Реферат: Новые источники энергии в конце XIX - начале XX века

В конце 80-х гг. проект бензинового двигателя с карбюрато­ром мощностью 80 л. с. разработал в России О. С. Костович (1851 —1916), предложив применять этот двигатель для дирижабля («аэроскафа»).

В 1896—1897 гг. немецкий инженер Р. Дизель (1858—1913) создал новый тип двигателя внутреннего сгорания с самовоспла­менением от сжатия, рассчитанный на тяжелое жидкое топливо и получивший имя изобретателя.

В 1913 г. дизель-моторы стали производиться на рынок. В том же году для ведения переговоров Дизель, взяв с собой наи­более секретные документы по изготовлению двигателя, отплыл в Англию. Однако до Англии он не добрался, а бесследно исчез с палубы корабля при неизвестных обстоятельствах. Высказывались подозрения, что он погиб от рук агентов немецкой разведки, опасавшейся продажи Дизелем его секретов англичанам.

Большой вклад в усовершенствование дизельных двигателей вне­сли русские изобретатели. Б. Г. Луцкой проектировал и строил многоцилиндровые двигатели различного назначения — автомобильные, авиационные, судовые, лодочные. В 1896 г. Г. В. Тринклер (1876—1957) построил бескомпрессорный двигатель внутреннего сгорания. В 1910 г. Р. А. Корейво (1852—1920) сконструировал дизельный двигатель с противоположно движущимися поршнями и передачей на два вала. А. Г. Уфимцев (1880—1936) разработал двухцилиндровый, а в 1910 г. шестицилиндровый карбюраторный двигатель для самолетов.

В России дизельные двигатели получили широкое распростра­нение. Перед первой мировой войной они производились в Петер­бурге, Москве, Сормове, Риге, Ревеле, Воронеже и других горо­дах.

Водяные турбины .

Наряду с использованием паровых турбин в качестве наиболее совершенного двигателя на тепловых и гидро­электростанциях применяются и усовершенствованные водяные (гидравлические) турбины. Большинство типов таких двигателей было создано еще в предыдущий период1.

В рассматриваемый период гидротурбины подверглись усовершенствованию. После внедрения в практику линий электропередачи были разработаны более быстроходные и мощные турбины, непосред­ственно соединяемые с электрогенератором.

В 1880 г. американский изобретатель Л. А. Пёльтон (1829— 1908) сконструировал водяную турбину, рассчитанную на работу при больших напорах воды. Ковшеобразные лопатки-колеса этой турбины позволяли с большей эффективностью использовать силу струи воды, поступавшей под большим давлением по трубе.

Водяная турбина Л. А. Пельтона нашла широкое признание уже в 80-е гг. XIX в.

Наряду с ней получила распространение усовершенствованная турбина Жонваля. Мощность турбин Жонваля к 1900 г. достигла 1200 кВт в одном агрегате и продолжала расти. В 1910 г. уже изготовлялись радиально-осевые турбины мощностью 8—10 тыс. кВт.

Важным этапом в развитии гидротурбин стали работы чешско­го инженера В. Каплана (1876—1934). Им, в частности, были вве­дены поворотно-лопастные турбины (1912—1916), которые в дальнейшем применялись на большей части вновь сооружаемых ГЭС.

Опыты с газовыми турбинами .

Мысль о создании газовой тур­бины относится к концу XVIII в., но ее долго не удавалось осу­ществить.

В 1872 г. инженер Штольд запатентовал в Германии газовую турбину, но из-за низкого КПД турбины проект не был реализован.

Первую попытку создания и практического применения газовой турбины предпринял инженер-механик русского флота П. Д. Кузь­минский (1840—Г900). В 1897 г. он построил небольшую радиаль­ную газовую турбину. Однако смерть изобретателя в 1900 г. не позволила закончить начатую работу.

В 1906 г. французские инженеры Арманго и Лемаль, русский изобретатель В. В. Каравардин изобрели целый ряд газовых тур­бин, однако их КПД был невелик.

Большую работу в области создания и усовершенствования га­зовых турбин проделал немецкий инженер ГбльцвальД. В 1914— 1920 гг. он сконструировал несколько газовых турбин мощностью до 2 тыс. л. с. с КПД 13—14%.

Все разработанные в тот период газовые турбины не нашли широкого применения.

Идея использования атомной энергии .

Одной из важнейших составных частей переворота в естествознании конца XIX— нача­ла XX в. явились успехи атомной физики после открытия в 1898 г. супругами П. и М. Кюри явлений радиоактивного распада и раз­работки Э. Резерфордом и Ф. Содди в 1903 г: общей теории ра­диоактивности.

У колыбели нового учения о строении атома и его превраще­ниях стояли крупнейшие ученые. Теоретические результаты их ис­следований имели поистине революционный характер. Однако очень долго обнаружение колоссальной энергии, кроющейся в атомах, не приводило ученых к мысли о практических возможностях ее ис­пользования.

Отчасти это было связано с тем, что тогда был известен лишь естественный распад радиоактивных веществ, а установок для осуществления искусственной радиоактивности не существовало. Следует отметить, что и значительно позже, после постройки первого циклотрона (1932), после доклада Ф. и И. Жолио-Кюри об открытии искусственной радиоактивности (1934), Э. Резерфорд высказы­вал сомнения, что получение ядерной энергии в количествах, доста­точных для практического использования, когда-либо будет возмож­ным1. Не была ли такая позиция знаменитых ученых вызвана предчувствием того, что капиталистический мир использует эту энер­гию прежде всего в военных, а не в созидательных целях? Не хо­телось ли им задержать атомного джинна в лабораторных стенах, чтобы он дольше не угрожал человечеству?

Так или иначе, но картину использования атомной энергии в мирных и в военных условиях впервые дал не физик, а известный писатель-фантаст Г. Уэллс в романе «Освобожденный мир» (1913): «...Только через двадцать лет искусственно вызванная радиоак­тивность обрела свое практическое воплощение»,— пишет Уэллс, относя начало применения атомной энергии к 50-м гг. XX в. Пи­сатель ошибся лишь на десятилетие. Осуществление Э. Ферми первой цепной реакции в уранографитовом реакторе (к сожалению, не в мирных целях) произошло в 1942 г. Уэллс не представлял себе всю опасность для живого организма результатов атомного распада и показал в книге атомный двигатель как нечто подобное двигателю внутреннего сгорания. Радиоактивные отходы («по­бочные продукты») казались ему ничуть не опаснее выхлопных га­зов автомобиля, и он наделил их даже привлекательными чертами: «...В 1953 г. первый двигатель Холстена-Робертса поставил ис­кусственно вызванную радиоактивность на службу промышленному производству, заменив паровые турбины на электростанциях. Поч­ти немедленно появился двигатель Дасса-Тата... Он применялся главным образом для автомобилей, аэропланов, гидропланов и то­му подобных средств передвижения...

К осени 1954 г. во всем мире начался гигантский процесс смены промышленных методов и оборудования... Это процветание во многом объяснилось и тем фактом, что ...одним из побочных продуктов было золото, смешанное с первичной пылью висмута и вторичной пылью свинца, а этот новый приток золота совершенно естественно вызвал подъем цен во всем мире».

Разумеется, такая фантастическая картина кажется сейчас на­ивной. Но ведь суть не в деталях. Уэллс в 1913 г., когда капита­лизм был общественной системой, господствовавшей во всем ми­ре, пришел к прозорливому выводу, что даже такой, придуманный им безопасный атомный двигатель, порождающий не губительную радиацию, а золотую пыль, станет источником бедствий: «Чело­вечество не было готово к тому, что произошло: казалось, чело­веческое общество разлетится вдребезги благодаря собственным2 великолепным достижениям. Ведь этот процесс шел вслепую...» Уэллс описывает, как применение атомной энергии вызвало массо­вую безработицу, обострение классовых противоречий и разжига­ние политиканами ведущих стран шовинизма для отвлечения от внутренних проблем: «...Политическое устройство мира в те годы решительно повсюду необычайно отставало от уровня знаний, на­копленных обществом.