Фабрика под водой

Проф. Я. И. ПЕРЕЛЬМАН

В природе существуют силы, до сих пор еще не взятые техникой на службу человеку. К числу таких бесполезно пропадающих пока сил принадлежит огромное давление в глубине вод. О величине этого давления мало кто имеет правильное представление. Чтобы отчетливо понимать, как растет давление воды по мере погружения в ее глубины, надо знать, что давление 10-метрового столба воды примерно равно давлению атмосферы, т. е. составляет круглым числом 1 килограмм на 1 кв. сантиметр. Легко сообразить, что на глубине 10 метров под водой к давлению атмосферы, передающемуся в глубь через водную толщу, прибавляется еще такое же давление. Получается напор в 2 килограмма на 1 кв. сантиметр. На глубине 20 метров вода давит с силою уже 3 килограммов на 1 кв. сантиметр, на глубине 30 метров — с силою 4 килограммов на 1 кв. сантиметр и т. д.

Это все возрастающее давление воды и является главной помехой глубоководному погружению человека. С отсутствием воздуха для дыхания техника справляется сравнительно просто: воздух берут с собою. Но борьба с давлением воды несравненно труднее. Водяное давление раздавливает стальную конструкцию подводной лодки, когда она погружается глубже 100 метров; не щадит оно и панциря нового водолазного костюма.

Простой расчет показывает, что на глубине 1 километра давление должно превосходить 100 килограммов на 1 кв. сантиметр. Когда американский ученый Вильям Бийб погрузился в стальном шаре на глубину 923 метров, каждое окно его аппарата подвергалось снаружи напору почти 20 тонн.

О чудовищном давлении воды на еще больших глубинах красноречиво говорят следующие факты, рассказанные знаменитым английским океанографом Джоном Мерреем в его книге «Океан»:

«На глубину 7750 метров было опущено два термометра; поднятые затем наверх, они оказались раздробленными сильным давлением. Тогда были взяты три стеклянных запаянных трубки различного диаметра, завернуты в холст и помещены в медный цилиндр с открытыми концами. Цилиндр был погружен на глубину 5600 метров; когда же его вновь извлекли, холст оказался наполненным снегообразной массой: это было раздробленное стекло. Куски дерева, спускавшиеся на большую глубину, после извлечения тонули в воде, как кирпичи».

Прибавлю к этому, что пуля при выстреле из нагана на дне Великого океана не могла бы покинуть ствола оружия, так как давление пороховых газов меньше встречного давлении воды.

*

Нельзя ли найти техническое применение для столь огромного давления? Вопрос этот стал на очереди в самое последнее время в связи с тем, что существуют весьма важные технологические процессы, нуждающиеся в высоких давлениях. Таковы, например, химические реакции, происходящие при связывании азота воздуха (добывание азотной кислоты для удобрения), а также те, которые имеют место при сжижении твердого топлива (так называемые бергенизации). Подобные химические процессы выгодно было бы вести в аппаратах большого объема по той причине, что поверхность больших резервуаров сравнительно с объемом не так велика, как в резервуарах меньших размеров (поверхность возрастает пропорционально второй степени линейной величины, объем же — пропорционально третьей степени). Относительное уменьшение наружной поверхности создает при высоких давлениях значительную экономию материала, из которого изготовлен резервуар; надо помнить, что большому внутреннему давлению противостоит прочность оболочки, которую приходится в виду этого утолщать.

Увеличение объема резервуара имеет, конечно, предел, —  дальше увеличивать объем уже невыгодно. Но если бы резервуар был окружен средой, наружное давление которой равно внутреннему, то можно было бы сооружать резервуары сколь угодно больших размеров; отпала бы забота об особой прочности материала, так как стенки фактически не подвергались бы никакому напору (внутренний напор уравновешивался бы внешним давлением)

Читатель догадывается уже, вероятно, как можно осуществить равенство наружного и внутреннего давлений: для этого надо поместить реакционные камеры, под воду, на такую глубину, где давление воды равно внутреннему давлению в камерах. Короче говоря, надо часть завода поместись на дно глубокого озера или моря.

*

Инженер А. Сливинский уже предложил проект подобного завода. Он предлагает использовать для указанной цели Черное море (у Кавказского берега) или Байкальское озеро, где имеются достаточные глубины для получения давления в 100—150 атмосфер.

«Если учесть, — пишет автор проекта, — что вблизи Байкала расположен громадный Иркутский каменноугольный бассейн с углями, весьма подходящими для бергенизации, и возможность разработки многих пластов этого бассейна открытыми работами, то станет ясным исключительное значение глубоководной техники для СССР в плане использования гидроэлектроэнергии Ангары, Селенги, Лены и других рек Сибири. Предварительные подсчеты обещают понижение первоначальных затрат, по сравнению с обычной аппаратурой, в 50 и более раз!»

Этот интересный проект предусматривает такое устройство подводных частей завода, которое не требует непосредственного присутствия в них обслуживающего персонала: контроль и управление осуществляются на расстоянии средствами телемеханики.

Проект инж. Сливинского был предметом дискуссии на страницах газеты «Техника», причем большинство обсуждавших нашло его технически правильно обоснованным.

Вместе с автором можно поэтому высказать надежду, что если сегодня эта проблема — лишь «реальная сказка», то есть все шансы за то, что завтра это будет «сказочная реальность».

ОТ РЕДАКЦИИ. Интересующиеся подробностями найдут их в статье автора проекта инж. А. Сливинского «Использование естественных давлении в энергетике и химии», напечатанной в газете «Техника» от 6 апреля 1935 г.