5.2

В это время в инженерной печати появи­лись проекты домен на кислородном дутье, расчеты использования кислорода для интен­сификации производства химических про­дуктов и подземной газификации углей. Ну­жен был дешевый кислород.

Считалось, что, по крайней мере, 80 про­центов всех технических процессов могут быть интенсифицированы применением де­шевого кислорода. Но как получить де­шевый кислород в количествах, необходи­мых для ускорения металлургических про­цессов и подземной газификации?

Естественно было предполагать, что са­мый дешевый кислород будет получаться из воздуха. В холодильных машинах можно ох­лаждать воздух до тех пор, пока он не пре­вратится в жидкость. Затем, используя раз­ницу в температурах кипения, жидкий воз­дух можно разгонять на составные части — на азот и на кислород, совсем так же, как разгоняют спирт из смеси спирта с водой. Принцип простой.

Применявшиеся тогда для получения жид­кого воздуха поршневые установки были малоэффективны. КПД таких установок чуть выше, чем у паровоза. Всего 10 — 15 процентов.

По мнению Капицы, надеяться на какие-то эффективные усовершенствования поршне­вых машин было наивно. Нужно было ис­кать принципиально новое решение. И вот в один прекрасный день Петр Леонидович Капица заявил публично, что пора отказать­ся от поршневых холодильных машин. Сле­дует переходить на турбины.

Тут самое время напомнить, что темпе­ратура ожижения воздуха минус 194 гра­дуса. В поршневых машинах сжатый воздух выпускается в цилиндр, там расширяется, толкает поршень, за счет этой работы отда­ет часть своей энергии и охлаждается, превращаясь в жидкость. Принцип простой.

В свое время наилучшую схему поршне­вой машины предложил немец Гейланд. Его машина вполне напоминает паровую. Тоже цилиндр, тоже поршень, только вместо па­ра — сжатый воздух.

Большие потери в такой машине возни­кают из-за того, что очень трудно обеспечить плотное движение поршня в цилиндре при низких температурах. Нужна смазка, которая не только не замерзала, но и не теряла бы своих смазочных качеств при двухсотградус­ном морозе.

У турбины очевидные преимущества. Не нужно специальной смазки: подшипники, на которых вращается ротор, можно вынести на длинной оси, держать в комнатной темпе­ратуре, в то время когда сама турбина будет вращаться в глубоком холоде.

Капица высказал свои соображения ин­женерам — специалистам по конструирова­нию холодильных машин. Специалисты с уважением выслушали академика, а потом единодушно заявили, что уважаемый акаде­мик кое-чего не учитывает.

Кроме физических проблем, есть инже­нерные проблемы, и еще не известно, что сложней. Многие ученые фантазируют.

Инженеры-специалисты отнеслись к идее Капицы прохладно. Им казалось, что все это не имеет никакого практического выхода и вообще Капица занялся не своим делом. Ему намекнули.

Конечно, другого академика инженеры могли бы покритиковать и в печати. Но Ка­пице простили «заблуждение». Слишком много говорили о нем. Вспоминали шутки с Резерфордом. Переписку с Наркомфином. По слухам, от Капицы можно было ожидать всего, чего угодно. Рассказывали будто бы даже был такой случай, когда знаменитая фирма Симменс-Шукерт, а может быть, и не Симменс-Шукерт, попросила его, не кого-ни­будь, а именно Капицу, осмотреть новый электродвигатель, который почему-то не ра­ботал, а может быть, и работал, но не так. Рассказывали, будто Капица взял молоток и ударил по коренному подшипнику. Двигатель заработал.

Деньги в количестве 10 тысяч марок были уплачены заранее, потому что ожидалось, что консультант затратит много времени, и фирме стало обидно. Фирма попросила пись­менно оправдать полученную сумму, соста­вить нечто вроде калькуляции. И будто бы Капица составил: один удар молотком — одна марка и 9999 марок за то, что знал, куда ударить.

Все это достаточно известный анекдот. Никто не мог мне подтвердить, был ли с Ка­пицей такой случай. Но русский националь­ный характер не терпит историй без конкрет­ного, вполне живого героя. Все мы с детства знаем истории про Пушкина, про Петра Первого, про генерала Ермолова. Судя по всему, настало время, когда в связи с возросшим значением науки рождаются анекдоты про физиков. Тут ничего не поделаешь. Это объ­ективно и это тоже рисунок времени.

Уже тогда, в тридцатые годы, про Капи­цу рассказывались самые невероятные вещи. Весь его образ светился ореолом остроумия и лихости. Говорили, что в трости, привезен­ной из Англии, он носит сосуд с коньяком, в кабинете у него есть ящик с таинственной адской машиной, и напрасно объясняли любопытным, что в этом ящике Капица соби­рает все элементы таблицы Менделеева, лю­бопытные не верили.

Даже в том, что Капица увлекался ста­ринными часами, искали что-то большее, чем просто увлечение.

Капица был уже очень популярен и как человек, и как ученый. Специалисты по хо­лодильным машинам простили ему его заб­луждения.

Ученый Капица вполне мог обидеться, опубликовать свои теоретические изыскания где-нибудь в «Докладах Академии» и ждать, пока техническая мысль не созреет настоль­ко, чтобы воплотить его идеи. Но Капица не стал ждать. Его задело за живое. Он решил действовать. Он сам был инженером.

В мастерских Института физических проб­лем начали строить турбодетандер — маши­ну для получения жидкого воздуха.

Идея постройки турбины для сжижения воздуха и тогда была не новой. Ее высказал еще Рэлей в 1898 году. Но турбины не строи­лись. Было несколько экспериментов в Гер­мании, во Франции. У нас тоже пытались строить турбодетандеры, но успеха не было. Коэффициент полезного действия всех турбин, с которыми ставились эксперименты, был ниже, чем у поршневых машин. Еле-еле 6 процентов.

Эту цифру отлично знали все специалис­ты еще по высшей школе, поэтому не сомневались, что турбодетандер — дело без­надежное.

Что же представляла собой турбина, ис­пользуемая для получения жидкого воздуха? Вместо поступательного движения поршня — вращение колеса. Газ совершает работу, теряет энергию и охлаждается. Принцип вроде бы ничем не отличается от поршневой холодильной машины, и непонятно, как мож­но объяснить шестипроцентный КПД.

Прежде чем строить турбину, Капица теоретически выяснил, от чего зависят по­тери в турбодетандере, какой должна быть скорость газа, какой формы лопатки...

Оказалось, что при низких температурах воздух чрезвычайно плотен, а вязкость его почти не отличается от нормальной.

Если бы жидкий воздух можно было по­щупать, то он бы оказался плотным, как вода, и «невязким», как обычный воздух. Тут нужно удивиться. Каких только чудес не бывает на свете!

Но в инженерных расчетах это чудо не принималось во внимание. Все расчеты хо­лодильных турбин проводились по аналогии с паровыми. Потери, зависящие от плотнос­ти газа, опускались. Теоретические же ис­следования показывали, что именно эти по­тери особенно велики.

Капица писал: «Мы пришли к выводу, что с газом при низкой температуре нужно обращаться не как с паром, а скорее, как с водой и строить турбодетандер не по об­разцу паровой турбины, а скорее, уже по об­разцу водяной».