| глория
Автор |
23.02.2015 / 22:01 / Сообщение 1 |
|
Проверенный
Сообщений: 634
| Окруженные машинами со всех сторон, мы далеко не всегда отдаем себе ясный отчет в могуществе наших «стальных рабов», так успешно заменяющих мышечную силу человека и животных. Покойный физик проф. Н. А. Умов, сделал по этому поводу такое сопоставление между современными и древними источниками энергии:
Современное морское судно «Император» в четверть версты длиною имеет машины в 70 тысяч лошадиных сил и обслуживается экипажем в 1100 человек. Если мы захотим заменить пар рабочими, численность последних должна простираться до 700 тысяч человек. Для перевода медленной работы рук человеческих в работу быстро вращающихся мореходных винтов нужно было бы устроить не менее 70 заводов по 10 тысяч человек в каждом. Такой громадный механизм поглотит не малую долю энергии, и число рабочих придется еще значительно увеличить. Чтобы руководить этим населением, понадобится экипаж уже не в 1100 человек, а во много раз больше; а для того, чтобы разместить на пароходе заводы, рабочих, администрацию, магазины для запасов пищи и т. п. — нужен не корабль, ж нечто таксе, что по своей колоссальности не могло бы быть приведено в движение своим населением. Мы можем вообще утверждать, что задачи современной техники не разрешимы без привлечения сил мертвой природы».
Рис. 1. Сооружение Хеопсовой пирамиды в Египте. Над ней работало 100 000 рабов в течение 20 лет.
Рис. 2. В наши дни Хеопсову пирамиду могли бы возвести 12 подъемных кранов в течение 9 месяцев.
Дополним эту картину другою, не менее поучительною: заставим мысленно современные машины выполнить одно из грандиознейших сооружений древнего мира — например, пирамиду Хеопса. Над нею трудились, по свидетельству греческого историка Геродота, 100 тысяч человек в течение 20 лет (включая сюда и рабочих в каменоломнях).
Как же справился бы стой же работой современный инженер? Он поставил бы 12 подъемных кранов по 40 киловатт 1) каждый, обслуживаемых всего пятью сотнями рабочих: 6 кранов при самой пирамиде, 2 — в каменоломнях и 4 — для разгрузки и нагрузки. И работа была бы выполнена в каких-нибудь 9 месяцев! При этом, благодаря высокой рационализации работ, количество затраченной энергии было бы буквально в 100 раз меньше: египтяне затратили на нее около 170 миллионов киловаттчасов работы, механические же краны израсходовали бы менее 1 700 000 киловаттчасов.
Что всего более отличает механический двигатель от живого — это сосредоточенность огромной мощности в сравнительно небольшом объеме. Самая мощная «машина», какую знал древний мир, это — сильная лошадь или слон. Увеличение мощности достигалось тогда лишь увеличением числа животных. Но соединить работоспособность многих лошадей в одной — задача, разрешенная лишь техникой нового времени.
Сто лет назад самой мощной машиной был паровой двигатель в 20 лошадиных сил, весивший две тонны. На 1 лош. силу приходилось 50 килограммов веса машины. Чтобы показать, как велик здесь прогресс, в смысле сосредоточения мощности, отождествим для простоты работоспособность живой лошади с «лошадиной силой» (хотя в действительности эта единица мощности превосходит способность живой лошади). Тогда мы будем иметь в живой лошади 1 лош. силу на 500 кг веса (средний вес лошади), в механическом же двигателе — 1 лош. силу на 50 кг веса. Паровая машина словно соединила мощность 10 лошадей в одном организме.
www.чулышман-турист.рф
|
 |
| |
| глория
Автор |
23.02.2015 / 22:02 / Сообщение 2 |
|
Проверенный
Сообщений: 634
| Такое же соотношение мощности и веса мы имеем в современном 2000-сильном паровозе, весящем 100 тонн. Но в электровозе, мощностью 4500 сил, при весе 120 тонн, мы имеем уже одну лош. силу на 33 кг веса.
Огромный прогресс в этом отношении представляют современные авиационные двигатели. Рекордным является двигатель в 550 сил, весящий всего 500 кг: здесь 1 лош. сила приходится, круглым счетом, на 1 кг веса! На рис. 3 эти соотношения представлены наглядным образом: зачерненная часть контура лошади показывает, на какую долю ее веса приходится 1 лош. сила в соответствующем механическом двигателе.
Еще красноречивее рис. 4: здесь маленькая и большая лошадь изображают соотношение весов авиамотора и живой лошади. Мы наглядно представляем себе, какой ничтожный вес стальных мускулов соперничает с огромной массой мышц живых.
Рис. 3. В современном паровозе на 1 лош. силу приходится 50 кг веса машины; в электровозе—33 кг, в авиамоторе — 1 кг. Зачерненные части фигуры лошади указывают, какой вес этих машин отвечает 1 лош. силе.
Но последнее слово в этом состязании еще не сказано даже современной техникой. Мы далеко не извлекаем из топлива всей той механической энергии, которая в него вложена. Уясним себе, какой запас механической работы скрывает в себе Калория — это то количество теплоты, которое затрачивается для нагревания литра воды на 1 градус. Превращенная в механическую энергию полностью — на 100%— она доставила бы нам 427 килограммометров работы, то-есть могла бы, например, поднять груз в 427 кг — почти полтонны — на высоту одного метра (рис. 5). Полезное же действие современных тепловых двигателей исчисляется только 10 — 20 —
30 процентами: из каждой калории, пылающей в топке, они извлекают только 40—80 —125 килограммометров, вместо теоретических 427.
Какой же из всех источников механической энергии, созданных человеческой изобретательностью, является самым могущественным? Конечно, огнестрельное оружие.
www.чулышман-турист.рф
|
| |
| |
| глория
Автор |
23.02.2015 / 22:02 / Сообщение 3 |
|
Проверенный
Сообщений: 634
| Современное ружье, при весе около 4 кг (из которых на действующие части оружия приходится примерно лишь половина), развивает при выстреле 400 килограммометров работы. Это кажется не особенно значительным, но не забудем, что пуля находится под действием пороховых газов только тот ничтожный промежуток времени, пока она скользит по каналу ружья — а это длится не более 1/800 доли секунды. Так как мощность двигателей измеряется количеством работы, выполняемой в 1 секунду, то, отнеся работу пороховых газов к полной секунде, получим для мощности ружейного выстрела огромное число 400 X 800 =320 000 кг в секунду, или 4300 лошадиных сил. Наконец, разделив эту мощность на вес действующих частей ружейной конструкции (2 кг), узнаем, что одна лошадиная сила приходится здесь на ничтожный вес механизма — в полграмма!
Рис. 4. Мощность, развиваемая 1 кг веса в авиамоторе, в 2000 раз больше, чем мощность приходящаяся на 1 кг веса живой лошади И обратно: в живой лошади на 1 лош. силу мощности приходится в 2000 раз больший вес.
Теперь ясно, что современное ружье — поистине самое могущественное из придуманных человеком орудий и машин. Представьте себе миниатюрную лошадь в полграмма весом: этот пигмей, размером с жука, соперничает в мощности с сильной лошадью!..
Если же брать не относительные числа, а поставить вопрос об абсолютной мощности, то все рекорды побивает артиллерийское орудие. Современная огромная американская пушка, весом 100 тонн, выбрасывает ядро в 900 кг со скоростью 523 метра в секунду, развивая в 1/1оо долю секунды около 13 миллионов килограммометров работы. Наш рис. 6 дает наглядное представление об этой чудовищной работе: она равнозначна работе поднятия груза в 8200 тонн на вершину Кельнского собора (156 метров). Работа эта развивается в 1/100 долю секунды; следовательно, мы имеем здесь дело с секундной мощностью в 1300 миллионов кг, или с 17 миллионами лошадиных сил.
1) Киловатт — электрическая мера мощности, равен 1,36 лошадиной силы.
Рис. 5. Теплота, нагревающая 1 литр воды на 1 градус, будучи полностью превращена в механическую энергию, способна была бы поднять 427 килограммов на высоту 1 метра.
Рис. 6. Энергия выстрела современной американской 100-тонной пушки достаточна для поднятия груза в 8200 тонн на верхушку Кельнского собора. Вверху — Кельнский собор рядом с 4-этажным домом. Внизу — железный куб в 8200 тонн рядом с человеческой фигурой.
Семнадцать миллионов лошадей в одной пушке! Вернее даже вдвое больше, так как живая лошадь развивает мощность, примерно, лишь в половину «лошадиной силы». Во всем СССР едва наберется такое количество лошадей: статистика животноводства насчитывает их 33 миллиона. Естественно, что великий фантаст Жюль Верн, в поисках механического средства т.е. сбросить людей на Луну, остановил свой выбор именно на пушке...
Такова исполинская мощь стальных мускулов техники, сменивших живые мышцы человека и животных. Неудивительно, что если в древности сооружения, в роде египетской пирамиды, были событиями единичными и исключительными, то в наши дни не менее грандиозные океанские пароходы и дирижабли, туннели в десяток километров длины, небоскребы в десятки этажей, Волховстрой и Днепрострой являются повседневным проявлением технической деятельности человечества!..
www.чулышман-турист.рф
|
| |
| |
