — от предварительно заряженных аккумуляторов и от Солнца.
Зимой солнечная электростанция на крыше РАФа трудится даже с большей отдачей, чем летом: воздух чище, нет пыли — и ярче солнечный свет. День ото дня совершенствуется солнечная автомашина. Ученые работают над созданием солнечных батарей с большим коэффициентом заполнения, изучаются возможности размещения батарей на бортах машины… Настанет время, и источник энергии электромобиля будет полностью автономным: единственным заправщиком его аккумуляторов станет Солнце.
Интересная подробность. Оказывается, что электромобили, которые стали сейчас объектом пристального внимания со стороны конструкторов, и автомобили с карбюраторным двигателем почти ровесники. В России пионером применения электромобилей был петербургский изобретатель И. В. Романов. Еще в 1899 году он построил и испытал открытые и закрытые электрокебы — прообразы такси. В их конструкции содержались решения перспективные и для современного автомобилестроения. Передние колеса электрокеба были ведущими, рама сварена из тонкостенных труб, панели кузова — из деревопластика, каждое колесо приводилось в движение своим электродвигателем. Позади пассажирского салона помещался ящик с аккумуляторами, которые весили 350 килограммов. Они обеспечивали запас хода 65 километров при скорости 39 километров в час. Так что электромобиль — еще один пример, что новое иногда хорошо забытое старое.
Из византийских летописей до нас дошло предание о том, что в 214 году до новой эры при обороне Сиракуз от римлян Архимед сфокусировал с помощью множества зеркал солнечный свет и ослепил римских воинов, а также поджег их корабли-триремы. Когда римский флот под командованием консула Марка Клавдия Марцела, одного из самых жестоких и непреклонных военачальников Рима, был уже не более чем в трехстах локтях от берега, началось светопреставление: паруса трирем стали вспыхивать одни за другим без всякой видимой причины, нестерпимо яркий свет ослепил окаменевших от ужаса воинов. Атакующие обратились в паническое бегство. Со стен укреплений Архимед наблюдал за боем.
Возможно, это легенда. При тогдашнем уровне техники изготовить большие зеркала, выдержать их профили и чистоту обработки поверхности — задача неимоверно трудная. Но тем не менее можно сказать, что легенда эта технически обоснована. Например, среди трудов архитектора Антемуса де Тралля, жившего в VI веке, имеются четыре трактата о воспламеняющих зеркалах. Один из них называется "Как создать аппарат, способный с помощью солнечных лучей воспламенить предмет на расстоянии".
Французский естествоиспытатель Бюффон в 1747 году провел ряд опытов, чтобы доказать достоверность легенды об Архимедовой солнечной атаке римского флота. Он проделал много опытов с большим зажигательным зеркалом, составленным из 360 плоских стеклянных посеребренных зеркал размером 16X22 сантиметра каждое. Зеркала были установлены на раме таким образом, что их положение можно было регулировать в отдельности. Лучи, отраженные зеркалами, могли быть сфокусированы на различных расстояниях. Так, на расстоянии 50 метров сфокусированный пучок имел диаметр 44 сантиметра. При меньших фокусных расстояниях диаметр пучка был соответственно меньше. Бюффон пришел к заключению, что возможно зажечь дерево на расстоянии 68 метров. С 45 зеркалами он расплавил три килограмма олова в горшке на расстоянии 6,5 метра, а со 117 зеркалами расплавил на том же расстоянии серебро. При помощи 154 зеркал Бюффону удалось поджечь расположенные на расстоянии 77 метров щепки, покрытые древесным углем и серой.
Несколько лет назад был проведен такой опыт. 450 плоских зеркал, каждое размером 445 квадратных сантиметров (то есть общей площадью примерно 20 квадратных метров), были направлены на парус, венчавший модель античной триремы длиной несколько метров. Поскольку каждое из зеркал могло поднять температуру паруса на полтора градуса, парус в конце концов действительно воспламенился. Количество зеркал, помноженное на вызываемое ими увеличение температуры, дает в результате 675 градусов по Цельсию. Этот опыт показал, что в действенности "зажигательных зеркал" Архимеда сомневаться не приходится.
Но возможно ли было за 300 лет до нашей эры тогдашней примитивной техникой ориентировать в одном направлении одновременно большое число зеркал? Могли ли вообще зеркала, созданные 2200 лет назад, отражать солнечный свет, не. рассеивая его? Античные зеркала, найденные при раскопках, настолько несовершенны, что трудно в это поверить.