Кубический дециметр льда весит 900 г. Когда сосулька срывается с пятого этажа, она обрушивается на тротуар со скоростью 40, с шестого — почти 60 км/ч. Ее полет бесшумен, н, только вздрогнув от близкого грохота и дождя осколков, прохожий понимает, что судьба была к нему сегодня особо благосклонна. Неутомимо стучат дворники по свесам крыш деревянными колотушками, сбивая тяжелые ледяные «бороды». А между тем есть способ навсегда избавиться от сосулек. ...Длинная гирлянда сосулек свисала с оцинкованной крыши. Толпились в почтительном отдалении люди. Вот один махнул рукой, и сосульки рухнули. Обнажился метровый участок кровли, а справа и слева по-прежнему поблескивали ледяные наросты. Еще взмах рукой — освободился еще метр. Ларчик, как говорится, открывался просто. Под карнизом крыши спрятались маленькие кружочки-индукторы, к которым тянулся кабель. И они, эти кружочки, словно невидимыми молотками ударяли по металлу, сбрасывая лед. Впрочем, молотки были действительно невидимыми. Здесь работало электромагнитное поле.
В том, что поле способно на такую работу, нет ничего удивительного. Может даже показаться странным, почему это электротехника, добрых полтораста лет имеющая дело с электродвигателями и электромагнитами, не поручила электромагнитному полю роли молотка? Причина, впрочем, проста: чтобы поле взялось за такую работу, нужны мощные полупроводниковые приборы — тиристоры, а с ними мы познакомились всего лишь десять лет назад. И еще: нужен был человек, который сумел бы взглянуть на проблему свежим взглядом.
Учился в Московском авиационном институте студент Игорь Левин. Его-то и заинтересовала проблема обледенения — бич любого летательного аппарата. Лед — это сотни килограммов лишнего груза, это искаженные формы крыльев н хвостового оперения. Какой же способ разрушения ледяной корки наиболее экономичен? Учебники и капитальные монографии были единодушны в своих рекомендациях. Там, где образуется лед, обшивку нужно греть электрическими нагревателями, горячим воздухом, взятым от компрессора реактивного двигателя. Легко сказать: греть! Ведь на большой высоте за бортом мороз достигает 60л, а скорость 900 км/ч. Колоссальная мощность нужна, чтобы справиться с обледенением: на каждый метр длины крыла — 10—15 кВт, а размах крыльев современного самолета измеряется десятками метров... Зато если бы удалось легонько стукнуть по ледяной корке, сделал расчет Левин, энергии на это потребовалось бы в сотни, если не в тысячи, раз меньше. Лед тотчас был бы сдут потоком встречного воздуха. Выгода несомненна. Остается только придумать, как стучать по самолету. Механические молотки, воздушные и гидравлические цилиндры-ударники отпали сразу же» Повторяющиеся удары металлическим бойком по металлу обшивки приведут к тому, что металл начнет деформироваться. Так недолго и дырку пробить! Нет, удар должен быть иным. И Левин вспомнил об электромагнитном ноле, точнее, о полях двух протекающих рядом токов. Если они текут в одинаковом направлении, отталкиваются. Сила отталкивания может быть громадной — стоит только вспомнить об электромоторах МОЩНОСТЬЮ в Тысячи и десятки тысяч киловатт. Значит...
Значит, нужно под обшивкой поместить небольшую катушку из провода — индуктор. (Или даже не катушку, а просто один виток, с немощью импульсного генератора возбудить в этом витке короткий всплеск тока, импульс. Этот ток, по закону электромагнитной индукции возбудит направленный в ту же сторону ток в металле обшивки, Поля оттолкнутся, металл вздрогнет. От места, где находится индуктор, пойдет кольцевая волна, словно камень бросили в пруд. Она-то и взломает прилипший к обшивке лед. Конечно, «поле деятельности» одного индуктора не так велико, он способен защитить лишь небольшой участок — в зависимости от толщины металла обшивки, от того, как часто расположены под ней подкрепляющие ребра жесткости. Но можно поставить множество индукторов, подключить их к импульсному генератору поочередно. Тогда противообледенительная система громадного пассажирского самолета станет потреблять в 600 раз меньше энергии, чем электрическая или тепловая. Именно такая система (ее назвали ЭИПОС) уже стоит на первом советском 350-местном аэробусе Ил-86.
Игорь Анатольевич Левин руководит проблемной лабораторией электроимпульсных методов очистки. Опеку над внедрением идеи взяло на себя Министерство энергетики и электрификации СССР. Люди, отвечающие за бесперебойную работу гигантских электростанций, оценили гигантские возможности этого интереснейшего изобретения. На каждой электростанции, сжигающей уголь, множество бункеров-воронок для хранения и кускового угля, и угольной пыли (ее вдувают в топки), и золы. Как ни стараются конструкторы, уголь, а в особенности угольная пыль и зола зависают на стенках бункеров, закупоривают выходное отверстие воронки. Если такое случится, это ЧП: приходится останавливать подачу материала в бункер, посылать туда людей. И вот стоят возле бункеров кувалды, время от времени берутся за них мускулистые дяди и стучат чего есть мочи по стенкам, которые хоть и стальные, бывает, тоже проламываются. А индукторы ЭЙПОС содержат стенки в чистоте, гарантируют, что никаких ЧП не случится. Да разве только на электростанциях можно увидеть бункеры? Список громаден! Тут и цементные заводы, и гипсовые, и стекольные, и всевозможные обогатительные фабрики, и предприятия, производящие удобрения для сельского хозяйства, хлебозаводы, заводы сухого молока, мельницы, кондитерские фабрики, металлургические заводы, животноводческие фермы... Впрочем, пора остановиться, не то рассказ об ЭИПОС превратится в перечисление, которому нет конца. Так или иначе, а лаборатория в меру своих сил создает все новые и новые аппараты
ЭИПОС, но лед по-прежнему остается любимым объектом, на котором инженеры пробуют свои силы. Вот какое неожиданное явление наблюдал почетный полярник Зиновий Каневский с борта атомохода «Арктика»: «Громадный атомный ледокол вдруг начинал сбавлять ход в совершенно невинном на первый взгляд участке, а у его бортов внезапно возникала и на глазах увеличивалась в длину и ширину белая снежная «борода»! Она-то я тянула судно назад, стопоря ход». Явление это еще до глубины не познано. Может быть, причина облипания кроется в том, что к бортам ледокола пристает снег, смешанный с сильно переохлажденной зимней водой, а льдины, громоздящиеся у бортов, «припечатывают» к судну эту снежно-водяную замазку. В итоге вода выжимается, словно под прессом, а «борода» остается в виде снежного шлейфа и страшно тормозит движение корабля. Видите, снова обледенение. но уже совсем иное, и масштабы его другие, под стать ледоколу. Сможет ли ЭИПОС помочь полярникам? С таким вопросом и пришли ледовые капитаны в лабораторию. Привезли с собой кусок металла в 4 м2 — макет носовой оконечности ледокола: к 30-мм стали приварены толстенные швеллеры и тавры. Уж на что изобретатели были ко всему привычны, однако призадумались: сумеет ли индуктор такую махину встряхнуть? Месяца два искали решение, но все-таки ключик и к этому необычному объекту удалось подобрать. Знаете, сколько времени нужно намораживать полуметровый слой льда? С неделю А потом несколько секунд — в вся эта громадная глыба раскалывается на мелкие кусочки, которые фонтаном отлетают. И вот уже перед глазами чистый металл...
Зимой 1977/78 года сотрудники лаборатории ездили на Дальний Восток, демонстрировали свою систему морякам рыбопромыслового флота. Когда судно обледеневает — а бывает это именно в самое трудное время, в шторм, — объявляют аврал. Вся команда, привязавшись, чтобы не смыло за борт, крушит топорами и ломами лед, как и сто и триста лет назад. А ЭЙПОС в считанные минуты сбросил лед с палубы, рубки, бортов.. Но моряки, как когда- то авиаторы, оказались недоверчивы: «Нет уж, давайте сначала попробуем на списанном судне, а то как бы эти ваши электромагнитные поля чего не поломали», — вежливо, но решительно отмели они попытки пойти прямо на «живой» сейнер. Москвичи спорить не стали. Быстро установили под палубой и на стенах рубки свои индукторы, а матросы тем временем поливали место эксперимента водой пз шлангов. Мороз был не московский, забористый, и ледяная корка росла на глазах. А потом отлетала, стоило лишь нажать кнопку на пульте управления в небольшом чемоданчике, где помещалась вся аппаратура управления системы.
Эффектное зрелище наблюдали не только моряки. Не дожидаясь конца эксперимента, пришли железнодорожники: « Несите свою аппаратуру на станцию, у нас уголь к стенкам вагонов примерзает, не можем разгружать!» На путях стояли составы с углем, крепко схваченным морозом. Грейфер крана падал на закаменевшую массу, «креб ее буквально по сантиметрам. За пару дней сотрудники лаборатории соорудили раму/ на которой установили несколько индукторов. Привезли ее туда, где рабочие вручную зачищали вагоны, прижали к вагонной стенке. Едва генератор заработал, уголь отлетел от стенок. Железнодорожный транспорт получил еще одно устройство ЭИПОС: оно сбивает лед с контактного провода, который висит над всеми линиями, где ходят электропоезда. Лед, как известно, никудышный проводник электричества. Внезапный гололед — и останавливаются беспомощно поезда. На трассу выезжает мотодрезина, и рабочие, стоя на ее изолированной вышке, сбивают вручную лед с провода. А вот на Северо-Кавказской железной дороге кронштейны нескольких электровозов оборудованы индукторами ЭИПОС и сбивают лед без прикосновения человеческих рук. Работают сотрудники лаборатории и над тем, как защитить от льда и снега громадные чаши антенн телевизионных станций «Орбита», которые принимают телепередачи через спутники связи. Во всем мире антенны подобных станций греют, тратят 500—700 кВт электроэнергии на каждую «чашу». Электроимпульсная система потребляет 23 кВт и обеспечивает тот же самый эффект. Так простая идея сберегает труд тысяч людей, миллионы рублей. И число мест, где может применяться ЭИПОС, быстро растет.
В. ДЕМИДОВ