Вот такое чудо встретил по дороге на работу:



Это вообще нормально? Я не специалист, но вызывает сомнение рыхлый бетон и его контакт с древесиной.

P.S. Это итальянский ресторан решил терассу организовать. Может это тысячелетняя традиция, восходящая к древним римлянам? Тогда вопросов нет, их строения стоят тысячелетиями.
Update.

В общем, закончилось вот таким безобразием:

бревна помазали чем-то типа лака и набросали битых плиток.

https://engineering-ru.livejournal.com/590888.html

https://engineering-ru.livejournal.com/590744.html

Около недели в США бушевал арктический шторм. Нетипично низкие температуры и снежные бури накрыли половину страны, но самая тяжелая ситуация сложилась в Техасе. Энергосеть южного штата не справилась с нагрузкой, в результате миллионы людей остались без воды, электричества и тепла. Президент одобрил введение чрезвычайного положения. А губернатор приостановил экспорт газа из крупнейшего нефтегазового штата США.

Почему так вышло? Как себя показали газовые и ветровые электростанции? Почему отключилась одна из четырех АЭС и в чем их удивительное отличие от российских? И что такого особенного в Техасе, что именно в нем случился блэкаут. Ответы на эти вопросы записал в видеоролике (подписывайтесь на канал!), а под катом чуть более подробная текстовая версия.

Почему случилась катастрофа в Техасе?

Во-первых, условия действительно чрезвычайные. Подобной зимы не было почти 10 лет, а в некоторых местах поставлены вообще абсолютные рекорды отрицательных температур. Обычно в Техасе зимой плюс или слабый минус, а тут местами морозы до – 20. Соответственно, инфраструктура и люди к этому не готовы. На ледяных дорогах десятки погибших, около 12 миллионов человек испытывают проблемы с нехваткой воды (трубы перемерзают), до 3 млн домохозяйств оставались без электричества и тепла, люди были вынуждены эвакуироваться из домов или греться и ночевать в машинах.


Те у кого есть газ, но нет электричества, греются так. Фото Ashley Landis/AP, Источник

Дело в том, что более 60% домохозяйств штата отапливаются за счет электричества и лишь 40% - за счет газа. Сами дома не рассчитаны на такие морозы. Все это привело к постепенному росту потреблению электроэнергии – до рекордных 70 ГВт, при среднем уровне около 40 ГВт перед штормом (см график). При этом прогнозируемый максимум был в районе 67 ГВт. А после этого система достигла максимума возможностей и накрылась. До 80 электростанций из 680 в штате не могли работать, до 45 ГВт мощностей были недоступны. Дисбаланс спроса и предложения привел сначала к резкому росту оптовых цен на электроэнергию в сотни раз, до 9000 $ за МВт*ч, максимуму допустимому на рынке. В Техасе изолированная энергосистема с очень свободным рынком электроэнергии, поставщики в результате получают миллиарды, потребителей же ждут огромные счета за электроэнергию. Однако невидимая рука рынка не снизила объемы потребления, и их пришлось снижать принудительно физически, через веерные отключения.


Потребление и производство электроэнергии в Техасе в дни блэкаута

Почему так случилось? Тут сейчас масса спекуляций. Противники возобновляемой энергетики и республиканцы, в том числе губернатор Техаса, винят замерзшие ветряки и политику демократов Green New Deal по развитию возобновляемых источников. Демократы винят республиканцев за обособление электросистемы Техаса и дерегулирование рынка. Российский интернет вместе с госканалами глумится над чуждыми нашим скрепам западными идеями развития альтернативных источников и американскими проблемами в целом. Не без вранья, само собой.


Завирусившееся фото, распространяемое противниками альтернативной энергетики. Однако это не Техас, а Европа в 2015 году. Фото испытаний системы оттаивания лопастей горячей водой, в итоге не самой популярной. Источник - https://naukatv.ru/articles/vetryak?fbclid=IwAR2t0VbOs841xC10qcwravP83b93hlFIHDPkPUnKyVR2Wa2C8M6wB7sh0Zo"


Но что на самом деле? Во-первых, половина ветряков действительно замерзла (обледенение лопастей), но это не ключевой фактор в проблеме. Обычно в это время года они дают лишь около 7% электроэнергии, а в среднем по году - около 23%. Из около 45 ГВт вышедших из строя установленных мощностей на ветряки приходится 16 ГВт (из 30 ГВт установленной мощности ветряков в штате), а 28 ГВт – на газовые, угольные и атомные станции. Доля солнечных не так значительна, хотя и они резко снизились. Обычно выбывающие мощности ветряков компенсируют именно газом, но с ним возникли проблемы.

До половины электроэнергии Техас получает, сжигая газ. Техас главный нефтегазовый штат США. Кстати, ВВП штата больше российского при населении в 5 раз меньше. Однако к таким морозам даже нефтегазовая инфраструктура не готова – из-за конденсата замерзали трубы, компрессоры для перекачивания останавливались без электричества, вставали добывающие скважины. В итоге даже добыча сократилась на 30-50%. Губернатор ввел временный запрет на экспорт сжиженного газа. Хранилища и запасы отсутствуют. Поставки газа для обогрева домов обладают приоритетом перед поставками для электростанций. Это еще обострило дефицит топлива в холодное время. Все это показывает уязвимость газовой генерации от поставок топлива даже в нефтегазовом регионе. Нет газа в трубе – нет электричества.

Отдельно стоит отметить сдержанные ухмылки сторонников атомной энергетики, которые я наблюдаю и в России и в США. Да, АЭС в целом показали себя хорошо – 4 энергоблока на двух АЭС в Техасе работали без проблем и выдавали около 5 ГВт электроэнергии в режиме 24/7 вне зависимости от погоды и поставок топлива. Однако в итоге один из энергоблоков тоже не выдержал (см график). 15-го числа он был отключен системами автоматики из-за ложного срабатывания датчика давления питательной воды на турбине. Он перемерз. Но через два дня блок уже снова работал на 100%.


АЭС South Texas Project, один из блоков которой был отключен из-за замерзания датчика. Синим выделены турбины на машзалах.


Но честно говоря, когда я посмотрел на фото этого энергоблока то немного офигел. Дело в том, что его машзал, где находится турбина, он, как бы сказать, не имеет крыши… Ну т.е. она есть, но турбина в кожухе выступает над ней, и тут же рядом на открытом воздухе мостовой кран для обслуживания (см спутниковое фото выше). Такой вот дизайн. Понятно, что у них там тепло, и возможно это даже по каким-то соображениям оправдано. Да и соседний аналогичный блок отработал без проблем. Но на одном все же датчик перемерз.


Более наглядное фото второй АЭС в Техасе - Comanche Peak, с подобными же облегченными машзалами на переднем плане

Такую конструкцию машзала я вижу впервые (спасибо блэкауту хоть за это). Российские машзалы АЭС, что в Арктике, что на юге – это отдельное теплое помещение, где можно обслуживать турбины и генераторы в любую погоду, а зимой там даже оранжереи с экзотическими растениями можно встретить.


Закрытый машзал самой южной АЭС России - Ростовской. Фото автора, 2017 г.

Как бы то ни было, аномальные морозы на большой территории США стали причиной кратковременного отключения всего одного блока АЭС из 94, в самых неблагоприятных условиях. Так что атом действительно оказался более надежным, чем другие источники. В Техасе временно вышли из строя 25% атомных мощностей, тогда как потеря мощностей ТЭС составила до 50%, а ветряков – до 75%. Впрочем, доля атома в энергобалансе Техаса невелика и в дни блэкаута была сопоставима с выработкой ветряков.


Распределение выработки электроэнергии по типам электростанций Техаса за 2020 г.

Кроме того, к причинам блэкаута стоит добавить системные проблемы. Энергосеть Техаса плохо связана с другими штатами. Она у них вообще отдельная на штат, как у Аляски, в то время как другие штаты входят в одну из двух, Восточную или Западную, объединенные энергосети. Вдобавок довольно свободное регулирование рынка энергетики в штате (американские СМИ винят в этом республиканцев) не обязывает поставщиков иметь достаточно резервных мощностей, а сами резервные генераторы мощности при этом ориентированы на работу летом, когда идет максимальное потребление, поэтому они не защищены от холодов.


Обособленная энергосеть Техаса выделяется на фоне США.

Вот такая история. Сейчас ситуация вроде налаживается, но до сих пор сотни тысяч людей не вернулись к нормальной жизни. И на самом деле пока рано говорить о том, что сыграло большую или меньшую роль в развитии ситуации. Любая катастрофа – это сочетание многих факторов. И тут их много. Так что пусть специалисты анализируют и делают выводы. А мы потом посмотрим. Но понятно, что на фоне устранения недостатков энергосистем, стоит быть готовым к тому, что подобные природные аномалии могут случаться все чаще и чаще.

Ссылки на источники и материалы по теме:

Millions of Texans Are Freezing Right Now — Our Deregulated Electrical Grid Is to Blame

Ветрогенератор и вертолёт

Natural Gas And Wind Freeze Up When The Going Gets Tough

Когда зеленые глаза полны соринками

Texas largely relies on natural gas for power. It wasn’t ready for the extreme cold.

В Техасе замерзли газовые скважины и от холода встал блок АЭС: новые подробности рекордного блэкаута

https://engineering-ru.livejournal.com/590402.html

А в странах бСССР здания ходили или их только домкратами по рельсам передвигали?

https://engineering-ru.livejournal.com/590242.html

В 30-е годы прошлого столетия основным промышленным методом получения водорода был электролиз воды. Таковым он оставался до 60-70 годов, когда его практически вытеснил промышленный метод паровой конверсии метана или автотермический метод в случае наличия дешевого кислорода. Электролиз воды продолжал использоваться на электростанциях для выработки водорода для охлаждения генераторов, а также для получения ракетного горючего вблизи места запуска таких ракет тем самым поддерживая как-то фирмы производители оборудования.
Много надежд было на возрождение электролиза воды в случае реализации управляемого термоядерного синтеза, но до промышленного применения этого источниае энергии, похоже, еще очень далеко.
Вместе с тем в последние годы требования декарбонизации выбросов стали слышны все громче вместе с успехами в снижении стоимости возобновляемой энергии, и многие вспомнили про старый добрый метод электролиза.
В начале месяца фирма ITM завершило строительство нового завода в Шефилде по п роизводству электролизеров воды мощностью 1 ГВт в год.

https://www.rechargenews.com/transition/green-hydrogen-itm-power-s-new-gigafactory-will-cut-costs-of-electrolysers-by-almost-40-/2-1-948190
Поскольку только Чили к 2030 году планирует установить электролизеры суммарной мощностью 40 ГВт, а Европейский Союз до 25 ГВт к этому сроку, ITM уже имеет финансовое решение по расширению производства до 2 ГВт в год. Уже сейчас на новом заводе только масштаб производства позволит снизить цену электролизеров на 37,5 %. Кроме того, улучшается конструкция электролизеров, снижается стоимость электродов (они пока еще содержат значительную долю благородных металлов).

Управляющий компанией ITM считает, что при цене на электроэнергию 5,5 центов за кВт час стоимость электролизного водорода уже сейчас сопоставима со стоимостью водорода из газа при условии отделения углекислого газа и его захоронения. Чтобы быть на уровне обычного водорода без удаления углекислого газа нужно иметь стоимость энергии около 3,5 центов за кВт час.
Трудно проверить эти цифры без детальной калькуляции, отметим что норвежская фирма Nel ASA планирует производить электролизный водород по цене $1.5/кг к 2025 году.

https://www.h2-view.com/story/nel-targets-green-hydrogen-production-at-1-5-kg/

Если поверить в реальность этой цены, которая все таки пока на 50-60% выше цены водорода при паровом реформинге углеводородов, и принять во внимание побочный продукт электролиза — кислород, выход которого в 8 раз больше по массе, то получим, что при цене технического кислорода около $50/тонну цена водорода будет составлять примерно $1.1/кг. Получается, чтобы быть на уровне некоторых традиционных способов выработки водорода нужно иметь возможность сбывать в больших количествах технический кислород (медицинского столько не нужно).
Поэтому сразу возникают две области, где такая возможность есть. Давайте для начала вспомним, что Германия в годы второй мировой войны около 2/3 потребностей в топливе обеспечивала за счет синтеза путем газификации угля по двум технологиям — гидрогенизации угля в мазуте, а также посредством реакции Фишера -Тропша.

Последний метод в усовершенствованном виде в 90-х годах рассматривали как перспективный для получения синтетических масел и чистых топлив. Гигантский завод заработал тогда в Катаре на основе природного газа. Еще раньше в 80-х годах ЮАР была вынуждена использовать этот метод для переработки угля в топливо как ответ на ограничения в поставках нефти из-за режима апартеида. Детальной информации о южноафриканских установках нет, но из косвенных данных (поставка самого крупного в мире компрессора кислорода) можно сделать вывод, что процесс не сворачивается, а скорее, модернизируется.

В 2000-х годах в Китае было множество проектов по газификации углей, среди которых один был предназначен для среднего по мощности синтеза Фишера-Тропша, остальные обеспечивали химические проекты и удобрения. Так, кроме метода синтеза Фишера-Тропша в Китае сегодня используют синтез-газ газификации также для получения метанола, а затем из спирта-сырца гибко получают различные соотношения этилена и пропилена посредством метода MTO (метанол в олефины). Здесь кислород может быть использован не только на стадии газификации, но и для получения оксида этилена, из которого в дальнейшем производят моноэтиленгликоль — компонент полиэфиров и антифризов.
Итак, необходимая для электролиза вода при газификации имеется, использование кислорода обеспечено для получения синтез-газа или оксида этилена, дело остается за источниками дешевой электроэнергии. Конечно, сразу приходит идея о расположении производства недалеко от ГЭС вблизи мест переработки угля в таких странах как Норвегии, Бразилия, Китай и т.д., но поскольку дешевый карьерный уголь и ГЭС не часто соседствуют, возможны и варианты газификации нефтяных остатков, таких как битум или асфальт. Рано или поздно эта проблема заставит нефтепереработчиков принимать кардинальные решения, особенно в тех местах где реализация морского тяжелого топлива затруднена из-за длинного транспортного плеча (вдали от портов).
Следует отметить, что проводились эксперименты на действующей установке в Испании по совместной газификации биомассы и угля (нефтяного кокса), до 20% в смеси соломы или отходов древесины не влияют на футеровку и технологические параметры. Кстати, самый большой из заявленных процессов по газификации нефтяного кокса продолжается с переменным успехом в Индии на крупнейшем в мире НПЗ в городе Jamnagar. Но там первоначально процесс был запроектирован на получение синтетического природного газа из синтез-газа газификации. Вследствие снижения цен на газ рентабельность проекта стала сомнительной, почему бы не рассмотреть альтернативы?

https://engineering-ru.livejournal.com/589852.html

77 лет назад, 27 января 1944 года кончилась блокада Ленинграда. По этому поводу вчера была проведена церемония передачи аудиоматериалов в Центральный государственный архив кинофотофонодокументов Санкт-Петербурга, она прошла в историческом здании Дома радио на Итальянской улице. В частности было передано три часа аудиозаписей произведённых непосредственно во время блокады, в том числе и на передовой, и на крыше здания во время бомбёжки. И вот мучает вопрос, а на какой носитель шла тогда запись, и какое оборудование использовали? Писали на восковые барабанчики, нарезали пластинки, писали на фотоплёнку, проволоку или таки магнитную ленту? Вопрос о лентах и времени их появления уже тут поднимался в – Кратенькая история о магнитной ленте и пропаганде.

https://engineering-ru.livejournal.com/589632.html

Как известно, многие страны предпринимают значительные усилия по уменьшению выбросов углекислого газа, а транспорт, работающий на ископаемом топливе, является одним из источников эмиссии - как СО2, так и оксидов азота. Чисто электрические грузовики и автобусы давно производятся малыми сериями. Ожидается крупносерийный выпуск седельного тягача компании Tesla.
Критики отмечают недостаток магистрального грузовика с аккумуляторами повышенным весом, вследствие чего снижается полезная нагрузка автомобиля. Стоит отметить, что для легковых электромобилей уже появились станции быстрой автоматизированной замены батарей, не исключено, что это может быть в перспективе реализовано для грузовиков.
В качестве альтернатив предлагается использование водородного Топливного Элемента, что позволило бы увеличить пробег между подзарядками, если они вообще понадобятся, уменьшить емкость батареи, а также в перспективе использовать возобновляемую энергию для получения водорода посредством электролиза воды.

Недавно были опубликованы прогнозные расчеты сравнительного стоимостного анализа грузового электротранспорта с водородным топливным элементом

https://www.fch.europa.eu/publications/study-fuel-cells-hydrogen-trucks

Как альтернатива водородному грузовику в работе также рассматривался вариант с аккумуляторами большой емкости (пробег между подзарядками сопоставим с водородным тягачом), а также вариант с токоприемниками.

Авторы работы приводят нижеследующие цены, основанные на серийном выпуске, для магистрального грузовика мощностью 330 КВт. Приведены цифры для планового гипотетического выпуска в 2023, 2027 и в 2030 годах.
За основу взят седельный тягач мощностью 330 КВт, без двигателя он бы стоил 63000 Евро. Далее можно прибавить стоимость либо дизеля, либо топливного элемента, для которого нужно добавить буферный аккумулятор, электромотор и выбрать один из вариантов запаса водорода — в сжатом или жидком виде ( указан также удельный вес средства хранения). Максимальная мощность обеспечивается аккумуляторами, при полной зарядке их хватает примерно на 100 км, мощность топливного элемента принята на уровне 240 КВт. Запас водорода обеспечивает пробег 560 км, приводится также удельный вес средств хранения водорода. грузовика мощностью 330 КВт. Приведены цифры для планового гипотетического выпуска в 2023, 2027 и в 2030 годах.

Расход водорода — 8 кг на 100 км в 2023 году и 7,6 кг в 2027 году.

Таблица с ценами в Евро

В печати уже сообщалось, что в Китае для автобусов цена батарей снизилась ниже 100 долларов за КВт час (прим. автора блога). По прогнозу авторов обзора общая стоимость владения при пробеге 140 тыс. км в год дизельного и альтернативного грузовика практически сравняется к 2027 году, а в 2030 последний будут предпочтительнее по полной стоимости владения. При этом авторы принимают стоимость диз.топлива за 1,27 Евро за литр в 2023 году и 1,37 Евро за литр в 2030 г., а стоимость электролизного водорода за 6,90 Евро в 2023 г. и 4,50 Евро за кг в 2030 г.
Понятно, что возникает вопрос об удобстве и экономике эксплуатации водородного грузовика, а здесь пока неясны ценовые перспективы электролизного водорода. Вполне возможно, что около крупной ГЭС и при значительном потреблении водорода стоимость будет определяться амортизацией электролизеров и компрессоров сжатия водорода.
Но давайте посмотрим, что уже в мире есть сейчас из водородной инфраструктуры. Во первых, это установки по выпуску водорода на основе природного газа (газификацию угля оставим пока в стороне, хотя вместо угля можно газифицировать и нефтяные остатки — гудрон, асфальт или нефтяной кокс. ) Главные потребители водорода сегодня - это аммиачные установки, нефтеперерабатывающие заводы. Для первых водород сжимается до давления 300 атм, для вторых до 65 или до 250 атм в зависимости от технологической схемы. В Европе и США имеются газопроводы водорода для снабжения предприятий, поэтому в теории водородные газовые заправки, получая водород при давлении 30-40 атм, могут уменьшить количество ступеней сжатия при компрессии , снижая инвестиционную стоимость оборудования.
Сегодня ориентировочная себестоимость водорода для крупной установки парового риформинга природного газа около доллара за кг, возможно, что для США и России процентов на 10-20 ниже, поскольку газ относительно дешев.
Есть планы интеграции электролизного водорода с существующими установками. В Германии компания Leuna разместит на своей площадке электролизеры для известного поставщика газов - компании Linde общей мощностью 24 МВт, которые будут поставлять в магистральную и заводскую сеть водород, полученный из возобновляемой энергии, а также сжиженный газ будет распределяться по автозаправочным станциям.
https://www.greencarcongress.com/2021/01/20210114-linde.html
Как это ни странно звучит, традиционные поставщики топлива сегодня могут производить водород для транспорта экономично и надежно, хотя это и уменьшает продажи жидких топлив. Вполне возможно, что идея поставки водорода под большим давлением для близлежащей к аммиачному заводу или НПЗ водородной заправки покажется вышеупомянутым предприятиям неинтересной. Но существуют приемы, с помощью которых можно заинтересовать таких поставщиков. В США это мог бы быть аналог RIN , когда предприятие покупает сертификат, что энергия поставлена из возобновляемых источников, что способствует снижению выбросов углекислого газа. Водород, пусть даже полученный из природного газа c абсорбцией СО2 способствует снижению выбросов углекислого газа на транспорте
В работе авторы также рассматривали и менее мощные автомобили, которые могут использоваться как развозные авто или шасси для мусоровозов.
если у читателей будет интерес узнать подробнее, то приведу в отдельном посте. Также можете задавать вопросы по технологиям производства водорода.

https://engineering-ru.livejournal.com/589489.html

День российской печати сегодня, а не только Старый Новый Год на дворе, а потому хочется поговорить о проблемах с нашей печатью. Такого о истории электричества как у нас нынче пишут даже не во всяком американском школьном проекте прочитать получится! Сам Эдисон в гробу вентилятором работает. В статье Хромова "Куда девается произведенное, но не использованное электричество?", между прочим предназначенной для детей от 0+ лет, с красивыми иллюстрациями содержатся занятно изложенные факты валющие с ног:



Просто охренеть! Свою «электрическую свечу» русский инженер Павел Яблочков открыл еще в 1875 году. Изобретение было сделано им еще в московской лаборатории, которую он создал на собственные средства. Но как это издревле заведено у нас, на родине гениальное изобретение не нашло ни поддержки, ни применения и Яблочков оказался в Париже, где завершил разработку конструкции своей электрической свечи. 23 марта 1876 года он получил французский патент № 112 024 на её изобретение, содержащий краткое описание свечи и её изображение. За период с марта 1876 по октябрь 1877 он подарил человечеству ещё ряд выдающихся изобретений и открытий: сконструировал первый генератор переменного тока, который, в отличие от постоянного тока, обеспечивал равномерное выгорание угольных стержней в отсутствие регулятора; первым применил переменный ток для промышленных целей, создал трансформатор переменного тока (30 ноября 1876 года, дата получения патента, считается датой рождения первого трансформатора), электромагнит с плоской обмоткой и впервые использовал статические конденсаторы в цепи переменного тока. Открытия и изобретения позволили Яблочкову первому в мире создать систему «дробления» электрического света, то есть питания большого числа свечей от одного генератора тока, основанную на применении переменного тока, трансформаторов и конденсаторов.



У меня тут уже было про начало истории с электрическим светом в «Россия — родина электричества» – Слава Яблочкову! Коротко, после успехов в Лондонах и Парижах в 1878 году Яблочков решил вернуться в Россию, и вскоре после приезда его в Петербург была учреждена акционерная компания "Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П. Н. Яблочков-изобретатель и Ко". Свечи Яблочкова зажглись во многих городах России. К середине 1880 года было установлено около 500 фонарей со свечами Яблочкова. Однако электрическое освещение у нас такого широкого распространения, как за границей, не получило. Причин для этого были: русско-турецкая война, верность традициям городских властей, техническая отсталость России, недостаток средств и неопытность в финансово-коммерческих делах самого П.Н. Яблочкова.

С идеями у нас всегда хорошо было, даже лучше чем у мудрого филина, но вот с воплощением как обычно трудностей больше чем у тех мышей из анекдота. Идей и патентов миру наши люди накидали вдоволь, но вот массовое производство не осилили и развернули (тогда и самолично учавствуя) за рубежом. Новое электрическое освещение с исключительной быстротой завоёвывает Англию, Францию, Германию, Бельгию и Испанию, Португалию и Швецию. В Италии им осветили развалины Колизея, Национальную улицу и площадь Колона в Риме, в Вене — Фольскгартен, в Греции — Фалернскую бухту, а также площади и улицы, морские порты и магазины, театры и дворцы в других странах. Сияние «русского света» перешагнуло границы Европы. Свечи Яблочкова появились в Мексике, Индии и Бирме. Даже персидский шах и король Камбоджи осветили «русским светом» свои дворцы.

В 1877 году русский морской офицер А. Н. Хотинский принимал в Америке крейсеры, строящиеся по заказу России. Он посетил лабораторию Эдисона и передал ему лампу накаливания А. Н. Лодыгина и "свечу Яблочкова" со схемой дробления света. Эдисон внёс некоторые усовершенствования и в ноябре 1879 года получил на них патент как на свои изобретения. Яблочков выступил в печати против американцев, заявив, что Томас Эдисон украл у русских не только их мысли и идеи, но и их изобретения. Профессор В. Н. Чиколев писал тогда, что способ Эдисона не нов и обновления его ничтожны. В посте Идеи наши, а воплощение массовое ихне... и Эдисон, пароход и лампочки... была раскрыта тема освещения, а в Общая теория относительности Эйнштейна верна, но это пока не важно тема промышленной генерации и передачи электроэнергии.



в 1891 году Михаил Осипович Доливо-Добровольский работая на AEG, сразил на повал всех гостей Международной электротехнической выставки в городе Франкфурт-на-Майне. От небольшой гидроэлектростанции на реке Неккар близ местечка Лауфен, была осуществлена первая передача электрической энергии переменного тока на невиданное до этого расстояние — 175 км. От этой линии на выставке работала 1000 лампочек и искусственный водопад (сто лошадиных сил у насоса по тем временам впечатляло, этот насос был с приводом от электродвигателя 75 кВт).

Первую динамо-машину построил Ипполит Пикси в 1832 году. Русский учёный Э. Х. Ленц ещё в 1833 году указал на обратимость электрических машин: одна и та же машина может работать как электродвигатель, если её питать током, и может служить генератором электрического тока, если её ротор привести во вращение каким-либо двигателем, например паровой машиной. В 1838 году Ленц, один из членов комиссии по испытанию действия электрического мотора Якоби, на опыте доказал обратимость электрической машины. Ещё в 1802 г. русский академик В.В.Петров первым открыл явление дугового разряда – Вольтову дугу и отметил, что с ее помощью можно осветить темноту. После грандиозного успеха в 1876 г. в Париже П.Н. Яблочкова улицы Парижа и Лондона были освещены свечами Имени Его. Из Парижа электрическое освещение с триумфом распространилось по всему миру, дойдя до дворцов шаха Персидского и короля Камбоджи. В 1872 г. А.Н. Лодыгин – ровесник Яблочкова, создает свою первую лампу накаливания. В качестве тела накаливания Лодыгин применил тонкие стерженьки из угля, помещенные в герметично закупоренный стеклянный шар или цилиндр. Срок службы первых ламп Лодыгина не превышал 50 минут. Для увеличения срока службы лампы Лодыгин стал удалять с помощью насоса воздух из колбы. Своим успехом Яблочков обеспечил почву, чтоб месье де Лиль набросился на господина Лодыгина сбежавшего в эмиграцию в 1884 году с распростёртыми объятиями, и появилась славная фирма – Лодыгин и Де Лиль.



Однако классическим методом проб и трагических ошибок (семь лет на многочисленные опыты), к 1879 году Т. Эдисон в Америке довел до практического совершенства лампу накаливания, которая полностью вытеснила дуговые лампы. Выставка, которая открылась 1 августа 1881 года в Париже показала, что свеча Яблочкова и его система освещения начали терять своё значение. Хотя изобретения Яблочкова получили высокую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса, сама выставка явилась триумфом лампы накаливания, которая могла гореть 800—1000 часов без замены. Её можно было много раз зажигать, гасить и снова зажигать. К тому же она была и экономичнее свечи Яблочкова. Всё это оказало сильное влияние на дальнейшую работу Павла Николаевича и с этого времени он целиком переключился на создание мощного и экономичного химического источника тока. В ряде схем химических источников тока Яблочков впервые предложил для разделения катодного и анодного пространства деревянные сепараторы. Впоследствии такие сепараторы нашли широкое применение в конструкциях свинцовых аккумуляторов.

Учёные и изобретатели со всего мира много работали и внедряли свои открытия и изобретения по всему миру. Ну вот почему у людей с красивыми лицами не укладывается в голове мысль, что не только в Москве и блистательном Санкт-Петербурге, но даже в Бирме (ныне это Мьянма) с Камбоджей, и более всего обидно для некоторых граждан США и интеллигентных активистов, и в соседней Мексике с далёким Ираном внедрили электрическое освещение дворцов и их окрестностей раньше чем в цитадели демократии и прогресса! Любопытный вопрос, что эти эксперты читают когда курят?! А куда смотрит их редактор? И почему их к социально значимым ресурсам в Минкомсвязи относят? Вообще чёрт возьми, куда смотрит президент и realurix?!

Очень забавный момент, если электродетанаторы российская армия ещё во время войны 1812 года внедрять начала, и миру путь к многополезности электричества показала, у нас по традиции старым казачьим способом просрали все полимеры с массовым внедрением и освоением чудес техники в массовом производстве, и когда в России начали собирать электролампы из импортных комплектующих кустарным способом в 1906 году, в мастерской, которую организовал в Москве инженер Наум Колманок, и которая только через два года была преобразована в фабрику с производственной мощностью более 300 тысяч ламп в год (1000 штук в день), наш Александр Николаевич Лодыгин продал все свои патенты на лампы с нитями из тугоплавких металлов и способы их производства "Дженерал электрик компани" (в 1892 году их компания «Томсон-Хьюстон электрик» объединилась с компанией Эдисона под названием General Electric Company). ИЧСХ они в том 1906 году в США сразу построили и пустил в ход завод по электрохимическому получению вольфрама, хрома, титана!

ЗЫ разумеется в США народ был не более дикий чем в африках, электрический свет и динамомашины они видели на разных выставках, и даже имортные диковинки покупали или получали в подарок, это просто Эдисон слишком заковыристым путём шёл к цели, чтоб обойти чужие патенты и начать своё производство.

Хочется высказать строгое "спасибо" с занесением в аНалы истории изданию «Как и Почему», которое между прочим входит в список социально значимых ресурсов Минкомсвязи. И персонально Вадиму Хромову, эксперту и постоянному автору научно-популярного журнала «Как и Почему», а также Жирякову А.А. (их учредитель и главный редактор), который безпардонно уверяет — "Все публикуемые статьи проходят правки наших научных консультантов. Для каждой статьи подбирается профильный автор хорошо разбирающийся в освещаемой теме."



Такое не исправить выделив фрагмент текста и нажав Ctrl+Enter к великому сожалению.

https://engineering-ru.livejournal.com/589114.html

Томеку Вильмовскому в копилку, Польша - родина мини-юбок. Как тебе такое, Мери Куант!?

Читателям моего поколения не нужно лишний раз объяснять, кто такой Томек Вильмовский. По словам его друга, боцмана Новицкого, он всегда мог как из рукава достать имя путешественника, закреплявшего то или иное географическое открытие за Польшей. Не является исключением и история радио. Если Советский Союз впервые в мире начал создавать сети массового проводного вещания, то Польша – массового радиовещания эфирного. Вторая Наияснейшая Речь Посполитая Польская ухитрилась тем самым оставить за кормой и Италию со ее поэтически названными «Радио Рурале» и «Радио Балилла», и Германию со скрежещущими «Фольксэмпфангером» и «Дойче Кляйнэмпфангером». Но всякому овощу - свое время, нередко бывает, что технически прогрессивное решение оказывается не слишком-то удачным в конкретной ситуации.

Первая и вторая части рассказа о народных радиоприемниках



Музыка для настроения - музыкальная тема из фильма "Ва Банк"

Первая польская радиостанция вышла в эфир в ночь с 18 на 19 ноября 1918 года. Это был искровой радиопередатчик «Телефункен» типа WAR мощностью 4 кВт, установленный немцами в Варшавской цитадели и переданный польским военным после начала эвакуации уже бывшей кайзеровской армии. 6 января Польша получила тем же путем вторую радиостанцию, находившуюся в Познани, что позволило уже говорить о создании национальной радиосети. Эти радиостанции были в распоряжении у военных, однако использовались и для гражданских целей: передачи срочных депеш, метеосводок, телеграмм Польского телеграфного агентства и биржевых сводок. Военные прекрасно сознавали значение радиосвязи и выступили с инициативой создания национальной радиопромышленности. Для выполнения военных заказов в Варшаве начали работу две небольшие фирмы, слитые в 1922 в Польское радиотехническое общество (P.T.R.). Общество наладило выпуск по английским и французским лицензиям нескольких типов военных радиостанций и комплектующих к ним, в первую очередь радиоламп (их выпуск поначалу составлял 150 штук в день). В 1924 году общество приобрело во Франции передатчик мощностью на антенне 244 Вт и установило на своем заводском дворе две мачты высотой по 40 м. 1 февраля 1925 г. на волне 385 м началось пробное вещание. Ежедневные передачи польского радио продолжительностью один час могли прослушивать 170 радиоподписчиков.


Здание P.T.R. в Варшаве на ул. Нарбута

Велось вещание не слишком-то регулярно и причиной тому была нехватка средств, взимаемых по подписке. Стоимость первого часа вещания составляла 300 злотых, а последующих – 100 злотых каждый. Первое время станция вещала всего час (с 18 до 19 часов), в июне вещание велось только по субботам (с 20 до 22 часов), а с 18 августа радиостанция умолкла. Финансовая помощь со стороны польских радиотехнических фирм, которые лишились сбыта своих приемников, позволила возобновить работу и передавать двухчасовые программы (с 20 до 22 часов) по субботам и воскресеньям. С 26 ноября 1925 г. по 14 марта 1926 г. радиостанция P.T.R. выходила в эфир с ежедневными двухчасовыми программами (с 18 по 20 часов).


Акция "Польского радио"

Законом «О почтовой, телеграфной и телефонной связи» от 3 июня 1924 г. исключительное право на создание и эксплуатацию радиовещательных станций передавалось государству. Для определения оператора национальной радиовещательной сети Министерство почт и телеграфа объявило конкурс, заявки для участия в котором должны были подаваться до 31 августа 1924 г. Всего было подано десять заявок, но до участия в торгах было допущено пять. На первый взгляд P.T.R. было не о чем волноваться, ведь только радиотехническое общество имело практический опыт радиовещания. Но читателю хорошо известно, какие неожиданности могут подстерегать, казалось бы, заведомых фаворитов. Победитель был объявлен 18 августа 1925 г. и им стало АО «Польское радио» (Polskie Radio, PR). Оно было образовано в 1923 году и располагало уставным капиталом в 2000 злотых (в 1926 г. он был в несколько приемов доведен до 1,25 млн. злотых). Генеральным директором «Польского радио» был микробиолог доктор Зигмунт Шамец (Chamiec), однако в правление общества входили крупные фигуры в области польской электро- и радиотехники.


Радиокорреспондент в поле, на заднем плане передвижная аппаратная

Согласно условиям концессионного соглашения Министерство почт брало на себя обязанности по оформлению подписки и взиманию абонентской платы со слушателей (в размере 3 злотых в месяц), а «Польское радио» обязывалось выполнить следующие работы:

1. В течение полугода построить и ввести в эксплуатацию в Варшаве или ее окрестностях радиостанцию, имеющую мощность, достаточную для хорошего приема на детекторные приемники в радиусе 100 км и двухламповые приемники в радиусе 600 км.
2. В течение года построить и ввести в эксплуатацию в Кракове или его окрестностях радиостанцию, имеющую мощность, достаточную для хорошего приема на детекторные приемники в радиусе 30 км и двухламповые приемники в радиусе 150 км.
3. Как только число абонентов по всей стране превысит 60 тыс. чел., построить третью радиостанцию мощностью не менее указанной в п. 2, в пункте, указанном министерством.
4. Дальнейшее увеличение числа абонентов на 20 тыс. чел. обязывает «Польское радио» к постройке еще одной радиостанции.

Вещание «Польского радио» начались на волне 480 м с 17.00 18 апреля 1926 г. Поначалу продолжительность ежедневного вещания составляла пять часов (с 17 до 23 часов), и лишь с конца 1926 г. она была доведена до 8 часов.


Если слушатель не идет к радио, то радио идет к слушателю. Радиоприемник в краковском такси

В соответствии с условиями концессионного соглашения «Польское радио» расширяло сеть радиостанций. 15 февраля 1927 г. начала работу радиостанция Кракова, а 24 апреля и 4 декабря 1927 г. в эфир вышли радиостанции Познани и Катовице, которые строились не «Польским радио», а местными властями. Поскольку они сыграли важную роль в истории не только польского радиовещания, но и самой Польши, подробнее о них будет сказано ниже.


Антенный комплекс станции Варшава I после реконструкции

15 января 1928 г. начала работу станция в Вильно, в 1930 году в строй вошли еще две станции: с 15 января начала работу радиостанция Львова, а со 2 февраля в эфир вышла Лодзь. В январе 1931 г. начала работу станция Варшава II мощностью 1,8 кВт, которая вела вещание непосредственно на город, а 24 мая 1931 г. состоялось торжественное открытие обновленной станции Варшава I с передатчиком мощностью 120 кВт - самой мощной радиовещательной станции в Европе того времени. Антенна длиной 280 м подвешивалась между двумя уникальными стальными мачтами высотой по 200 м – самыми высокими радиомачтами в мире. Вес одной мачты достигал 90 т, а удерживающих ее найтовов 30 т. Передачи Варшавы I теперь можно было устойчиво принимать на детекторные приемники на всей территории Польши, а на ламповые приемники их было слышно по всей Европе.


Сердце довоенной Варшавы - перекресток Маршалковской и Иерусалимских аллей. На здании реклама "Телефункен"

В 1935 году акции «Польского радио» были выкуплены в казну и общество было подчинено министру почты и телеграфа. Учитывая необходимость дальнейшего развития сети станций, где по местным условиям Варшава принималась плохо, в строй вводились новые станции - в Торуни (15 января 1935 г.), Быдгоще (4 января 1937 г.), была обновлена станция Варшава II и введена в действие радиостанция в Барановичах (1 июля 1938 г.). Осенью 1939 года в эфире должна была начать работу радиостанция Луцка, но из-за войны она так и начала работу.


Проект Дома радио

Всего же по состоянию на сентябрь 1939 года Польша имела 9 «линейных» радиостанций общей мощностью 424 кВт (Варшава I – 120 кВт, Варшава II – 10 кВт, Барановичи, Вильна, Катовицы, Львов и Познань – по 50 кВт каждая, Торунь – 24 кВт, Краков и Лодзь – по 10 кВт) и одну коротковолновую станцию Варшава III, вещавшую с 1936 года на английском и польском языках. Также в строй вот-вот должна была войти десятая радиостанция Луцка с 50 кВт передатчиком. А к концу 1940 года сеть польского радио должна была расшириться до 16 станций, для которых уже были выделены частоты. В диапазоне длинных волн работала только Варшава I, а остальные станции «сидели» на средних волнах. Поскольку радиостанции варшавского узла располагались разрознено, что затрудняло ведение передач и управление ими, в конце 1937 года «Польское радио» начало работу над проектом Дома радио. 22-этажный небоскреб, увенчанный шпилем с радио- и телеантеннами должен был располагался на углу улиц Батория и Пулавской. В марте 1939 г. начались работы нулевого цикла, но их остановила война. После войны от постройки Дома радио отказались.


Зоны дневного приема на детекторные приемники польских радиостанций в 1939 году

Если говорить о цифрах, то 31 марта 1939 г. аудитория «Польское радио» насчитывала 1 070 165 абонентов, оформивших подписку, которые зарегистрировали 676 800 ламповых приемников (65%) и 423 200 детекторных приемников. Численность же радиозайцев (с учетом объема продаж приемников в Польше) была, как минимум, в два-три раза больше. Несмотря на все усилия, «радиоплотность» (число приемников на 1000 душ населения) составляла всего лишь чуть более 30 аппаратов – много меньше, чем в Германии или СССР, но все-таки больше, чем в Румынии или Югославии. Объем годового вещания в 1938 году составил 40 000 часов, из которых 26,2% приходилось на литературные и общественно-политические передачи, 54,1% - на музыкальные программы, 5,2% - на литературно-музыкальные передачи (т.е. звуковые фильмы или радиотеатр), 2,2% - религиозные программы, 9,5% - тематические передачи для детей, молодежи, крестьян, военнослужащих и т.п., 2,8% - служебная информация (сигналы точного времени, прогнозы погоды и т.д.).


Литературная студия радиостанции Варшава I

Уровень передач был высок. «Польское радио» активно привлекала ведущих литераторов и музыкантов, например Януша Корчака. С начала 1930-х годов вещание всех станций велось с 6.15 утра и до полуночи. Визитной карточкой «Польского радио» стали литературно-музыкальные программы разговорного жанра, которые каждая радиостанция готовила самостоятельно. Единого шаблона для их формата не было, были как передачи, наподобие «Кабачка 13 стульев», так и с живым общением ведущих со слушателями. Эти передачи могли выходить как в утренние, так и вечерние часы в будние и по выходным, но всегда освещали местные новости. Музыку и музыкальные программы местные радиостанции обычно ретранслировали из Варшавы, поскольку содержать собственные оркестры могли лишь станции с большим числом абонентов. Например, краковская или катовицкая.


Облава на радиозайцев во Львове

С 1935 года начались работы по развитию телевидения. Два года спустя в высотном здании «Пруденциального общества» была создана опытная телестудия. В 1938 году на крыше варшавского «небоскреба» была возведена башенная конструкция высотой 16 метров, на которой была установлена трубчатая мачта высотой 11 метров для передающей антенны. Таким образом, антенна располагалась на высоте 87 м над землей, что обеспечивало прием видеосигнала на расстоянии 20 км и звукового сигнала на расстоянии 30 км от передающей антенны. Всего состоялось две пробные телетрансляции 5 октября 1938 г. и 26 августа 1939 г., причем передачи велись как для 120-строчного механического телевидения, так и 343-строчного электронного. У концерна «Филипс» были приобретены две передвижные телестудии, а регулярное телевизионное вещание должно было начаться в 1940 году.


Шумовики за работой у живого микрофона

Как уже говорилось, далеко не все местные станции строились «Польским радио». Европейское радиовещание изначально было делом государственным и делом политическим. Радиовещание Веймарской Республики не имело равных в Европе как по технике, так и по уровню подготовки программ и с точки зрения польских властей, сложное положение сложилось на вновь присоединенных землях бывшей Немецкой Польши.

Радиостанция в Бреслау, принадлежавшая обществу «Немецкий радиочас», заработала в 1924 году, на следующий год к ней присоединились радиостанции Кенигсберга и Глейвица. Их передачи хорошо принимались на обширных территориях Польского коридора, среднего течения Одера и Варты и Верхней Силезии на стыке границ Германии, Польши и Чехословакии. Компетентность «Польского радио» обеспечить без знания местной обстановки вещание в столь сложных конкурентных условиях вызывала вполне обоснованные сомнения, поэтому власти Нижней Силезии решили самостоятельно создать радиовещательную станцию. Студия новой радиостанции разместилась в Городском театре Познани, а передатчик установили за городом в специально построенном здании (любопытно, что сейчас в нем находится российское консульство). Официальное открытие радиостанции состоялось 24 апреля 1927 г. в 17.00.


Дикторский пульт радиостанции Варшава II

Не менее важным делом была постройка радиостанции в Катовицах. Плебисцит 1922 года разделил Верхнюю Силезию и Польше отошла ее восточная треть, с преимущественно польским населением, ставшая автономным воеводством Силезия. Однако в Германии, в районах с преимущественно немецким населением, по-прежнему оставалось примерно полмиллиона поляков. Да и граница очень прихотливо прошла через важнейший промышленный район, по праву называвшийся Вторым Руром. Передачи варшавской радиостанции «Польского Радио» в Верхней Силезии почти не было слышно, однако собственных средств на строительство новой станции у общества не хватило. Поэтому в марте 1927 года «Польское Радио» получило заем у Силезского казначейства на 600 тыс. злотых на внеочередное строительство мощной широковещательной станции в Катовице к концу года. Передатчик мощностью 12 кВт заказали в США компании «Вестерн Электрик». Для сравнения на то время мощность передатчика варшавской радиостанции составляла 10 кВт, а глейвицкой – всего 1,5 кВт. Новая радиостанция вышла в эфир 4 декабря 1927 года.


Новое здание радиостанции в Катовицах

Благодаря благоприятному расположению станция имела очень большую дальность приема, составлявшую летом для ламповых приемников 400 км, а для детекторных – 70 км. Ночью ее сигналы принимались по всей Европе, а зимними вечерами их можно было услышать в Африке и даже в Австралии и Новой Зеландии. Благодаря большой мощностью катовицкая радиостанция совершенно забивала глейвицкую при приеме передач на детекторные приемники и значительно ухудшила ее слышимость для самых доступных простых ламповых приемников. По состоянию на январь 1928 года в Польской Силезии было зарегистрировано 8 тыс. радиоприемников, а всего через полгода число подписчиков возросло до 29 тыс. Десять лет спустя у «Польского радио» в Силезии насчитывалось уже 96,6 тыс. подписчиков, причем по самым осторожным оценкам к ним можно было добавить еще порядка 100 тыс. радиозайцев. По плотности радиослушателей Катовицы теперь не имели равных в стране, обгоняя даже Варшаву. С 1 июля 1939 г. начал работу новый радиопередатчик, построенный по проекту «Польского радио» фирмой «Маркони», мощностью 50 кВт. Антенны размещались на двух стальных мачтах высотой 95 м.


Передвижная радиостудия "Польского радио"

Особенностью радиостанции «Катовицы» была активная работа на зарубежную аудиторию, в первую очередь, польское население Немецкой Силезии и Тешинского края. По отзывам слушателей передачи отличались достаточно высоким уровнем, причем радиостанция активно вела полемическую войну с немецким радио. Осенью 1938 года все силы радиостанция переориентировала на обработку тешинских поляков, которых в открытую подстрекали к вооруженному восстанию. Передачи велись от имени «подпольных польских радиостанций», причем благодаря большой мощности передатчика польская радиостанция могла в любое время вклиниваться на волну маломощной чешской станции в Моравской Остраве, которая вещала на Тешин. Поскольку на дипломатические протесты Варшава не обращала внимания, чешским властям пришлось пойти на крайне невыгодную меру – изъятие радиоприемников у жителей Тешинского края. Работа «подпольных радиостанций» завершилась 2 октября 1938 г., когда польские войска торжественно вступили в Тешин.


У микрофона диктор катовицкой радиостанции Елена Реутт-Тименецкая

Варшава сделала важные выводы из уроков завершившейся войны в эфире. Статью 13 принятого по горячим следам указа Президента Республики от 22 ноября 1938 г. «О защите важных национальных интересов» должен был на зубок знать каждый польский радиослушатель. Министр внутренних дел мог запретить публичное прослушивание любой иностранной радиостанции и в зависимости от обстоятельств дела (публичность трактовалась полицией весьма широко) наказание могло быть от штрафа 3 тыс. злотых до трехмесячного тюремного заключения с обязательной конфискацией «орудия преступления».




Крестьянин, помни! Будешь слушать радио и свеклА заколосится :)

Вновь на тропу войны катовицкая радиостанция вышла уже в 1939 году, когда в эфире появилась передача под названием «Для поляков и евреев». Пропагандистский накал достиг такого градуса, что дипломатические протесты теперь пошли уже со стороны Германии. В мае передачу сняли с эфира, но в августе 1939 года вещание на немецком языке возобновилось. В общем не случайно, что в качестве предлога для объявления войны Германия попыталась использовать «польское нападение» на радиостанцию в Глейвице. Однако операция «Консервы» была исполнена настолько топорно, что вполне могла стать сценарием очередного выпуска «Шоу Бенни Хилла». Она никого не ввела в заблуждение и «бабушка умерла» совершенно напрасно.


"Телефункен" - мой любимый приемник

Особенностью радиорынка довоенной Польши была заметная роль государства. Крупным производителем был образованный в 1932 году «Государственный телефонно- и радиотехнический завод» (P.Z.T.), который выпускал как военную продукцию (армейские и морские радиостанции, радиомаяки, пеленгаторы, полевые телефоны и много другое) так и гражданские радиоприемники, телефоны и АТС. В частности, он производил самый массовый в Польше детекторный радиоприемник «Детефон» (до 1 сентября 1939 г. было выпущено более полумиллиона этих приемников, а в 1945 году их выпуск был возобновлен), внешние громкоговорители для него с ламповым усилителем низких частот «Амплифон», а также другие детекторные и ламповые приемники, продававшиеся под наименованием «Эхо».


Радиоприемник "Филипс" 7-39A. Модель 1939 года, 6 ламп, подстройка тона и чувствительности приема, механическая память на 8 станций, 498 злотых

Тем не менее, командные высоты занимал частный капитал, как иностранный, так и отечественный. Крупнейшим игроком и фактическим монополистом долгое время был концерн «Филипс», чей варшавский завод «Польские заклады Филипс» выпускал в конце в конце 1930-х годов до 70 тыс. радиоприемников в год. Продавались они как под маркой «Филипс», так и под более дешевыми «дочерними» брендами «Космос» и «Корона», созданными специально для Польши. Второе место занимал «Телефункен», открывший в 1933 году в Варшаве завод «Крайовы заклады Телефункен». Оба концерна полностью локализовали в Польше изготовление комплектующих, однако в области выполнения НИОКР у них были свои особенности. Если «Телефункен» создал на варшавском заводе собственное КБ, которое и разрабатывало новые модели для польского рынка, то «Филипс» сосредоточил проведение исследований и разработок на головном предприятии в голландском Эйндховене.


Реклама приемников "Космос"

Однако в упорной борьбе на первое место в 1938 году с результатом 100 тыс. радиоприемников в год вышло принадлежавшее польскому капиталу «Товарство радиотехническое «Электрит», чей завод находился в Вильно. Для сравнения, в 1936 году общество выпустило «всего лишь» 54 тыс. аппаратов. История общества началась в 1925 году с магазина радио- и электротоваров, на задах которого была создана небольшая мастерская для их подготовки к продаже и установки. Свой первый радиоприемник «Электрит» выпустил в 1927 году и планомерно начал расширение производства. Поначалу комплектующие приобретались на стороне, но затем их производство (за исключением радиоламп) было освоено обществом. Поскольку для тогдашней Польши «Электрит» считался недостаточно христианской компанией, то ему пришлось искать себя на внешних рынках. В результате приемники и радиолы из Вильны продавались по всей Европе, в обоих Америках, на Ближнем Востоке, Британской и Французской Африке и даже в Британской Индии. С технической точки зрения продукция «Электрит» не имела равных в Польше. Достаточно сказать, что к 1938 году были внедрены системы бесшумной автоматической настройки и автоматической подстройки частоты.



Почти 40 % обитателей Второй республики принадлежали к большим или меньшим национальным меньшинствам и оказались в Польше по воле великих держав или военной удачи. Прихотливые изгибы границ рисовались на географической карте в Версале, определялись плебисцитами, либо сложившейся к заключению мира линией фронта. К естественным рубежам они не имели никакого отношения. Вдобавок, национальные очаги этих меньшинств были на территории соседей, отношения с которыми, мягко говоря, не складывались. Одним из способом укрепления государства правящие круги считали «полонизацию Польши» - объединение всех ее жителей вне зависимости от национальности или вероисповедания в рамках польской культуры. И важнейшим проводником ее виделось радио.


Лотерея среди новых абонентов "Польского радио"

Развивать массовое радиовещание можно было либо путем выпуска «толстых клиентов» - простых и дешевых громкоговорящих приемников, чья покупка частично субсидировалась государством, либо «тонких клиентов», когда покупатель приобретал только оконечное устройство, сигнал к которому поступал по проводной линии. По первому пути пошли Италия и Германия, по второму – Советский Союз. При всех достоинствах проводное вещание для развития в Польше не рассматривалось, однако в начале 1930-х годов ламповые приемники были для подавляющего большинства поляков совершенно недоступны. Например, батарейная двухламповая «Двуйка» - самая дешевая модель «Филипс» стоила 175 злотых и не имела динамика, который приобретался дополнительно. Для сравнения средняя зарплата в промышленности не превышала тогда 110 злотых, зарплата служащих, не говоря уже о доходах крестьян было меньше. Более-менее платежеспособный спрос могли обеспечить офицеры (жалование подпоручика начиналось с 206 злотых, и он мог его полностью потратить на себя, поскольку не имел права жениться первые несколько лет службы) или гражданские служащие начиная с VIII тарифного разряда (правда таковых на всю Польшу насчитывалось менее 50 тыс.).


Радиоприемники для школ Кресов всходних в подарок от президента Мостицкого

В этих условиях массовый покупатель мог позволить себе (и то с оговорками) лишь уже устаревшие приемники с кристаллическим детектором. Им были не нужны дорогие радиолампы, менявшиеся пару раз в год, и они не требовали наличия электросети или приобретения батарей, что было немаловажно для слушателей в малых городах и деревнях. Однако хороший прием на детекторный приемник возможен только при мощном сигнале и именно поэтому Польскому радио пришлось построить столь мощную станцию Варшава I.

Разработка массового детекторного приемника, получившего позднее название «Детефон», началась на «Государственном заводе радиосвязи» (PWL) в 1929 году. Техническим заданием предусматривалось, что новый приемник должен обеспечить прием на всей территории Польши станции Варшава I, вещавшей на длинных волнах, и бесперебойный прием маломощных местных радиостанций, работавших в диапазоне средних волн. Поэтому требовалось разработать приемник с высокой чувствительностью и избирательностью, но одновременно дешевый и простой в использовании. При наличии правильно установленной 40-м антенны с хорошим заземлением «Детефон» работал прекрасно, однако слушать передачи можно было только в наушниках, которые, впрочем, можно было подключить две пары.



При старте продаж «Детефон» стоил 24 злотых, но для него также требовалась антенна, изоляторы, снижение и грозопереключатель, поэтому продавался приемник обычно единым комплектом, в который входило еще и подробное руководство по эксплуатации. Стоимость такого комплекта составляла 39 злотых. К концу 1930-х годов она была снижена до 25 злотых, а вместе с радиоподпиской его можно было приобрести в годовую рассрочку за 41,5 злотый. «Детефоны» активно рекламировались и продавались не только в радиомагазинах, но и на любой почте. В дополнение к «Детефону», специально для продажи в Варшаве и пригородах, заводом P.Z.T. был создан еще более дешевый детекторный приемник «Эхо» D-1 с фиксированной настройкой на волну Варшавы I. Специально для него также выпускался громкоговоритель с усилителем низких частот «Эхо»-011. Для школ, клубов и так называемых «светлиц» (красных уголков в казармах) c 1935 года P.Z.T. начал изготавливать двухламповые приемники «Эхо»-126-Z, стоимость которых не превышала стоимость комплекта «Детефона» и дополнительного громкоговорителя. Они имели улучшенную отделку футляра из твердых пород дерева и мощные динамики, рассчитанные на озвучивание больших помещений. Но продавались они по особой подписке и обычным покупателям доступны не были.


Страница из каталога P.Z.T. с рекламой «Эхо»-126-Z

Тем не менее, к концу 1930-х годов, несмотря на все усилия «Польского радио», число радиоприемников у населения было крайне невелико. При этом проникновение радио было неравномерным, если в городе приемник был уже более-менее доступной роскошью, то в деревнях, особенно в Кресах всходних, радио почти не было. Анализ сложившейся ситуации показывал, что помимо дороговизны приемников, крестьяне не видели в них особой необходимости. Программы Варшавы I, сигналы которой принимались лучше всего, были ориентированы, в первую очередь, на городского слушателя. Да и слушать «Детефон» приходилось по очереди – приобрести «Амплифон» за 90 злотых мог далеко не всякий крепкий хозяин. В этой связи «Польское радио» с одной стороны начало расширять сеть местных радиостанций, ведущих вещание на сельскую местность (станции в Белостоке, Бресте, Гдыне, Кельце, Люблине и Станиславуве должны были начать работу к концу 1940 года), а с другой развернуло программу по разработке лампового приемника с громкоговорителем. Он получил название «одборник популярный», то есть народный радиоприемник.


Реклама "Детефона" для сельских слушателей

В январе 1939 года «Польское радио» совместно с Комитетом по сельскому хозяйству и Национальным институтом связи объявило конкурс на создание «серийной модели популярного польского радиоприемника с батарейным питанием». Согласно техническому заданию, приемник предназначался для использования в сельской местности и должен был быть как можно более простым и экономичным в использовании. При этом все комплектующие должны были производиться в Польше и не иметь обременений в виде лицензионных платежей разработчикам. Наградой победителю был денежный приз в 5 тыс. злотых. Конкурс вызвал большой интерес, и от фирм и частных лиц поступило 27 предложений. В апреле «Польское радио» объявила победителя, которым стал завод P.Z.T.


"Одборник популярный" завода P.Z.T.

За прототип конструкторами P.Z.T. явно был принят «кляйнэмпфангер» - немецкий радиоприемник DKE-38. Двухламповый (два пентода) «одборник популярный» выполнялся по схеме прямого усиления с регулируемой обратной связью и мог принимать передачи в диапазонах длинных и средних волн. Конструкция была предельно упрощена (всего 11 конденсаторов и 6 резисторов) и разбита на крупные узлы, которые могли собираться и налаживаться по отдельности. Детали размещались на металлическом шасси. Футляр приемника был бакелитовым и выполнялся из двух половинок, стягиваемых винтами. Управлять приемником также не составляло труда, причем от DKE-38 была заимствована настройка путем вращения диска, размеченного в условных единицах. Владельцу рекомендовалось запомнить или записать цифру, на которой находилась желаемая станция. Динамик имел бумажный диффузор достаточно большого диаметра, что обеспечивало хорошее звучание, но вот подключить наушники или звукосниматель к приемнику было нельзя. До сентября 1939 года P.Z.T. так и не успел развернуть производство и в наши дни известно лишь несколько фотографий «одборника популярного».


"Телефункен" Т-31: общий вид и детали шкалы

Задержкой производства «одборника популярного» воспользовались заводы «Филипс» и «Телефункен», которые также участвовали в конкурсе. Ничего, что приемники не смогли выиграть конкурс, ведь само его проведение стало бесплатной рекламой дешевых приемников. Тем более, что наличие у заводов финансовых резервов позволяло предлагать их покупателям в рассрочку.

Модель Т-31 была разработана в КБ «Краёвых закладов Телефункен» и отличалась рядом интересных решений. Трехламповый приемник был выполнен по схеме прямого усиления и принимал передачи в диапазоне длинных и средних волн. Вместо типичного для тех лет металлического шасси детали размещались на небольшой текстолитовой пластине, а автотрансформатор позволял подключать приемник электросетям с любыми применявшимися в Польше параметрами тока. Батарейная версия имела переключатель мощности цепи накала ламп, что увеличивало срок службы элементов питания. В отличие от приемника P.Z.T. модель Т-31 получила большую красивую шкалу с подсветкой. Футляр был из толстой фанеры, окрашенной под бакелит.


Реклама модели Т-31: Выпускается для каждого

Продажи «Телефункена для всех» начались уже в апреле 1939 года. Рекламная кампания модели Т-31 велась громко, газеты и журналы наперебой сообщали о «прорыве фронта дорогих приемников». И это было действительно так, цена модели с сетевым питанием составляла 115 злотых, а с батарейным – 136 злотых, что было ниже, чем у приемника P.Z.T. В конечном итоге «Телефункен» оказался единственным «народным приемником», который добрался до покупателей. До наших дней каким-то чудом сохранилось несколько экземпляров модели Т-31, не так уж и плохо для радио довоенной Польши.



"Космос" 130А: общий вид и детали шкалы

Второй компанией, которая довела до выхода на рынок «народный приемник», стали «Польские заклады Филипс», чья модель 130А, должна была продаваться под дочерним брендом «Космос». Ее разработка велась специально для польского рынка головным предприятием концерна в Эйндховене. Трехламповый двухдиапазонный приемник выполнялся по схеме прямого усиления. Как и у модели Т-31 для удешевления конструкторы отказались от металлического шасси и разместили детали и узлы на толстой фанерной пластине. Позаботились конструкторы и о снижении стоимости владения приемником, применив радиолампы старых типов, цена на которые уже упала. Приемник получил бакелитовый футляр и круговую шкалу настройки, причем на нее наносились названия только польских радиостанций. Цена на батарейную версию устанавливалась в размере 120 злотых, либо в размере 137 злотых с рассрочкой на год. Но до 1 сентября 1939 г. в продажу приемники поступить не успели и не рекламировались. Как ни удивительно, но опытные образцы сохранились в заводском музее «Филипс».

Война прервала развитие польского радиовещания. Полякам в Генерал-губернаторстве радиоприемниками владеть запрещалось, и за уклонение от сдачи или изготовление самодельного приемника нарушителю полагался расстрел вместе с семьей. Тем не менее, немцы решили не оставлять поляков совсем уж без радио, и радиовещание в Польше времен оккупации будет предметом второй части рассказа.

Цветные фото честно позаимствованы с сайтов http://www.historiaradia.neostrada.pl и https://radioretro.pl

https://engineering-ru.livejournal.com/588995.html

Сегодня на дворе – Международный день кино. Раньше тут уже упоминалось о оцифровке фильмов "Секрет НСЕ" и "ЗА ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС", которых пока найти не удалось, но вот тут можно посмотреть документальный фильм, про ТРИЗ, и в нём есть фрагменты из этого возможно уже канувшего в лету фильма "Секрет НСЕ".

https://engineering-ru.livejournal.com/588720.html

Если слово электроника понимать в широком смысле, то в сферу ее интересов, несомненно, попадают печатные платы – основной конструктивный элемент современной радиоэлектронной аппаратуры. В общем случае печатная плата - это пластина из электроизоляционного материала, на поверхности которой нанесены тонкие электропроводящие полоски (проводники) с контактными площадками для подсоединения навесных радиоэлементов (1).

Говорят, что первенство в разработке печатных плат принадлежит немецкому инженеру Альберту Паркеру Хансону (2). Хансон предложил формировать рисунок печатной платы на медной фольге вырезанием или штамповкой. Далее элементы проводящего рисунка приклеивались к диэлектрику, например, к пропарафиненной бумаге. С тех пор прошло больше ста лет. Все эти годы технологии изготовления печатных плат совершенствовались. В этом благородном деле приняли участие великое множество изобретателей, в том числе знаменитый изобретатель Томас Эдисон и… гораздо менее знаменитый изобретатель автор настоящей статьи.



С ПАФОСОМ О ПАФОСЕ

У специалистов, имеющих отношение к производству печатных плат, сочетание двух слов "ИТМ и ВТ" и "Галецкий" вызывает глубокое уважение. Для института точной механики и вычислительной техники годы застоя в отличие от многих других не были годами застоя. А отделение этого института, возглавляемое Ф.П. Галецким, диктовало моду в области технологии изготовления печатных плат в "стране, которой уже нет". Не потерялось оно и в "стране, которая есть".

Супер-ЭВМ, разработкой которых занимался институт, потребовали создания суперсложных многослойных печатных плат. Для реализации таких печатных плат и была разработана технология, названная ПАФОС (полностью аддитивное формирование отдельных слоев). От субтрактивных методов, основанных на травлении фольги, этот метод отличается тем, что токопроводящий рисунок наносят (3). Проводящий рисунок слоев формируется на временных носителях – листах из нержавеющей стали, поверхность которых покрывается гальванически осажденной медной шиной толщиной 2 – 5 мкм. На этих листах формируется защитный рельеф пленочного фоторезиста. Проводники получают гальваническим осаждением тонкого слоя никеля (2 – 3 мкм) и меди (30 – 50 мкм) во вскрытые в фоторезисте рельефы. Затем пленочный фоторезист удаляется, и проводящий рисунок на всю толщину впрессовывается в диэлектрик. Прессованный слой вместе с медной шиной механически отделяется от поверхности временных носителей. В слоях без межслойных переходов медная шина стравливается. При изготовлении двухсторонних слоев с межслойными переходами перед травлением медной шины создаются межслойные переходы посредством металлизации отверстий с контактными площадками.

Чем же хорош этот метод? Дело в том, что проводящий рисунок, утопленный в диэлектрик и защищенный сверху слоем никеля, при удалении медной шины не подвергается травлению. Поэтому форма, размеры и точность проводящего рисунка определяются рисунком рельефа, то есть процессами фотолитографии. А современные достижения в области фотолитографии и лазерного экспонирования позволяют совершить качественный скачок на пути повышения плотности печатного монтажа. Еще на рубеже восьмидесятых и девяностых годов прошлого века в ИТМ и ВТ научились делать двадцатислойные печатные платы размером полметра на полметра с шириной проводников и зазоров между ними 100 мкм!

НАШ ОТВЕТ ЧЕМБЕРЛЕНУ

Судя по публикации (4), технология ПАФОС позволяет реализовать печатные платы с шириной проводников и зазорами между ними до 40 - 50 мкм. Но, нет в мире совершенства! По законам теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) улучшение одной характеристики технической системы неизбежно приводит к ухудшению какой-то другой ее характеристики. Так оно и получилось.

Суперсложные и супербольшие многослойные печатные платы не соответствуют техническим требованиям по влагостойкости. Более того, при изменении относительной влажности воздуха от 45% до 80 % (нормальные условия) сопротивление изоляции изменяется на 3 – 4 порядка (5). Образно говоря, такие печатные платы "дышат". Уменьшение зазоров между проводниками привело к тому, что уровень диэлектрических характеристик стеклотекстолита стал явно недостаточным.

Прошли годы. Изменилась элементная база, изменилась архитектура Супер-ЭВМ. Использование таких громадных печатных плат стало "признаком плохого тона". А проблема, увы, осталась. Колокольчик зазвонил вновь, но уже не в России, а за ее пределами. Диэлектрические характеристики стеклотекстолита стали лимитировать дальнейшую микроминиатюризацию печатных плат. И традиционными методами решить эту задачу нашим "потенциальным друзьям" пока не удается (6).

Как же быть? Прекрасная задача для доказательства дееспособности ТРИЗ. Можно даже сказать, что это "вопрос на засыпку". Экзамен был сдан и не кое-как, а на оценку отлично! Дефекты структуры стеклотекстолита, по словам некоторых специалистов, позволяют сравнить его с промокашкой. Чем больше воды в этой промокашке, тем хуже диэлектрические свойства. Для повышения влагостойкости печатных плат их покрывают после монтажа радиоэлементов лаком. При нанесении лаковых покрытий дефекты структуры стеклотекстолита частично устраняются (заполняются) полимером. Как повысить эффективность?

Сформулируем техническое противоречие задачи (ТП).
ТП 1. Если лак сильно разбавлен, из-за низкой вязкости он глубоко проникает в капиллярно-пористую структуру стеклотекстолита, но из-за небольшого содержания полимерного связующего коэффициент заполнения капилляров невелик.

ТП 2. Если лак содержит много полимерного связующего, то коэффициент заполнения капилляров увеличивается, но из-за высокой вязкости глубина его проникновения невелика.

Сформулируем физическое противоречие задачи (ФП).
ФП 1. Лак должен содержать много полимерного связующего, чтобы был выше коэффициент заполнения капилляров, и должен содержать мало полимерного связующего, чтобы глубоко проникать в капилляры.

Это противоречие легко разрешается с использованием стандартного приема разрешения физических противоречий "разделение противоречивых требований во времени". Для нанесения первого слоя лака следует использовать сильно разбавленный лак, а при нанесении последующих слоев лак с большим содержанием связующего. К сожалению, на практике это решение оказалось недостаточно эффективным.

При формулировке технического противоречия чтобы "обмануть" психологическую инерцию человека ТРИЗ рекомендует уходить от конкретных названий. Если слово "лак" заменить более широким понятием "жидкость", ФП можно сформулировать следующим образом:
ФП 2. Полимерное связующее в жидкости должно быть, чтобы обеспечить заполнение капилляров, и полимерного связующего в жидкости не должно быть, чтобы она обладала максимальной проникающей способностью.
Или:
ФП 3. Частицы полимера в жидкости должны быть большими, чтобы…, и должны быть маленькими, чтобы…
Или:
ФП 4. Частицы полимера в жидкости должны быть, чтобы…, и не должны быть, чтобы…
Для разрешения этих противоречий вновь можно использовать прием "разделить противоречивые требования во времени". Частицы полимера в жидкости должны быть на финише процесса и частиц полимера не должно быть на его старте.

Конкретное техническое решение можно найти в школьном учебнике по химии – реакция полимеризации. Молекулы мономеров соизмеримы по величине с молекулами воды. Молекулярная масса полимеров измеряется сотнями тысяч и даже миллионами у. е. (не подумаете о долларах). И, самое главное, полимеризация идет практически без изменения объема!

Специалисты, на то они и специалисты, умерят наш восторг и скажут: "Нет, не пойдет. Полимеризация обычно происходит при температуре выше 60 0С (стандартной температуры для сушки лаковых покрытий)". Можно, опустив руки, на этом остановиться. А можно и даже нужно продолжить решение.

Сформулируем техническое противоречие следующей задачи.

ТП 1. Если мономер наносится на печатную плату с радиоэлементами, то капиллярная пористость эффективно заполняется, но из-за повышенной температуры полимеризации "погибают" термочувствительные радиоэлементы.

ТП 2. Если мономер наносится на печатную плату до монтажа радиоэлементов, то термочувствительные радиоэлементы сохраняют работоспособность, но при этом мономер полимеризуется и на поверхности печатной платы, ухудшая качество пайки.

От ТП 2 переходим к формулировке физического противоречия.
ФП. Мономер должен полимеризоваться, чтобы обеспечить заполнение капилляров в подложке, и не должен полимеризоваться, чтобы гарантировать качество последующей пайки радиоэлементов.

На этот раз ТРИЗ предлагает использовать другой прием разрешения физических противоречий "разделить противоречивые требования в пространстве". Мономер должен полимеризоваться в объеме (в капиллярах) и не должен полимеризоваться вне объема (на поверхности). Для нахождения конкретного решения следует заглянуть уже в вузовский учебник по химии полимеров. Оказывается, мономерные композиции с такими свойствами существуют.

Итак, поставленная задача решена. Но, как это бывает в реальной жизни, на пути от принципиального решения до работающей технологии пришлось сформулировать и решить еще немало изобретательских задач. И очень удачным оказалось то, что ТРИЗ-специалист и просто специалист в данном случае объединились в одном лице. Технология, названная полимеризационным наполнением, оказалась способной повышать уровень сопротивления изоляции стеклотекстолита в печатных платах не в разы, а в сотни, тысячи и более раз со всеми вытекающими из этого последствиями…

Вот вам и изобретение, сделанное при помощи ТРИЗ. И это не какое-то несущественное усовершенствование (бантик на фраке), а, по словам специалистов, прорыв в области технологии изготовления и влагозащиты печатных плат. В максимальном объеме информацию о технологии полимеризационного наполнения можно получить на сайте (7).

ОРИЕНТИР – ИДЕАЛЬНОСТЬ

Некоторые приемы разрешения технических противоречий в ТРИЗ переросли в законы развития технических систем. Так из приема "самообслуживание" появился закон повышения идеальности технических систем. Повышение идеальности – есть увеличение соотношения

где: Фп – полезная функция,
Фр – функция расплаты.
Повышение идеальности возможно в результате увеличения числителя или уменьшения знаменателя этого соотношения. Для идеальной машины Фр = 0 (машины нет, а функция выполняется). Для реальной машины функция расплаты должна стремиться к нулю. Закону повышения идеальности технических систем подчиняются новые веяния в технологии прессования многослойных печатных плат. Наблюдается постепенный переход на прессование… без прессформ. Идеальность достигается сочетанием двух технических решений:

1. Системы совмещения слоев с бондажированием пакета (8).

2. Нагрева заготовок многослойных печатных плат за счет пропускания большого тока (до 2000 А) через фольгу внешних слоев. Фирмой Cedal разработан пресс, в котором используется такой способ (9).

Прессформы нет, а ее функции выполняется! Идеальный конечный результат (ИКР) в данном случае достигается в результате использования внутренних ресурсов системы.

Закону повышения идеальности технических систем отвечает и интегрирование печатных плат с элементной базой. Некоторые радиоэлементы (емкости, индуктивности) изготавливаются уже непосредственно в печатной плате.

Когда-то мой коллега по институту сделал неплохой бизнес на паяльных флюсах. В основе работы традиционных паяльных флюсов, используемых для пайки радиоэлементов, лежит реакция (1).



Техническим обоснованием бизнес-идеи было заимствование флюса из иной области (сварки металлов). Принцип действия этого флюса был основан на том, что окисная пленка не растворялась, а восстанавливалась до металла по реакции (2).



В качестве восстановителя в этом флюсе использовался атомарный водород, обладающий сильнейшими восстановительными свойствами. Источником же атомарного водорода был гипофосфит. Идеальность этого решения заключалась в том, что гипофосфит был отходом производства многотоннажного продукта. К сожалению, через некоторое время производство этого продукта прекратили, отходов не стало, и бизнес пришлось свернуть…

БЫЛОЕ И ДУМЫ

Говорят, что новое – это хорошо забытое старое. С этим трудно не согласиться. Так в методе ПАФОС возродилась старинная технология изготовления печатных плат методом переноса (10). Когда-то в этой технологии использовалась трафаретная печать. Открытия в области лазерной техники и фотолитографии позволили реализовать ее на принципиально новом уровне.

Применение SMD-компонентов позволило уменьшить толщину печатных узлов и тем самым уменьшить габариты изделий электронной техники. На этом фоне в прямом и переносном смысле выделялись трансформаторы и дроссели. В соответствии с еще одним законом ТРИЗ (законом согласования – рассогласования технических систем) изобретатели "постучали по приподнятым шляпкам этих гвоздей". В результате появились планарные трансформаторы, в которых многослойные печатные платы заменили проволочные обмотки. В работе (11) говорится о том, что такие трансформаторы "впервые были разработаны в конце 80-х годов". Заблуждаются! Еще в 1933 году Эрвин Е. Франц (США) предложил использовать для изготовления трансформаторов проводящие слои, изготовленные на целлофане, которые складывались гармошкой в пакет и пронизывались магнитопроводом (2).

Обычно ТРИЗ дает решение изобретательской задачи в общем виде. Говорят, что при этом задача решена на 99%. Для конкретного решения задачи следует знать физические, химические, геометрические и иные эффекты (информационный фонд). Бывает и так, что на данный момент замкнуть решение задачи не удается. Ну не открыли еще такого эффекта!

Откроют. За вашей спиной законы развития технических систем! Гораздо обиднее будет, если искомый эффект уже открыт, а вы о нем просто не знаете. Невозможно "перелопатить" все источники информации. Да и память свою следует пожалеть. Здесь вам помогут указатели физических, геометрических, химических, биологических эффектов, наработанные энтузиастами от ТРИЗ. Различные версии таких указателей можно найти в интернет-ресурсах.

Автор Владимир Уразаев, E-mail: urazaev@yandex.ru

ЛИТЕРАТУРА

1. Политехнический словарь/ Редкол.: А.Ю. Ишлинский и др. – 3 изд., - М.: Сов. Энциклопедия, 1989.
2. Из истории технологий печатных плат // Электроника-НТБ, - 2004, № 5.
3. Http://www.pcbfab.ru/article.php?id=21
4. Галецкий Ф.П. Этапы развития печатных плат в ИТМ и ВТ им. С.А. Лебедева // Экономика и производство. – 2001, № 1.
5. Галецкий Ф.П. Технология изготовления двадцатислойных печатных плат с проводниками 100мкм // Экономика и производство. – 2000, № 12.
6. Http://www.ats.net/deutsch/technologie/technologieplatform.html
7. Http://www.urazaev.narod.ru
8. Медведев А. М. Оборудование для производства печатных плат. По стендам "Экспо-Электроники 2002" // Электронные компоненты. – 2002, № 3.
9. Печатный монтаж – задача государственная // Электроника-НТБ. – 2004, № 2.
10. Белевцев А.Т. и др. Печатные схемы в приборостроении, вычислительной технике и автоматике. М., Машиностроение, 1972.
11. Макаров В., Рушихин А. Применение планарных трансформаторов и плат на алюминиевой подложке в импульсных источниках электропитания // Силовая электроника, - 2004, № 1.

https://engineering-ru.livejournal.com/588477.html

если вдруг Вам кажется, что прогресс сейчас движется семимильными темпами, и только последнее (Ваше) поколение особенно умное, то взгляните на следующую картинку:



1916 год. НЙ. Обратите внимание на компоновку, руль, размеры колес.
Цитирую вики: "Автопед — ранняя разновидность мотороллера или мотосамоката, которая производилась с 1915 по 1921 год компанией Autoped Company, располагавшейся на Лонг-Айленде в Нью-Йорке. В Европе выпуск аналогичной модели освоила немецкая компания Krupp, которая производила её с 1919 по 1922 год." Существовала электрическая разновидность автопеда (после факт чекинга спровоцированного analogthing выснилось, что это ложное утверждение ссылка).

https://engineering-ru.livejournal.com/588139.html

Сразу начнем с моих любимых зеленых. Возрадуйтесь, это руководство по постройки той самой экологически чистой бесплотинной свободнопоточной станции из генератора с кукурузера. В условиях постапокалипсиса. Читайте, стройте и распространяйте.
Кажинский Б.Б. Простейшая гидроэлектростанция
Кажинский Б.Б. Свободнопоточные гидроэлектростанции малой мощности (1950)

А теперь, когда зелень свалила за экологически чистым говном и палками, почитаем более серьезные материалы.

МАЛЫЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ УКРАИНЫ: ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ, БУДУЩЕЕ.
Краткая презентация о перспективах малых ГЭС. С красивыми картинками и большими буквами.

Мала гідроенергетика України. Аналітичний огляд

Мала гідроенергетика України. Аналітичний огляд2

Большой и достойный обзор как гидроресурсов, так и их использования, неиспользования и потенциала. детальные выкладки по районам, бассейнам водосбора и кубометрам расхода. Есть списки действующих и заброшенных станций.

Технический потенциал малых рек украины
Диссертация о техническом потенциале малых рек Украины. Если чего-то нет в предыдущем обзоре, то здесь оно точно есть.

ВОПРОСЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АСИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ НА МИНИ-ГЭС
нуфф сэд. Я уже говорил, асинхронные машины на микро-ГЭС сейчас скорее правило, чем исключение.

Сельские гидроэлектростанции
Книга еще с тех времен. Детально рассмотрены капитальные сооружения, режимы работы, регламенты и меньше - машины и оборудование.

Малая гидроэнергетика
Еще одна книга с тех же времен золотого века мини-ГЭС. Здесь потрясающе детально рассмотрены машины и оборудование, рекомендации к применению штатных и нештатных машин, номограммы и диаграммы подбора... Вот только найти такие древние машины уже проблематично%) Но и экономически-техническая часть тоже более, чем достойна с поправкой на время.

https://engineering-ru.livejournal.com/588016.html

Самая нетривиальная, неожиданная и противоречивая часть обзора.
Экономика и Экология. Насколько велики ресурсы гидроэнергии, сколько киловатт можно выжать из этой милой кисы и чем это все грозит в деле борьбы за глобальное оледенение.

Начнем с начала. А что мы, собственно, называем "малой ГЭС"? Малыми ГЭС и по международным, и по украинским меркам называются электростанции до от 1 и до 10МВт. Вот с мини-ГЭС ситуация интереснее. Европа считает "мини" от 100КВт до мегаватта. Украина считает от 200КВт. Микро - это все, что меньше. Да, 125 КВт - это микро. А безобразие на ручейке с мотор-колесом от мопеда невидимо и на максимальном увеличении:)

Продолжаем. Я не стану перечислять количество рек их площадь водосбора, распределение по территории страны и сразу перейду к выводам. Общий гидроэнергетический потенциал малых рек Украины по современным оценкам составляет 12,5 миллиардов киловатт-часов в год. Но это вообще. Снять можно с этого примерно 8,3 миллиарда киловатт-часов в год, но для этого нужно превратить все в мир-кузню из вархаммера. Огромный завод, поглотивший все. Перегородивший все речки, забравший в трубы ручьи и запрягший рыбу крутить водяные колеса. Экономически же целесообразным можно считать лишь 3,7 миллиарда киловатт-часов в год и от 1 до 4 Гигаватт мощности. Правда, для такой мощности застроить придется тоже более, чем прилично, но в целом, тщательным выкручиванием и отжимом из этой кошки можно выжать мощность полноценной атомной станции. Теоретически. На практике все гораздо скромнее.

Для выработки электроэнергии с учетом использования до 90% стока (за исключением санитарного пропуска, потерь в маловодье, половодье и паводки, потери на работу рыбоходов, регулировку "по стоку", специальные меры регулировки стока через водосбросы), а также ограничений территорий сооружения ГЭС, затопления и т.п. остается лишь 1,2 миллиарда киловатт-часов в год и 375 МВт мощности. В 2015 году в работе было 120 малых ГЭС с общей мощностью в 83 Мегаватта. Еще 12 Мегаватт могут быть относительно легко восстановлены. Быстро уменьшаются показатели, правда же?

Кроме того, три четверти этого потенциала приходится на реки карпатского бассейна, с уймой заповедных мест и удручающе неравномертным стоком, большая часть которого сливается в половодье и паводки через водосбросы. Вот так.

Процесс возрождения малой гидроэнергетики начался в 2000 году. До 2006 были реконструированы Корсунь-Шевченковская (1650 кВт), Снятинская (800 кВт), Сандракская (640 кВт), Юрпольская (550 кВт), Гордашевская (400 кВт), Коржовская (400 кВт), Кунцевская (400 кВт), Остаповская (375 кВт), Сухобаровская (330 кВт), Гальжбиевская (250 кВт), Петрашевская (250 кВт), Седневская (230 кВт), Лисянская (200 кВт) станции.

В 2005 обследовали состояние сохранившихся электростанций мощностью больше 100 КВт и обнаружили больше ста заброшенных электростанций. Именно они и послужили основой для "гидроэнергетического чуда", когда запуск ГЭС обходился без длительных и дорогих строительных работ. Конечно, гидросооружениям требовался ремонт, а иногда и реконструкция, но в сравнении с полноценным проектированием с нуля суммы были смешными.

В 2009 был принят закон о "зеленом тарифе", который коснулся и мини-ГЭС. Для них были установлены повышенные тарифы:
для микро-гэс до 200 КВт установленной мощности - 5,72 грн/КВт*ч
для мини-ГЭС до 1 МВт установленной мощности - 4,71 грн/КВт*ч
для малой ГЭС до 10 МВт установленной мощности - 3,36 грн/КВт*ч

Для фотоэлектрических станций в зависимости от мощности и расположения - 4,2-8 грн/КВт*ч
Для ветровых турбин - 2,2 -3,3 грн/КВт*ч
Ессно, здесь плюс-минус, но примерный порядок такой.

Для сравнения у полноразмерной ТЭС тариф получается 2,36 грн/КВт*ч
У АЭС - 1,5 грн/КВт*ч
У ГЭС - 0,31 грн/КВт*ч

Отпускная же цена потребителю - от (0,9)1,6 до 4 грн/КВт*ч в зависимости от потребителя и мордороблэнерго.

Причем, я и раньше говорил, что считаю "зеленый тариф" легальным способом перекладывания денег из кармана государства в свой карман. Правда, с точки зрения экономики в смысле набивания карманов - мини-ГЭС слишком дороги, сложны и заморочны - а выхлопа с них хрен и нихрена. То ли дело фотовольтаика! Мозгов не нужно от слова вообще, бригада монтажников, котлета зелени - застраиваем поле на пару Мегаватт установленной мощности - и открываем карман. Или с ветряками. Три-пять мегаватт на одну башню - и куда вы там со своими дамбами на 100 КВт мешаетесь? Вас же на графике не видно! В общем, и в возобновляемой энергетике мини-ГЭС остались в тени.

Тем не менее, зеленый тариф в кои-то веки сработал так, как предполагалось. Eжегодно в работу начало вводиться по десятку станций, причем, они не превратились в денежный насос из бюджета а стали вполне приличными участниками энергосистемы. Приличными, но очень маленькими:)

Очень маленькими. Всего-то 10% возобновляемой энергии, 6,9% установленной возобновляемой мощности и 0,13% общей. Так что спасти энергосистему малые ГЭС не смогут, но несколько составов топлива в год сэкономят. И даже выжав кошку досуха, ситуация сильно не изменится. Ну да, примерно вдвое больше энергии - но против многомегаваттных ветряков и фотовольтаики на кратно бОльшем зеленом тарифе не попрешь.

Но, несмотря на незначительную мощность по любым меркам, электростанции строятся и реконструируются. В планах до 2030 года предполагалась как реконструкция заброшенных, так и постройка новых, как на реках, так и на водохранилищах неэнергетического назначения. Почему? Мини-ГЭС остаются гидроэлектростанциями и при грамотном управлении способны если не питать потребителей, то хотя бы гасить пиковые нагрузки - именно тогда, когда надо, а не когда ветер тучи разгонит. Причем, часто еще и именно там, где магистральные сети слабоваты. И даже неоднозначные агрегаты на асинхронных генераторах тоже имеют ценность для энергетики. Своими конденсаторными батареями, например.


И если с экономикой все просто: энергия вполне дешевая, но ее мало и со всеми стараниями много не будет, остается только один вопрос:

Экология.
Для гринписовцев здесь вопроса нет. Все без исключения ГЭС должны быть разрушены, города расселены, заводы закрыты, жители пересажены из автомобилей на общественный транспорт, из общественного транспорта на велосипеды, с велосипедов перевезены в поселки с шаговой доступностью экологически чистых благ. Куда при этом предполагается деть негров-мигрантов и прочих неэкологичных существ, пока неясно, но зеленая наука точно с этим справится. Причем с минимальным выбросом парниковых газов.

Мы же пойдем в более сложные экологические взаимодействия. Экологические - это НЕ значит сколь-нибудь полезные или вредные или гармоничные вообще. Когда котик съедает птичку, у них происходит очень экологические взаимоотношения. И когда черви - котика. И даже когда он тонет в болоте и навеки там консервируется - тоже:) Короче говоря, это взаимоотношения станции с окружающей средой и окружающей среды со станцией.


Можно было бы сразу начать с плюсов и минусов, но сначала стоит вспомнить, как же эта самая ГЭС работает и когда. Напор, расход и турбина, да. Но вокруг них есть еще Река и Потребители.

Дневной расход воды в реке часто считается стабильным. Условно. Если дождь не пойдет. Это для Днепра тот дождик и на миллиметр уровень может не поднять, а для маленькой речки колебания уровня будут куда заметнее. А для горной... Но условно будем считать сток стабильным. И при регулировании выработки "по стоку", то есть, "что пришло, то и ушло", электростанция будет вырабатывать стабильную мощность. Небольшую; речка все-таки маленькая. В этом случае уровень воды стабилен, никаких внезапных скачков уровня, приливов и отливов, в ходе которых рыбак, задремавший на берегу, вечером просыпается с поплавком в песке.
Но запросы потребителей-то в течение дня нестабильны! Утром все включают телевизоры и чайники, днем - точилки, пилилки и доилки, а вечером - компьютеры с танчиками. А ночью спят, но одна сволочь точно заряжает свой ниссан-лиф от столба освещения! В общем, "по стоку" станция работать может, но в помошь ей нужен ДнепроГЭС и Энергодар. А она только немножко разгрузит трансформаторную подстанцию в 35КВ. Ничего плохого, но и хорошего ноль целых хрен десятых процента (0,13, кажется?) Тем не менее, на деривационных и плотинно-деривационных станциях это - основной способ регулирования - все, что не смогли использовать просто утечет в водосброс.

Но электростанция может быть и более полезной, например, разом сливая весь полезный объем водохранилища утром и вечером, из-за чего напряжение в розетках Нижних Бодунов держится на тех же 220В (из 230, но это уже детали), а не сползает к 170. Но вода то поднимается, то спадает, а в нижнем течении река к середине дня может здорово обмелеть.

Можно еще "по нагрузке", но этот способ регулирования характерен для схемы "остров", без подключения к электросетям. Сочетает все недостатки предыдущих способов, но неоценим, если сети нет и не предвидится.

Кроме того, на малых ГЭС сток определяется не только энергетическими соображениями. Регулирование гидрологического режима реки, забор воды на не-энергетические нужды типа полива, пропуск управление паводками и т.п. остаются важными функциями почти любой станции. И может показаться неожиданным, но на территории Украины регулярно случается зима, тоже оказывающая влияние на работу небольших станций.

Зимой вода замерзает. И ладно бы она замерзала сразу и прочным льдом сверху - нет же! К ГЭС зима приходит в виде обмерзания сооружений станции, в виде плавающей "шуги" - мелкого льда, который ни голове ни жопе, а еще крупных льдин, а при везении - еще и донного льда. Давление льда может устроить совсем не запланированные и не требуемые проектом изменения в конфигурации плотин и агрегатов. Только статическое давление льда на сооружения плотины может достигать от 1,5 до 20 тонн на погонный метр плотины в зависимости от климатических и технических условий. И это только статическая нагрузка! Лед, смерзающийся с каменной облицовкой при подъеме уровня не только распирает швы и трещины, но и вытягивает камень, разрушая и срывая плиты. А плывущий лед может не только таранить, но и, скапливаясь, напирать, загромождать водосбросы и переваливать через гребень плотины, старательно разрушая все на своем пути.


Что делать? Воспрепятствовать зиме сложно, да и в свете современной борьбы за глобальное похолодание - безнадежно. Остается борьба.

Шуга, она, шуга такая, подлая. Она и по водосбросу трется, и решетки забивает, и турбину повредить может. От нее перед аванкамерой ставят колхозный вариант бонового заграждения - скованные бревна поперек потока. В крайнем случае допускается пропуск шуги сквозь пропеллерную турбину на максимальном открытии. На радиально-осевых и особенно, ковшовых такой пропуск не допускается. Можно сбрасывать шугу в водосброс или задерживать ее теми же бонами до тепла (сколько там той зимы?) Но радикальным решением проблемы становится только полный ледостав и образование сплошного ледяного покрова. Для этого станция переводится в режим работы "по стоку" и стабилизирует уровень в верхнем бьефе и деривационном канале.

Но сплошной лед несет все те самые статические и динамические тонносилы, с которыми нужно бороться как зимой, так и, особенно, весной, во время ледохода.
Для снижения статического давления перед плотиной во льду режутся траншеи, прилегающие к затворам, работающим зимой и поддержание их в незамерзающем состоянии. Здесь способов много - от египетского пилой и ломом до отбора мощности станции на нагрев и бульбулирование полосы перед плотиной. А потом приходит ледоход.


Ледоход - страшная сила. И дело даже не в в кинетической энергии льда, которая может повредить плотину. Проблема начинается, когда лед смерзается в торосы и карманные айсберги с еще бОльшей мощностью, а потом все эти глыбы устраивают затор где-нибудь на повороте, поднимают уровень - и при почти мгновенном разрушении несутся вниз на гребне паводковой волны. На Корсунь-Шевченковской были случаи, когда лед поднимался и сносил служебный мост поверх плотины.

Для снижения угрозы, лед можно заблаговременно разрезать ледорезной машиной (в сельских условиях деградирующей до санок с мотопилой) на квадраты с диагональю меньше ширины водосброса (экспериментально выяснено, что в условиях Украины для пропуска льда минимальный проход водосброса должен составлять не меньше 10М, а слой воды в водосбросе под льдинами - в полтора раза больше толщины льда). Сначала лед режется вдоль, потом поперек водохранилища. Льдины затем выламываются ломами и сбрасываются через водосброс. В советское время пил было мало, а вот аммонала - много, так что лед кололся зарядами взрывчатки. Методику и расчет количества я здесь приводить не буду, но в советское время это было стандартным решением.

За пару недели до ледохода оповещаются все обитатели ниже по течению и особенно руководство нижестоящих станций оповещается о планируемом сбросе.
За это время проверяется работа затворов, кранов, освещение, связь, состояние сооружений. Составляется план пропуска льда, устанавливается режим дежурств, готовятся вспомогательные команды.

Обследуется лед вверх и вниз по течению, разрезаетсся или раскалывается ледяное поле водохранилища с постепенным сбросом льда в нижний бьеф.
Подготавливается здание ГЭС, если оно может быть затоплено по каким-либо причинам.

Выставляется наблюдение на известных местах образования ледяных заторов для своевременного их разрушения.

На низконапоргых равнинных плотинных ГЭС с значительным ледоходом водосбросы открываются за 2-3 дня до паводка и закрываются после снижения уровня до нормального.

При возможности безопасно задержать лед в верхнем бьефе до его таяния.

За день до спуска воды еще раз предупреждаются все ответственные лица ниже по течению.




Без льда, при паводке ситуация упрощается. Вначале уровень водохранилища снижается через турбины (есть нормативы; если слишком мало - перехлестнет через плотину, если слишком много - плотину может и разрушить прибывающей волной). Льда нет, так что в его роли выступают кусты, деревья и прочие обломки снесенных паводком сараев. Их лучше задержать на подходе, чем выковыривать из водосброса. Отдельный привет любителям земляных дамб, которые одновременно не любят перелива через гребень (с быстрым размывом) и резко увеличивают фильтрацию (с постепенным размывом дамбы) при высоком уровне. Не хотели строить плотину - таскайте мешки с глиной!



Если что, в мирное время она выглядит так:


В общем, в отличие от наглухо зарегулированных больших рек, на малых все гораздо более по-взрослому, чем выглядит со стороны.

Ну и ответный удар - чем станция может ответить окружающему миру?

1. Затопление.
За исключением "чистых" деривационных станций - неизменный признак любой ГЭС. Напор поднимается повышением уровня верхнего бьефа и в равнинных местах после затопления русла реки каждый дополнительный сантиметр напора стоит полуметра ширины. Водохранилише растет вширь намного быстрее, чем в высоту. Нет, иногда может случиться чудо и речка будет протекать по каньону или в узкой долине, но в целом высоких напоров на равнине добиться трудно. Тем более, что местные жители очень неравнодушно относятся к затоплению своих земель ради нескольки сотен киловатт. Поэтому чем меньше ГЭС, тем меньше площадь водохранилища отличается от собственно, русла реки. Некоторые зеленые дополнительно пишут к проблемам затопления еще и парниковые газы, выделяющиеся при разложении органики, но сейчас это значения не имеет (угадайте, почему). К ним же в эротическом походе примыкают этнографы.

Это действительно проблема, но проблема очень неоднозначная. Для многих малых рек характерны сильные колебания уровня вплоть до обмеления к концу лета. Водохранилище (цепочка водохранилищ) позволяет регулировать уровень реки и обеспечивать оседлые породы рыбы стабильным местом обитания. В той же Волчьей щука вот-такая ловится! Кроме того, вода из водохранилища может быть использована на не-энергетические нужды, что в случае с ручейком проблематично. Кроме того, плотинные ГЭС позволяют в определенной степени снижать разрушительное действие паводков Это, конечно, неэкологично, но намного безопаснее.

2. Подтопление. Вот это уже интереснее. Уровень грунтовых вод подымается и кто-то изначально не протестовавший против станции, внезапно обнаруживает, что бутыли с самогоном вместо того, чтобы стоять на полках, свободно плавают по погребу. А луг вдруг превратился в болото и выпасать на нем можно только лягушек. Здесь думать надо было ДО постройки станции и не кроить на геологических исследованиях. В конце концов, если село стоит на гранитной скале, подтопить его будет проблематично.

3. Снижение скорости течения и заиливание водохранилища; изменение флоры и фауны реки. Нуфф сэд. Особенно сэд становится проходной рыбе, неспособной перепрыгнуть плотину. Для понимания ситуации - из "исторических" (читай "всех без исключения") малых и больших ГЭС приличных рыбоходов нет ни на одной. На реконструированных появляются чисто символические, но полноценных нет даже на плотинно-деривационных с автоматическими водосбросными плотинами, где вода большей частью шо так шо так идет в водосброс. Это, кстати, очень важный аспект, куда важнее всех остальных. Из-за рыбы кое-где в европах построить ГЭС сложнее, чем мазутную коптилку с выхлопом "евро-ноль". А из-за отсутствия рыбопроводов в Днепре теперь не водится огромная белуга. Времена такие были - там и люди были расходниками, не то, что рыба.
В то же самое время, для мелких рек опять таки появляется возможность зарыбления водохранилищ более оседлыми и крупными породами рыб.

В прошлом посте я оьращал внимание на то, что затворы малых и мини-ГЭС по высоте могут быть сравнимы с самой плотиной. Так вот, это дало непредусмотренный экологический эффект: при более-менее приличном сбросе рыба попросту перепрыгивает низкую плотину без всяких рыбопроводов.

4. Туристическая ценность. ГЭС необратимо меняют природные пейзажи, портя всю туристическую привлекательность.



Если с горными деривационными станциями я соглашусь - напорные трубопроводы действительно выглядят чудовищно. Ирония в том, что именно в Карпатах сосредоточен наибольший гидропотенциал и именно в Карпатах такие безобидные на равнине деривационные станции могут дать потрясающе отвратительный эффект самим своим существованием.



В то же самое время, хочу заметить, водохранилище с жирными карасями обладает заметным матрасно-туристически-водко-рыболовным потенциалом. Не хуже затопленного карьера, например. И пусть тот, кто считает, что на таких техногенных водоемах нет отдыхающих... попробует разъехаться на подъездной дороге на майских.

5-10-100. Настоящий зеленый найдет еще вагон причин вплоть до разбалтывания земной оси, но эти - ключевые и очевидные. Что на них можно сказать, кроме уже сказанного? Важная особенность именно современного украинского гидростроя в том, что электростанции в большинстве своем не наносят никакого нового экологического ущерба. Очевидно, весь возможный ущерб они нанесли 70 лет назад:) В современных условиях несопоставимо дешевле реконструировать сохранившиеся станции и создавать новые на готовом напорном фронте. Такое вот слияние экологии с экономикой.

https://engineering-ru.livejournal.com/587527.html

(на фото лопасть ветряка: их необходимо не только изготовить, транспортировать (зачастую в труднодоступные районы) и установить, но и по истечении времени жизни (20 лет) демонтировать и утилизировать)

Похоже на отрезвление? На арте (канал немецкофранцузкий "для интеллектуалов") показывают фильм "Е-авто загрязнитель". (Umwelts"under E-Auto?)
Фильм полуторачасовый. Из интересного:
1) Е-мобили требуют на порядок больше редкоземельных элементов чем обычные. Основными потребителями также являются производители фотовольтаики и ветряков. Где добываются эти элементы?
2) Китай, Чили, Боливия, Россия, Африка зачастую архаично. И концерны провозглашающие себя в метрополии "зелеными" там ведут себя совсем иначе. Например концерн Energi (Фра) - дома, во франции он весь в белом. В Чили открыли уголоную электростанцию в 2015м. "Чтобы сберечь рабочие места". От рака легких умирают подростки - но рабочие места важнее.
3) С началом бума Е-авто правительство Франции заказало независимому агенству ADEME сравнение экологичности автомобиля с ДВС и электрического. На агенство оказывалось давление со стороны RENAULT - как только Е-авто проигрывало гонку экологичности - вмешивался бизнес. Но отчет был готов. И в отчете Е-авто не было чистым как надо. С большим трудом все таки это было опубликовано 18 месяцев спустя. А сами аудиторы говорят в открытую, что когда берется в расчет добыча материалов для Е-авто оно становится грязнее ДВС.
4) Норвегия. Е-авто стало религией и религиозные фанатики как диллеры кокаина (так в фильме сказано!) держат свой дом "чистым" являясь 7ми по счету мировыми экспотерами газа и нефти.
5) Фотовольтаику в европе несмотря на многомиллирадные инвестиции отдали в жертву Китаю. Почему?
6) Чтобы не пострадала большая рыба: VW в Китае.
7) Чтобы снизить выбросы СО2 разворачивается возобновлялка. НО: технологии утилизации не налажены. Сейчас надо менять многометровые винты ветряков. Как это делать, кто за это будет платить - пока не знает никто.
8) Т.к. редкоземельные дешевы - часть материала из отходов исчезающе мала. нет запроса на переработку и она не развивается - зачем - если можно купить в Китае?!

Почему это не отрезвление и чего они не сказали:

1) Да, секта электроавто любителей растет. Но уверенность масс, что одна технология заменяет другую продолжает царить. Это как если верить в то, что смартфоны заменят суперкомпьютеры или десктопы. Новые технологии не сменяют старые, а дают выбор. Эта аксиома наблюдается везде: смартфоны, фотовольтаика, электромобили, графены, нанотехнологии.
2) Любое движение, любая идея, переоснащение, переоборудование это выброс СО2. Жизнь вообще - это СО2.
3) Зачем Рено или VW продвигают Е-авто? Неужели они не знают, что это похоронит их потому, что у Китая все козыри? - Нет они это знают, но "американский стиль" ориентировки на краткосрочные цели: мы сейчас через евробюрократов обдерем собственное население под песни "зеленых", а потом хоть трава не расти. Урок с солнечными батареями никого ничему не научил. Автомобильный рынок сегодня это 2трлн евро в год. Это сравнимо с финансовой мощью такой страны как Франция. Вся Франция.
4) Почему поздно? - Механизм запущен. Народ сглотнул. Никому в голову не пришло, что снижение СО2 должно означать не новую навороченную тачку, а собственное снижение уровня жизни. Снижение стоимости общественного транспорта, развитие его структуры, контроль качества образования, внимание к пропагандистским клише. Этого конечно никто не делал. Скорее наоборот.

https://engineering-ru.livejournal.com/587487.html

Сегодня расскажу, как меня вызвали на самолёт, и что из этого получилось.


Приезжаю такой...



- самолёт имени Airbus-320 NEO с двигателями типа-ЛИПа.
Говорят - из двигателя течэ. Ну, смотрю. Прозрачное, бесцветное и воняет - значит, керосин.

Открываю капоты вентилятора. Смотрю внутри - всё идеально сухо. Даже странно. Напрягся на всякий случай.
(кстати, капоты вентилятора на LEAP-1A почти идеальные - здоровые замки, и удобные тяги)

Ладно, найти течь по понятиям не получилось. А если оно всё никак не работает даже кувалдой, надо наконец прочитать инструкцию.
Читать инструкцию в целях поиска дефекта можно с самых разных сторон - можно начинать с документа TSM. А нам в этот раз туда лезть лень, так что мы зайдём к нему сзади - через AMM.
Открываем уже знакомый нам AirN@v и штудируем.
Так...

Это - о просто течах.
А тут... Ага, вот эти ребята. Лимиты на течи на запущенном двигателе.


Вы изучайте, а я пока схожу к двигателю.

Итак, из видосика мы наблюдаем, что никакими 90 каплями в минуту ( = 1,5 капли в секунду ) тут и не пахнет. А струйная течь нам нельзя.
Ну что же - самолёт резко стал AOG.

Извещаем представителя компании. Извещаем ейное MCC
Аэродромная служба весело засыпает свежую керолужу абсорбентом,

бортцех снимает хавку, экипаж сливается на следующий самолёт, удачно оказавшийся в порту на стоянке.

Когда все рассасываются, приезжает тягач буксировать нас на дальний перрон - чтобы не мозолили глаза.
И пока мы ёкаем передней ногой по фонарям,

я вам немного расскажу про дренаж.

Так уж получается, что если что-то торчит изнутри корпуса, а там жидкость, то чтобы она не текла наружу, зазор между деталькой и корпусом агрегата надо уплотнять. Уплотнения бывают разные - получше и похуже. Например, для двигателей CFM56 характерна течь керосина после запуска при низких температурах, начиная примерно с -20..-30 градусов Цельсия. Видимо, какие-то уплотнения замерзают.
Это - норма! И если течь прекращается после пятиминутного прогрева двигателя на малом газе, то такая течь не является дефектом.

Откуда же оно течёт?
Для того, чтобы всякая просачивающаяся через уплотнения херь не скапливалась внутри двигателя или капотов, в разных агрегатах предусмотрены дренажи. То есть, если топливный или гидравлический насос присоединён к коробке приводов агрегатов, то организуется полость между фланцами насоса и коробки. Что и с какой бы стороны ни просочилось через уплотнение вала, оно попадает в эту полость. Из полости снизу выводится трубочка. И подходит она к дренажному насадку внизу двигателя.

Как видим, именно из этого насадка и проистекал керосин.

Теперь определимся, из какого агрегата случилась конфузия. Для этого я вам ещё раз клюну в мозг.

На двигателе LEAP-1A существуют три дренажа.

Хотя так как из них больших - два, то они нам наиболее интересны.

Как видим, к каждому из насадков подходят дренажи разных агрегатов.
Дренажный насадок горячей части наиболее страшен.

Каждая трубочка от агрегатов выходит в свою дырочку.

Тот же принцип реализован и в переднем насадке - вентиляторном.

Для ускорения поиска виновного агрегата дырочки на насадке подписаны.

И вот тут мы понимаем, зачем я ходил к работающему двигателю. Чтобы посмотреть, из какой именно дырочки течёт.

А текло у нас из дырочки с надписью FUEL PUMP (топливный насос).
Значит, его и надо менять.

А пока этот чудесный агрегат путешествует небом в наш аэроклуб, я вам ещё раз клюну в мозг.

Итак, зачем нам в двигателе топливный насос, и как он устроен в нашем случае?
Ну, тут всё просто. В топливной системе двигателя LEAP-1A

главный топливный насос (Main Fuel Pump = MFP) получает топливо из самолётного бака, и увеличивает его давление двумя ступенями.

После центробежной ступени топливо отправляется к топливомасляному радиатору (ТМР по-русски или МПХ MHX по-английски). Где нагревается, охлаждая масло.
А вторая ступень, шестерённая, повышает давление ещё больше, отправляя топливо к фильтру и далее на регулирование в целях подачи в камеру сгорания.

Приводится насос от вала компрессора высокого давления

через коробку приводов агрегатов.

(вид со стороны двигателя)

Регулирование топливоподачи к форсункам камеры сгорания происходит в агрегате FMU (Fuel Metering Unit = Топливорегулятор).


Тут я не буду глубоко вдаваться, так как уже пора менять насос.

Скажу лишь, что FMU воспринимает электрические сигналы от блока управления двигателем, находящегося на корпусе вентилятора. И с помощью клапанов регулирует давление или расход топлива.

Наконец приехал насос, так что поехали на матчасть причинять добро.

Открыв капот, изумляемся.


Дренажные трубки горячей части двигателя

(мы к ним в этот раз не имели доступа, так как не открывали капоты реверса).

Изученные нами топливные агрегаты находятся в самых неожиданных местах:



1 - наш топливный насос,
2 - FMU,
3 - гидравлический фильтр линии кольцевания корпуса гидронасоса,
4 - детекторы перегрева/пожара зоны коробки приводов.


5 - топливный фильтр.


А вот и причина засора - насос.


В отличие от CFM56, менять его тут - сплошное удовольствие.

Слейте керос, ага. Только он всё равно потом польётся, сколько ты ни сливай.
Ну ладно, сливаем керос из дренажных отверстий.


Потом надо открутить четыре фланца о четырёх винтах каждый.


Между каждым фланцем шланга и корпусом насоса имеется специально обученная прокладочка.


Она двусторонняя, и на каждой стороне одинаковая - там есть завулканизированная или каким-то ещё противоестественным образом закреплённая резиновая прокладка в проточке металлической пластины.


Когда все фланцы отсоединены и керосин вытек в поддон и на перрон, надо установить стойку.

Чтобы не напрягаться в эти 16 кг насоса.
Но мы ведь живём в России, так что её нам заменяет третий человек.

Откручиваем пять винтов крепления фланца насоса к коробке, тянем-потянем...
и с знакомым каждому взрослому звуком

"охтыж..." насос вылезает из коробки приводов
и мягко падает ровно в заботливо и точно установленный на бетоне поддон.


Валик уплотняется колечком ровно так же, как это обычно делает стартер.


Установка исправного насоса проходит в обратном порядке, включая новые резинки.


После замены запуск двигателя не требуется, можно обойтись только холодной прокруткой.


Самолёт исправен радовать новых пассажиров.

P. S.
А ещё вы можете посмотреть видосик производителя про замену топливного фильтра. Сухого. Без керосина. У него там даже ничего не льётся по рукам и вентилятору. Как я ржал, как же я ржал...

https://engineering-ru.livejournal.com/587225.html

Строительство - штука несправедливая. Шанс создания по-настоящему авторского проекта выпадает очень редко. Такого проекта, чтоб и через поколения обычный горожанин показывал гостю: "смотри, это мост Отаковского". Куда чаще приходится проектировать не менее сложные и не менее нужные, но, увы, однообразные сооружения. И в лучшем случае старания архитектора запомнят "таким-то стилем" или "такой-то эпохой", а в худшем - еще и обзовут метким и неприятным прозвищем, напрочь забыв, в каких условиях приходилось работать. К чему это я? Колхозная ГЭС - это тонкое издевательство над чувствами амбициозного архитектора. В эпоху, когда все глаза смотрят на тот же Днепрогэс, на новаторские "соцгорода", на вводимые в работу заводы-гиганты - ну, хорошо, что не коровник. вот вам динамка на ремне от мельницы, отвалите и не мешайте пить. Но если взглянуть повнимательнее - она же дает возможности, которых лишены архитекторы крупных проектов. Лишены не только ресурсами, но и самой природой.

Да, здесь смешные (часто) напоры и небольшие мощности. Но зато широчайшее пространство для идей.

Каменная плотина? Можно. Бетон? Тоже вариант. Дерево? И из дерева можно. Даже без единого гвоздя. Маленький Днепрогэс со струями по всем лоткам? Или поток в водобойном колодце? Какой формы? А машзал? У плотины или подальше? И так далее




-Видел когда-нибудь такие плотины?
-Они построили плотину, но она не поместилась и ее сжали в гармошку?
-Ну, в целом именно так и было. Нужна была длинная плотина, но она не поместилась и ее построили гармошкой.
-ЗАЧЕМ?
-ВОДОСБРОС! Плотина переливная. для заданных объемов водосброса она должна быть вот такой длины. Днепрогэс вон тоже не поместился - видел, как скрутило?:)

Так вот, на большой ГЭС подобная форма ну не то, что невозможна, но крайне проблематична - обратный угол не особо устойчив к давлению. Но здесь прочности бетона хватит для такой необычной формы. И примерно так обстоят дела со всеми компонентами маленьких станций. Поэтому они даже более разнообразны, чем большие. Вот и посмотрим, из чего же они состоят.



Что же нужно для работы ГЭС? Плотина? Да далась вам та плотина? Что, жить без нее тошно? А строить ее кто будет? "В свободное от работы время"? Тем более, что ГЭС можно построить и без плотины. Так, любители "свободнопоточных турбин", мудаки и члены "гринписа" - свалите, пожалуйста к принимающей ваши убеждения матери; тут о серьезных вещах говорится. И генератор на кукурузер верните - он тут и на возбудитель не пригоден.

Я в прошлом посте уже писал - для работы нужен напор, расход и турбина. Плотины в этом списке нет. Потому, что это один из способов создать напор на ровном месте. А можно, например, взять воду выше по течению, провести ее каналом или трубой ниже - и получить напор. Или спрямить русло - и тоже получить напор. А еще можно соединить две реки на разной высоте - и снова получить напор. Пару-тройку метров на равнине и пару-тройку сотен - в горах. Учитывая, что небольшие плотины могут иметь сравнимую высоту - вариант становится вполне рабочим.

Это будет так называемая "деривационная станция". Конечно, какой-нибудь ручеек можно целиком забрать в трубу, но отвод позволяет более или менее сохранить экологическое состояние реки (если не отбирать слишком уж значительную часть стока), позволяет использовать реку слишком полноводную для постройки плотины (опять же соколецкий комплекс - перегородить весь Южный Буг хозяин мельницы не мог, но на деривационном канале - вон сколько всего построил)!





Это ведь не весь Южный Буг, правда?


Или Букская ГЭС. Наглядный пример "плотинно-деривационной" станции. То есть, у станции есть небольшая плотина и деривационный канал, дополнительно увеличиваюий напор.



Это сама плотина да, я ее постил, но кадров с ней отснял мало, а упоминаю часто.


Это деривационный канал, пробитый в граните и укрепленный бетоном. Спутниковое фото показывает, насколько он длинный - километра полтора.


Аванкамера и машзал сильно разрушены, так что обойдемся без них. Но сама схема понятна - машзал может находиться в километрах от плотины.

Да, канал узкий и мелкий, расход символический - но 30 метров напора давали около 600 КВт.

Но это все-таки отдельное явление. Чаще канал все-таки копают и иногда - укрепляют камнями или бетониумом - чисто на всякий случай, чтоб канал в овраг не превратился. Отмечу, что эта цель была достигнута - даже на брошенных станциях деривационные каналы чаще заилены, чем самоуглублены.

В принципе, можно обойтись и без канала - построив лоток или акведук, но я таких еще не видел и о мощностях судить не могу, хотя и считаю это удовлетворением инженерного желания за счет общества. Так что отметим, что они могут быть каменными, бетониумными или деревянными и перейдем к постоянному спутнику мини-ГЭС - ТРУБОПРОВОДАМ.

Трубопровод - штука скучная, но очень технологичная. Станции на деривационных трубопроводах не живописны и, в общем-то, неинтересны - внешне. Но зачастую весьма впечатляют по характеристикам. Дело в том, что трубопровод может быть не только безнапорным (то есть, быть чем-то вроде перекрытого сверху канала), но и напорным, по которому вода течет под давлением. Рожэаш, да. И в зависимости от "аш" инженер может использовать самые разные трубы - стальные, бетонные, деревянные, пластиковые - лишь бы выдержали. А теперь представьте, насколько сложной будет плотина в несколько десятков метров - и сравните с трубами, которые еще и выпускаются серийно!
Но да, трубы скучны, уродуют пейзажи и не пользуются любовью аборигенов. Даже на самых красивых станциях.

Это Теребле-Рицкая ГЭС со стороны Рики. Станция стоит на двух реках одновременно - На Теребле плотина и на Рике - машзал. И ТРУБА между ними.


Начинаются трубы напорным бассейном с защитными решетками, аванкамерой, затворами и дополнительным водосбросом.
Защитные решетки - понятно - задерживают крупный мусор и не дают забить трубу или агрегат. К ним мы вернемся позже. Затвор перекрывает воду в трубопровод. Здесь он может быть простейшим щитовым - ни достойного давления, ни вакуума ему держать не надо. А как же "минус рожэаш"? А для него после затвора ставится воздухозаборник, не дающий создать вакуум в перекрытой трубе.

Если же трубопровод очень длинный и очень мощный, если произведение длины на поток оказывается больше 15 напоров, то в системе потребуется еще и уравнительный резервуар. Если коротко, то это такая водонапорная башня, сглаживающая колебания напора вообще и гидроудар в частности. Ну то есть по сути это водонапорная башня, но технически это может быть и дополнительная труба, проложенная рядом с напорными.




Но, конечно же, символом гидроэнергетики стали не каналы и трубы деривации, а плотины. Перегораживаем речку, вода поднимается и течет в агрегат. Все просто? Не все. Плотина все-таки перегораживает речку, вызывая сердечные приступы у "зеленых" (с которыми мы будем разбираться в следующий раз) и затопление... да много чего. И если для условного ДнепроГЭСа можно долбануть по документу круглой печатью "итить расселить", то инженера, предложившего затопить любимую скамеечку на берегу и похороненного котика сельчане могут и не понять. Причем, в первые годы строительства - не понять очень активно и доходчиво. В общем, с приличными напорами на плотинных малых гэс ситуация... сложная. Поэтому, по возможности инженеры старались не затапливать пойму реки, а только поднимать уровень более-менее в пределах русла. Что давало никакие напоры и весьма унылые киловатты. Ну или тянуть деривационный канал в надежде, что напор поднимется и без плотины.

Я не буду дополнительно грузить типами плотин и просто скажу, что в малой энергетике рулят и решают гравитационные плотины. То есть, тяжелые, грубые и надежные сооружения, удерживающие воду исключительно своей массой. Сверхлегкие, типа щитов с подпорками и прочей экзотики по-хорошему не вылазят за свой десяток киловатт наномощностей, а арочные - ну можно, но даже самый честолюбивый Инженер рассчитывать арку там, где можно обойтись гравитационной плотиной или просто трубой - не станет.

Итак, плотина.

Простейший вариант, доступный повсеместно - это, конечно же земляная дамба. Строится египетским методом без применения каких-либо наворотов и умствований. Единственная важная деталь - хотя бы напорная (мокрая) сторона дамбы должна быть хотя бы относительно водонепроницаемой. Просто? Но лажали на таких дамбах в первую волну так, что иногда потери на фильтрацию (то есть утечку воды сквзь саму дамбу) превышали полезный расход. Короче говоря, глины и суглинки это хорошо и хотя бы напорный фронт должен состоять из них. А сверху по-хорошему и каменная заделка не повредит - чтобы волнами и вылазящими после купания детьми не размыло.

Земляная дамба. 1-защитный слой, 2-слой глины, 3-укрепление сетками с камнем, 4-посев трав, 5-линия фильтрации, 6-противофильтрационная призма.



А вообще, если есть камни, бетон, глина, лысые черти - дамба становится почти полноценной плотиной. Правда и требования к конструкции возрастают.

Плотина из каменной насыпи (2) с глинобетонным экраном (1)


Плотина из каменной насыпи. 1-цементационный экран, 2-бетонный зуб, 3-каменная насыпь, 4-экран из железобетонных плит, 5-сухая кладка.


Но у дамбы есть фатальный недостаток. Дамбы очень неустойчивы к переливу через гребень, например, при паводке, что требует более серьезных водосбросов. В смысле, многие плотины не любят перелива, но для дамб он особенно разрушителен. Это без учета огромных объемов дамбы, фильтрации воды сквозь тело, сложности установки водосброса (вода стремится пройти на границе между дамбой и конструкцией водосброса. Но зато ее можно построить в прямом смысле из говна и палок. А еще чаще, дамбы уже есть - для создания водохранилищ, прудов, отстойников и прочих не-энергетических водоемов. И к этим водоемам вполне можно прицепить тот же самый сифонный гидроагрегат - и снимать сотни киловатт на ровном не очень ровном месте.

Дамба Зеленоярской ГЭС. Контейнер слева от ЛЭП - машзал. Справа - это все дамба, перегораживающая очень небольшую речку.


Но для электростанции все-таки лучше полноценная плотина. Из всеми любимого бетона. Такой вот Днепрогэс в миниатюре.





Если точнее, это будет называться "водосбросной плотиной автоматического действия". Смысл в том, что при превышении уровня вода просто переливается через гребень плотины и стекает по лоткам водосброса.

Это не всегда удобно и почти всегда дорого, так что водосбросные плотины часто оснащаются подъемными затворами.

Бетонная плотина может быть и "глухой", через гребень которой вода не должна переливаться ни в коем случае. В этом случае водосброс строится отдельным сооружением.



Плотины, сложенные из камня я изначально упоминать не хотел - трудоемкость каменной кладки и требовательность к квалификации строителей казались мне запредельными. Но экспедиционные исследования показали, что каменные плотины встречатся не реже бетонных и часто соседствуют с земляными дамбами.

Плотина ГЭС Полонисте. Как раз сочетание дамбы и каменной водосбросной части. Да, машзала не видно, он в сотне метров на деривационном канале:)


Перегоновка. Бетон и каменная кладка.


Относительно же деревянных плотин, лотков и трубопроводов - упоминания я встречал, но вживую не видел. Не для наших степей такое удовольствие... Может быть, в Карпатах во вторую волну они и были, но что было, то паводками унесло.

Ну так вот, водосброс. Вечный персонаж самых эффектных кадров на тему "Гидроэнергетика". Вода, пенящаяся в лотках плотины или бурлящая в канале, или вылетающая из подводной трубы - это всегда впечатляет. И если на зарегулированном в ноль Днепре холостой сброс воды даже через один лоток - это Событие, то на малых ГЭС скачки уровня по-прежнему более, чем заметны. Так что водопропускные сооружения должны быть всегда в полной готовности.

Вроде бы, самое простое - это переливная плотина. Вроде бы. Вода переливается через гребень и - что? Вот там под водой нижнего бьефа скрывается самая хитрая часть плотины. Воду ведь недостаточно перелить. "Капля камень точит" и бетон, если поток вдруг начнет падать прямо под основу плотины, долго не продержится. Помните? Напор и расход. В водосбросе они тоже работают - над разрушением плотины. Поэтому поток из лотков водосброса нужно замедлить, ослабить и увести как можно дальше от тела плотины. Например, длинным длинным бетонным водобоем с зубами, разрывающими и тормозящими поток. Или трамплином, если напор позволяет забросить воду подальше от плотины.



Но простая переливная плотина неуправляема. Вот никак - уровень поднялся - и потекло. Это полезно в случае частичного использования энергии реки - что нужно, забирает электростанция; остальное стекает сводобно.

Петрашевская ГЭС.


Гальжбиевская ГЭС. Машзал снова далеко вниз по течению.


Кстати, обе станции уже сработали свои водохранилища, так что свободно не стекает ничего.

Если же за генерацию браться всерьез, то инженеру понадобятся управляемые затворы.

Плоский. Знакомые по "Днепрогэсу" металлические щиты в пазах бетонных быков плотины. Например, на Корсунь-Шевченковской. Простые и надежные, они требуют довольно мощного подъемного крана для, собстна, подъема. Дело в том, что напор, пусть и небольшой, прижимает затвор к пазу, добавляя сопротивление движению.

Корсунь-Шевченковская станция.


Полонисте. Отлично пригнанный затвор.


Гальжбиевская. Протекает:( Да, плотина автоматическая, но затвор сброса есть - на случай пропуска паводка, превышающего мощность водосброса плотины. Высота затвора в этом случает чуть выше гребня водосбросной части плотины и в норме не перехлестывается. Так тоже можно.


Васильковская.


И все было бы хорошо, но на малых ГЭС встречаются и деревянные затворы! Увы, мне они попадались на полузаброшенных станциях, но Рыбак собственными глазами видел на работающей.

Дмитренковская


Важная деталь: Обратите внимание на соотношение размеров затвора и самой плотины. Это упрощает и удешевляет строительство и дает забавный экологический эффект, явно изначально не предусмотренный.

Сегментный. Знаком по Братской ГЭС (я, кажется, говорил, о возможностях, которых нет у "серьезных" инженеров?) Поскольку он поворачивается на оси, крану достаточно поднять только сам затвор; давление воды дополнительного сопротивления не оказывает.

Яворская ГЭС



Кстати говоря, в Last of us есть квест на прохождение (скорее всего) подпорной плотины в нижнем бьефе на небольшой ГЭС. Но затворы там страаанные. Даже не знаю, что бы это значило.



Шандоры. Просто, весомо, грубо и зримо. Щитовой затвор из говна и палок. Используется повсеместно во время ремонтов в качестве временной меры.





Что здесь важно? Тщательный расчет и прямые руки. потери через затвор не должны превышать поток воды в турбине. Если инженер неспособен это обеспечить, стоит задуматься о переливной плотине (дешевле) или одном, но качественном водосбросе с качественным затвором. Или о том и другом сразу.

Управляемость этих затворов весьма относительна. Грубо говоря, они могут быть открыты или закрыты. На промежуточных положениях поток - правильно, может разъесть затворы и гребень плотины. Теоретически. Практически, при небольших расходах можно и приоткрывать затвор... Правда, есть и другие - секторные, цилиндрические, даже надувные и одноразовые! И некоторые из них нормально работают на частичном открытии. Но, насколько я могу судить, в наших краях это экзотика. Вот и полевой выезд ничего такого не обнаружил.

А теперь все вместе! Водосброс должен обеспечить в первую очередь прохождение паводка. В отличие от больших и зарегулированных рек, паводок на малых реках легко уравнивает уровни верхнего и нижнего бьефов - и при небольшом напоре поток получается чудовищный. И весь этот поток должен пройти через водосброс!

Хорошо, когда русло реки широкое и Инженеру разрешили затопить пойму - поднял затворы, и вода пошла. А если русло узкое? И такой поток просто разнесет узкий водосброс, повредит плотину и затопит все, что затапливать не предполагалось. Можно изогнуть плотину, как Днепрогэс (да, плотина гравитационная; изгиб нужен исключительно для удлинения водосбросной части!). Можно сжать гармошкой, как Васильковскую (напоры позволяют). Это уменьшит поток-на-погонный-метр плотины и она устоит. Или же придется строить мощный береговой водосброс. Все, как у взрослых!

Кстати, обратите внимание, части плотины разделены длинными стенами. "капля камень точит", так что поток воды лучше отделить от других частей станции.


Кажется, что-то забылось? Ага, воду еще нужно как-то подать в турбину. Здесь сложностей немного. Обычно строится небольшой напорный бассейн, в котором поток успокаивается и направляется в трубопровод(ы). Каждый трубопровод отделяется быками с управляемым затвором и пазами для шандоров и начинается мусорозащитной решеткой. В общем-то просто, пока Инженер не сталкивается с гидродинамикой и физиологией. Внезапно, каждое дополнительное сооружение оказывает сопротивление потоку.



Особенно решетка, которую, кстати, нужно еще и как-то чистить! В общем, еще одна важная, хоть и невзрачная часть электростанции.



А дальше - регулирующий затвор и турбина!

https://engineering-ru.livejournal.com/586950.html

Не только лишь все знают, что оптика - дело тонкое. И точное. Но мало кто представляет себе насколько точное.


На картинке вы можете наблюдать зеркально-линзовый ( катадиоптрический ) объектив МС Рубинар 300/4,5. Почему именно он? Одна неназванная организация выбрала это изделие для создания оптико-электронного модуля в своём кубсате 3U. Понятно, что взрослые дяди для своих спутников строят специальные телескопы, а что делать тем у кого бюджет совсем печальный? Надо как то выкручиваться.
Зеркально-линзовый - это когда в конструкции использованы и линзы, и зеркала. Вот такая оптическая схема.



Очень удобно - фокусное расстояние растёт быстро, а габариты - нет. Конечно у такой схемы есть свои недостатки, но где их нет? Здесь же плюсы очевидны - в габарит 100х80 мм затолкали 300 мм фокусного расстояния. Для примера Nikon Nikkor AF-S 300/4 имеет размеры 150x90 мм. Вроде бы небольшая разница, но если у вас ВЕСЬ спутник длиной 300 мм? И вот здесь мы постепенно приближаемся к сути вопроса.

Спутники сейчас строят с повальным использованием композитов. Оптико-электронные конструкции практически полностью композитные, исключая конечно из этого собственно оптические элементы - там всякие ситаллы и зеродуры. Почему композитные? Конечно же вес, прочность. Оригинальный Рубинар 300/4,5 весит 700 г. Вот такой кадавр из углепластика, использующий оптические элементы оригинала МС Рубинар весит 320 г.


Да, у оригинала лапка для крепления на штатив, фокусировочный механизм и прочее ненужное для конктретно этого применения. Но тем не менее сэкономить 40% веса можно просто заменив металлические элементы на композитные.

Но есть ещё одна крайне важная характеристика - температурная размеростабильность. Говоря простым языком - при изменениях температуры тело сохраняет свои геометрические размеры. Да, именно ситаллы и зеродуры из которых изготовлены оптические элементы, у которых размеростабильность почти абсолютная. Но все эти линзы и зеркала закреплены в каких то корпусах, они же не висят в простанстве сами по себе?

И вот здесь начинается самое интересное.
Температурное удлинение элемента можно посчитать по формуле: ΔL = L * α * ( T – T₀ ), где:
L - начальная длина элемента
α - коэффициент линейного расширения ( КТЛР )
Т - температура конечная
T₀ - температура начальная.

Примем длину корпуса объектива в 100 мм. КТЛР алюминия ( средний по больнице ) - 23,5 * 10^-6
Для разницы температур в 30 градусов ( начальная 20, конечная 50 ) получим: 100* 23,5 * 10^-6* (50-20) = 0,071 мм.
Алюминиевый корпус объектива удлинился на 0,071 мм.

А теперь заменим алюминий на углепластик, у которого КТЛР ( средний по больнице ) - 1,5 * 10^-6
100* 1,5 * 10^-6* (50-20) = 0,005 мм.

Разница заметна? Да. грубо говоря отличается на порядок.
Казалось бы совсем на немного удлинилось, всего семь соток, но что это значит для качества изображения? Переходим к простейшей геометрической оптике. Никаких дифракционных пределов, кружков Эйри и прочего, банальнейшая геометрия треугольников - огромная благодарность коллеге pentajazz за консультации.



Диаметр задней линзы объектива 25 мм. Расстояние до датчика ( сенсора, матрицы ) 40 мм. Размер пикселя ~0,006 мм - опять таки среднее по больнице для 24 МП матрицы в формате 35х24 мм.

Угол при вершине конуса падения света на матрицу α = 17,35^o ( полный угол 34,7^o ).
Принимаем допустимый кружек рассеяния диаметром (F) 2 пикселя: 0,006 * 2 = 0,012 мм, это 4 пикселя по площади.
D – допустимая дистанция расфокусировки. D = 0,5 * F / tan ( α ). tan ( α ) = 0,3124. D = 0,012 * 0,5 / 0,3124 = 0,0192
Отсюда видно, что расфокусировка оптической системы в углепластиковом корпусе на 0,005 мм почти в 4 раза меньше допустимой 0.0192 мм.

При расфокусировке системы в алюминиевом корпусе ( 0,071 мм ) кружок рассеивания будет иметь размер 0.5 * F = D * tan ( α ) = 0.071 * 0.3124 = 0,044 мм, что дает линейное падение разрешения в 2,3 раза.

А если вы решили в целях экономии использовать в качестве сенсора матрицу мЕньшего размера, к примеру 24 МП кроп-фактора 1,5, то в ней размер пикселя составляет ~0,004 мм и падение разрешения при расфокусировке составит 5,5 раза.

Когда вы пользуетесь объективом в обычных условиях, то перепад температур редко бывает больше 10-15 градусов. Хотя астрофотографы жалуются, им приходится часами ждать пока камера и объектив примут температуру окружающей среды и перестанут изменять свои размеры.
А вот в космосе, при переходе из теневой стороны на солнечную градиент температур достигает тех самых 30-40 градусов, не учитывать которых уже не получится.


Plot of the CubeSat temperature during the first 154 days on orbit (image credit: ÅAC Microtec)

Да, взрослые мальчики терморегулируют свои спутники разными изощрёнными способами, но представить себе такую систему в кубсате, с его бюджетом электрической мощности в 12-15 Вт?

Так что оптика - дело тонкое. И ОЧЕНЬ точное.

Оригинал записи находится здесь.

https://engineering-ru.livejournal.com/586499.html

Без чего не может быть гидроэлектростанции? Без плотины? Может! Вот без турбины - сложнее, а без генератора совсем невозможно. Говорят, солнечные научились делать на прямом преобразовании и термоэлектро - но на смешные мощности. Кажется, можно и с водой так, например, МГД-генератором, но есть проблема: Во-первых, вода электропроводна разве что по сравнению с деревом, а во-вторых, требуются основательные скорости потока и ТАКИЕ магнитные поля... в общем, даже коммунистам такая генерация не далась. Пришлось пользоваться доступными решениями, а они почти все, по крайней мере, концептуально, уже были известны.


Собственно, во-первых, любая электрическая машина (а генератор - это электрическая машина) сводится к единому принципу: "катушка вращается в магнитном поле". Ну или наоборот - в зависимости от того, что конструктору удобнее вращать. Принцип один, а вот реализации его разнообразны.


А во-вторых, электрические машины обратимы. В нашем случае, если подключить генератор к внешнему источнику электроэнергии, он перейдет в режим двигателя. И наоборот, если вращать любой электродвигатель, он может перейти в режим генератора. По обоим пунктам есть куча тонкостей, но в целом дела обстоят именно так. Почему же существуют отдельно двигатели и отдельно - генераторы? Потому, что специализация. Генератор будет согласован по оборотам и мощности с турбиной, рассчитан под климатические и другие условия, снабжен необходимыми датчиками и контурами управления, оснащен возбудителем или самовозбуждением (потом, потом), может иметь устройства для стабилизации частоты и т.п. Двигатель тоже рассчитан под свои условия, может иметь другую конфигурацию магнитного поля, какие-нибудь пусковые обмотки, ну и обороты у него далеки от выдаваемых турбиной. Тем не менее, для малой гидроэнергетики возможность подобной конверсии очень важна потому, что специализированные гидрогенераторы стоят очень негуманно и зачастую требуют еще и высокого инженерного уровня самой станции. Двигатели в этом смысле намного доступнее, а сотню-другую киловатт можно передать простым ремнем.

Итак, электрические генераторы. Здесь я обойдусь без картинок; внешне они все равно похожи (все электрические машины издалека похожи:), а вот в сборе гидроагрегата с турбиной и обвесом - покажу, там хотя бы компоновка и размеры меняются. Вот и полюбуемся.


Генераторы на постоянных магнитах (устар. - "магнето"). Исторически первые и получившие популярность в последнее время. Но так и не ставшие "альфой и омегой":)


+ Очень просты и надежны.

+ Способны работать полностью автономно.

+ Нет расходников.

- Мощные постоянные магниты появились недавно.

- Относительно дороги

- При большой мощности сложны в обслуживании из-за сильного магнитного поля

- Практически неуправляемы; единственная возможная регулировка - частота вращения вала. Да, есть экземпляры с катушками размагничивания, но они сочетают в себе сложное управление, высокую цену и ... в общем, очень на большого любителя.

Да, да, на лисапеде не "динамка", а "магнето":) И на мопеде, мотоцикле и мотопиле тоже "магнето". И пусть старые автослесари ругаются, что магнето может быть только высоковольтным - теперь это их персональные проблемы!
В энергетике(но не на транспорте, откуда магнето изгнать так и не удалось) долгое время были на вторых-третьих-энных ролях; современный рассвет генераторов на постоянных магнитах связан с появлением "Двойного Преобразования", в смысле мощной силовой электроники, позволяющей выпрямить сгенерированный ток любого качества и потом инвертировать его в идеально-стандартный. Это сильно снижает КПД электростанции, но также снижает и требования к инженеру, из-за чего популярно среди пионеров и приравнянных к ним по уровню бестолковости. Да, да, электростанция "на инверторе" - это откровенно пионерская* конструкция, вне зависимости от мощности. Серьезные дядьки генерируют напрямую.
*Плохого в этом ничего нет; это простая и законченная конструкция - просто ее эффективность заметно ниже возможной, а срок окупаемости дольше.


Генератор постоянного тока (устар. - "динамо"). Ранее - основа энергетики; после проигрыша войны токов - вспомогательные машины для возбуждения основных генераторов.


+ Способны выдавать большие мощности.

+ Способны работать совместно.

+ Управляемы изменением тока обмотки возбуждения.

+ Способны запускаться автономно.

+ Значительная часть силового оборудования работает на постоянном токе.

- Сложный и требующий квалифицированного обслуживания коллектор.

- Весь ток нагрузки идет через коллектор и щетки (через подвижный контакт; если коротко, то это сложно и неудобно).

- Генерирует радио и сетевые помехи.

- Регулярная замена щеток.

- Постоянный ток сложно трансформировать для передачи.


В общем да, "динамка" к динамо-машине отношения не имеет.
Для динамо-машин эра в большой энергетике закончилась. Сложный и требовательный коллекторный узел по нынешним временам - приговор, а без него генератор превратится в генератор переменного тока:)
Последние уцелевшие экземпляры могут встретиться на очень старых электростанциях в качестве вспомогательных машин и на старых производствах в качестве генераторов для мощных машин постоянного тока.

Здесь я сделаю исключение - Динамо-машины все-таки своеобразная техника.



Это НЕ гидрогенератор. Это генератор для питания тяговых двигателей. Мотор-генератор, если точнее. "Умформер" на стероидах. Несмотря на завершение "войны токов", большинство управляемых двигателей работали на постоянном токе. И управлялись мотор-генераторами разного размера - аж до совсем недавних лет, когда появилось ... естественно, Двойное Преобразование. Так что это - живое ископаемое, практически.


Синхронный генератор переменного тока (устар. - "альтернатор"). Собственно, альфа и омега современной большой энергетики, а также наиболее мощной части малой.


+ Относительно простые (нет коллектора; через щетки передается только ток возбуждения, а это от 0,2 до 5% мощности - для генераторов именно малых ГЭС).

+ Способны выдавать большие мощности.

+ Способны работать совместно.

+ Управляемы изменением тока обмотки возбуждения.

+ Вся большая энергетика работает на переменном токе.

- Требует точной стабилизации напряжения и частоты

- Регулярная замена щеток.

- Могут генерировать радиопомехи.

- Не может запуститься сам; требует внешнего возбуждения. То есть, на ротор нужно подавать постоянный ток (“ток возбуждения”), который раньше генерировался прицепленной к агрегату или отдельно стоящей динамо-машиной. Понятно, что сейчас вариантов гораздо больше. Но проблема необходимости дополнительного источника постоянного тока остается.


Несмотря на все свои преимущества, в малой энергетике роль "альтернаторов" не столь однозначна. Понятно, что на мегаваттных мощностях альтернатив нет (а вот комплектные гидроагрегаты с обвесом и системами управления - есть!), но вот на меньших - вопрос становится сложным. Сложность управления, сложность самой системы и требования к квалификации персонала сильно превышают полезный эффект от всей станции:) Так что многие предпочли бы агрегат с кнопкой "Работай!" и лампочкой "Работаю!" (и почему мне эхом слышится "Двойное Преобразование"?..)


Асинхронный генератор (устар. - “индукционный”). Популярность получил совсем недавно; незадолго до появления мощных магнитов и с тех пор делит нишу до-мегаваттных мощностей с генераторами на постоянных магнитах. Самый примитивный и самый неоднозначный.


+ Очень простой, дешевый и надежный.

+ При работе "на энергосистему" не требует вообще никакой стабилизации (!!!!!)

+ Может быть частично управляемым при наличии "фазного ротора" (используется в мощных агрегатах)

+ Может запуститься сам без внешнего возбуждения (не без хитростей, но может; впрочем, дома можете и не пробовать:).

+ Может быть изготовлен из доступного асинхронного двигателя (буквально подножного - вот любой сбежавший со свалки трехфазный мотор сгодится!).

- Отвратительные характеристики при автономной работе. Возможно, худший из существующих генераторов.

- Требует мощных, примерно на полную мощность генератора, конденсаторных батарей для самозапуска и для компенсации просто чудовищного потребления “реактивной мощности” из сети. И еще немного - если нагрузка тоже потребляет эту самую реактивную мощность. Если вкратце, это очень неприятно энергетикам - у них и так подобных потребителей больше половины.

Вот здесь в углу шкафа стоит батарея для примерно 120-КВт генератора Васильковской ГЭС. Заодно оцените количество "мозгов" для управления станцией:) В основном шкаф состоит из выключателей.



Зато эти самые батареи можно сдавать энергетикам в аренду, пока генератор стоит. Им эти батареи поценнее генератора будут.


- При работе "на энергосистему" стабилизируется за счет этой самой энергосистемы. То есть, энергосистема должна быть намного мощнее всех асинхронных установок, вместе взятых.



Генератор-мечта для "зеленого тарифа". Не нужны никакие сложные затворы и управляющие лопатки, никакие электрогидравлические регуляторы - достаточно просто поднять лебедкой затвор, пустить воду в турбину - и ток пойдет и будет красивым, синусоидальным и синхронизированным с сетью. Вот для автономной работы все намного неприятнее; нагрузочные характеристики у асинхронника даже не "печальные", а "крайне депрессивные". Но Двойное Преобразование всегда готово придти на помощь!:)



В силу небольшой мощности, на малых ГЭС можно встретить любой из генераторов, но в целом можно примерно разделить так:
Более мегаватта - в основном синхронные гидрогенераторы.

Менее мегаватта - синхронные гидрогенераторы остаются в более мощном сегменте, но здесь их начинают теснить как универсальные синхронные генераторы (в том числе дизельные, транспортные и т.п.), так и асинхронные (из трехфазных двигателей) и с постоянными магнитами (в основном - специально изготовленными в генераторном исполнении).

Менее 100 киловатт - асинхронные генераторы и генераторы с постоянными магнитами вытеснили все альтернативы.

Микро и нано-мощности (единицы и десятки киловатт мощности) - генераторы на постоянных магнитах; иногда - в виде готовых капсульных или контейнерных решений; часто - конверсионные из электромоторов; иногда - асинхронные, тоже из электромоторов. Но это уже конструкции для канала “из говна и палок”.


Генератор нужно вращать и обычно это делается турбиной. Можно, конечно и водяным колесом, которое тоже можно признать "турбиной курильщика", но в основном используются все-таки полноценные турбины.

Ну, во-первых, пропеллерные или "полуКаплан". Они используются на напорах до 60 метров (а это два Днепрогэса, если что). Очень простые и напоминающие даже не слишком большой вентилятор. Эффективны только в узком диапазоне скоростей и расходов воды. Неуправляемы Управляются внешними заслонками и не требуют сложных форм агрегата, за что и любимы.

Пропеллерная турбина на 330 КВт



Поворотно-лопастные или "Каплана". Та же пропеллерная, но с системой управления углом атаки лопастей, что сильно повышает эффективность турбины. Очень популярны в большой энергетике и очень дороги для малых ГЭС. Хотя и встречаются иногда.




Диагональные турбины - вариант поворотно-лопастных для больших напоров. Примерно от 40 до 200м. Все еще дороги:)


Радиально-осевые, или "Френсиса". Здесь смысл в том, что вода входит в турбину сбоку и выходит вниз. Требуют сложного направляющего аппарата с поворотными лопатками, "улитку" и прочие сложности. В большой энергетике ставятся на напоры от 50 до 700м, но в малой могут встречаться и на трехметровой дамбе.



Тут есть хитрость: если механику лопастей на резинке от трусов не сделаешь, то "улитку", направляющий аппарат и все остальное можно сделать из чавуния без единого шарнира.



Например, так:




Ковшовые или "Пельтона". Вариант водяного колеса на максималках. В малой энергетике встречаются на горных ручейках с малым расходом (меньше кубометра в секунду) и напором от сотни метров. И это совсем не мало!




Двукратная турбина или "Банки". Радиально-осевая турбина похожая по форме на радиально-осевую, питаемая струей, как ковшовая. Выглядит противоестественно и, в общем-то является таковой. Но может встречаться, ибо неисповедимы пути инженера.












Естественно, в природе, особенно рекламируемой производителями готовых решений "под ключ" и колхозными орочьими мекбоями встречаются и другие виды типа "вихревых", "свободнопоточных", "шнековых" и т.п. Но их удел - это даже не микро, а наномощности "на моторе от станка" или с электромопеда. Нормальная малая энергетика плотно сидит на пропеллерных и радиально-осевых турбинах.

Напор, расход и турбина между ними. Собственно говоря, это все, что нужно, чтобы закрутить генератор. И здесь все просто. Мощность турбины прямо пропорциональна Напору, Расходу и "жэ", которое от усилий инженера не зависит. То есть, чем больше воды протекает через турбину и с чем большим напором, тем лучше. Теоретически. А на практике именно малых ГЭС - все выглядит интереснее.

Это станция на реке Волчья. Нельзя сказать, что слишком глубокая и широкая, но речка. И плотина метра в 3. 120 КВт с одного агрегата.




А это - станция на реке Капустянка, которую гуси вброд переходят. Две трубы по метру - вот и весь расход. Но напор - метров 30. 600 КВт.




Просто? Просто. Для пионерских электростанций этого достаточно. Для колхозной этого уже мало. Потому, что дальше начинаются сложности. Потому, что турбина мало того, что должна показывать хороший КПД (или хоть какой-нибудь - для малой ГЭС). Она еще и должна не разлететься на резонансах во время разгона и работы на всех расходах. И по возможности она должна хоть как-то противостоять вечному бичу гидромашиностроителей - кавитации.


На какой-то скорости вращения турбины вода попросту закипает при низкой температуре, пузырьки пара появляются и схлопываются с огромой частотой и локальными давлениями ударных волн в сотни атмосфер. Короче говоря, чавуний попросту разъедается - и это не зависит, Саяно-шушенская это ГЭС или Поперхуевская межколхозная. И борьба с кавитацией - сложная работа на стыке математики для расчета формы турбины, технологии для изготовления этой формы (вот здесь маленькую турбинку еще можно изготовить, а вот с большими - такие станки ГПС-датчиками оснащаются:), материалов и инженерных решений, в том числе и самой ГЭС.



А теперь собираем вместе! Гидроагрегат.

Типичный гидрогенератор представляют в виде такой круглой бочки, торчащей из пола машзала. Нельзя сказать, что это неверно; абсолютное большинство мощных гидрогенераторов выглядят именно так.
Да и в "больших малых" ГЭС тоже очень похоже. Это "подвесные" или "зонтичные" генераторы (в зависимости от размещения опорных подшипников) с низкоскоростным синхронным генератором. Сверху может еще стоять динамка возбудителя

Вроде бы, актуальный (ни новым, ни современным его назвать нельзя) Корсунь-Шевченковской станции




Генератор Яворской станции


Генератор Сандракской станции. Сбоку видна машинка возбудителя.


Такое исполнение упрощает конструкцию и увеличивает общую прочность и надежность агрегата. Но на мощностях меньше мегаватта подобные генераторы становятся слишком дорогими. Во-первых, они большие. Даже маленькие они большие. Во-вторых, они требуют сложное устройство шахты турбины и отсасывающей трубы. Да и само здание в несколько этажей. А может быть, еще и "улитки" (для френсиса), а это уже сварные и-или бетонные работы, которых хотелось бы избежать.





Ну и в-третьих, их попросту мало несмотря на все усилия советской промышленности. Поэтому даже на вертикальной турбине в малых ГЭС ставятся небольшие и быстроходные генераторы. Например, так (Гальжбиевская).



Или так (Лоташовская).



Но еще чаще турбина (пропеллерная, да, хотя радиально-осевая тоже может быть - в монолитной чавунной улитке) ставится горизонтально и к ней цепляется генератор - хоть синхронный, хоть асинхронный, хоть с постоянными магнитами, хоть вообще с дизель-электростанции. Здесь конструкция намного проще и доступнее. И сложные работы по обустройству шахты или "улитки" попросту не нужны.

Старый генератор все той же Корсунь-Шевченковской


Коржовская


Лысянская

Маховик нужен для сглаживания колебаний частоты. Массы небольшого генератора явно не хватает.

Васильковская. Тот самый генератор, для которого понадобился шкаф с конденсаторами выше. Видите - самый обычный движок!


И заброшки






Турбина может быть и "капсульной" - заделанной в один агрегат с генератором в виде готовой герметиченой капсулы и, говорят, такие даже встречаются, но опять же, для небольших станций подобное решение зачастую сложно и дорого. Проще поставить агрегат, собранный в морском контейнере:)


Или вот еще вариант - сифонный агрегат, навешиваемый на любой перепад от водохранилища до отстойника. Система недорогая и простая, хоть и дурная по сути.



Не только мотор можно превратить в генератор! Центробежный насос тоже может стать гидротурбиной! Да, ожидаемо, не слишком хорошей гидротурбиной - зато готовой и отработанной! Естественно, такой режим авторы насосов не рассчитывали и характеристики получившейся гидротурбины определятся только натурным экспериментом. Для серийных насосов в 50-60 такие эксперименты даже заносились в таблицы и номограммы, но в целом - все в руках инженера.



То есть, в предельном случае гидроагрегат может состоять из турбины с насоса, трехфазного двигателя и заслонки, чтобы подать туда воду. Ну и нескольких клиновых ремней, проводов, рубильников и показометров, чтобы связать это в единый агрегат.



Турбинами и генераторами нужно еще и управлять. И можно было бы еще и эту тему смотреть, но увы, уже в советское время стало понятно, что простые электро-механо-гидравлические регуляторы допустимы только для нагрузки типа "электролампочка". А сложные, как на настоящих станциях - дороги и требуют прямых рук. И вообще, будущее - за электронным управлением. А с ним скучно. Тем более, если одна заслонка используется и как затвор, и как управляющий орган. В смысле, сложная механика управления, конечно, есть - на мощных агрегатах, где можно разориться на полноценную систему управления. Но для небольших, в сотни киловатт станций - ну хорошо, если затвор будет более-менее тонко управляемым - а может быть и вообще "пуск" и "стоп" ведь.

Вот, кстати говоря, "орган управления" затвором асинхронного генератора:)


Впрочем, один именно малогэсовый "способ регулирования" я опишу. Дело в том, что ГЭС может работать в разных режимах. Может сливать весь рабочий объем водохранилища в час пик, может работать "по требованию", выдавая в сеть столько энергии, сколько запросили (сбрасывая лишнюю воду в водосброс), а может выдавать столько, сколько воды притекло - "по уровню". В общем-то все просто - держать уровень водохранилища, сливая воду в турбину. Пока не выясняется, что станция маааленькая, работает на отдельную нагрузку, а полноценного регулятора не завезли. . Так вот, у электронщиков есть такая штука - КРЕН зовется. Или "эЛэМ". Смысл в том, что он стабилизирует выходное напряжение простейшим способом - сжигая "лишнюю" (выше требуемой потребителем) энергию на нагрев. А теперь представьте себе такой регулятор на электростанции в сотню-другую киловатт:) Да, поток в турбину, энергия на нагрузку, а все лишнее уходит на нагрев воды. Зато можно регулировать точно, быстро и, самое главное - просто. Намного проще акробатики с управляющими заслонками и затворами водосброса. И намного лучше заталкивания несчастной пропеллерной турбины в неэффективный диапазон, который у нее занимает почти все возможные обороты. И даже Двойное Преобразование не выглядит здесь лучшим выбором. Дело в том, что на полной нагрузке генератора нагреватель полностью отключается - а выпрямитель с инвертором - нет.

PS: Насчет "шунтирующего" регулятора, закорачивающего генератор, как на современных мотоциклах, у меня нет ни уверенности, ни упоминаний. Все-таки размер имеет значение и то, что маленькая машина перенесет, даже не заметив, для большой может оказаться смертельным.


Дальше самое большое и дорогое - напорные сооружения и прочее капитальное строительство.

https://engineering-ru.livejournal.com/586298.html

О незаметных и забытых ветеранах энергетики.

Следует сразу признать, электричество было известно еще при царе. И даже более того, были известны многие промышленные электроустановки и бытовые электроприборы. Даже многотарифные счетчики и энергосберегающие лампочки! А раз были электроприборы, к ним пришлось строить и электростанции, чтоб замкнуть цепь. Потому, что в разомкнутой цепи ток не идет - вот и пришлось строить. Электростанции были в крупных, некрупных, совсем уже уездных городах, усадьбах и больших особняках, на шахтах, на некоторых заводах... В смысле, электричество было, но уж очень неравномерно. И да, на многих заводах и в мастерских оно появлялось с некоторым запозданием относительно городов. Все просто: в городе электрический свет, несмотря на все предубеждения относительно его неприродности, вредности для зрения и чрезмерной яркости (по-моему, подобное нытье я слышал и через сотню лет, вот совсем недавно!), был несравнимо проще в использовании, безопаснее и дешевле свечного, керосинового или газового освещения. На фабрике и в мастерской же станки и машины можно было или переводить на электричество от собственной паровой машины или полудизельного мотора, или по-старинке крутить механоприводом от той же паровой машины или полудизельного "болиндера" токмакской сборки. И выигрыш тут был ну очень неочевиден, а иногда и вообще оказывался проигрышем.



Короче говоря, электричество было и электростанции тоже. Многие из них представляли собой мини-ТЭС с паротурбинной установкой (мини - по нынешним временам; тогда это были вполне полноценные электростанции, особенно на фоне остальных); еще больше - приводились паровой машиной или локомобилем (не трактором, а портативной паровой машиной с колесами для перевозки лошадью - весьма популярное решение в хозяйствах, недостаточно крупных для полноценных стационарных машин). Так, например, в Сумах в 1902 году местный предприниматель построил небольшую электростанцию. Два локомобиля в 75 и 100 поней, две динамо-машины (о генераторах я буду писать отдельно) в 50 и 75 КВт плюс нефтяной двигатель (калильный, полудизель и так далее) в 80 поней и динамо в 50 КВт. Эта электростанция обеспечивала шесть городских улиц 250В постоянного тока.

Ну и (мини) ГЭС, конечно же

Увы, старые ТЭС сохранились разве что в виде "индастрил-модерновых" зданий в исторической части городов, здания от паровых укажут, разве что, краеведы, а вот ГЭС не только сохранились, но и размножились до невозможности. Как же так получилось?


Немного в сторону. Использование энергии воды началось еще задолго до электричества. Естественно, в первую очередь вспоминается водяная мельница с характерным колесом. Да, именно водяная мельница и натолкнула на идею, чем еще можно вращать генератор. Нет, не колесом. Водяной турбиной. Да, к концу уже в начале 19-го века крупные мельницы по виду и по сути мало чем отличались от электростанций.

Вот примерно так выглядят остатки мельничного турбоагрегата. Это, правда, крупорушка, но я честно смотрел - в здании мельницы все то же самое, просто в худшем сохране и менее фотогеничное.



Так что идея прикрутить динамку вместо машины была очевидной. Но популярности это решение не имело.

К 1917 в России было аж 78 ГЭС с 16 мегаваттами на всех. Для сравнения, гидроустановок с механоприводом было около 2000 и 90 мегаватт на все плюс отдельно 40000 (ВААГГГ!!!) установок на водяном колесе по 10 поней каждая.

Почему так? Ну, мини и микро-ГЭС (а из тех 78 аж 2 были больше мегаватта; это совсем немного) здорово отличаются как от своих крупных собратьев так и от тепловых установок. В первую очередь - нестабильностью выработки. Да, паровая электростанция требует угля (что не мешало топить локомобильные установки отходами производства и бросовым топливом), но выдает энергию тогда, когда она нужна, а не тогда, когда может. У гидростанции, да на небольшой речке (а справиться с большой - сложно на грани невозможности), поток сильно меняется в течение года. Так к концу лета он может и вовсе прекратиться, а весной, с подъемом воды - нет, не угадали, СНОВА ПРЕКРАТИТЬСЯ! Потому, что в нижнем бьефе, под плотиной, уровень оказываеся немногим меньше, чем в верхнем. Ну и плюс, перемены после каждого дождика и теленка на водопое.

7 ноября 1917 Октябрьская революция, разговоры о которой уже навязли у всех в ушах, наконец-то произошла (вроде бы, из-за усталости караула главного орудия крейсера "Аврора", но это не точно) и Ленин, захватив телеграф, обнаружил там спрятавшихся механикусов из "Общества электрического освещения 1886 года". Они и рассказали о своей мечте о всеобщей электрификации и пообещали Ленину за содействие - патент на электролампочку. А поскольку патент на "лампочку Ильича" действовал только на территории Советской России, нужно было ускоренно расширять покрытие страны электросетями.



И уже в 1918г Ленин написал, что следует обратить особое внимание на электрификацию промышленности и транспорта и применение электричества к земледелию. А в 1919 было построено 47 мини-ГЭС на 1,6 МВт суммарно. +10% за год! И это было только начало! В 1920 под лозунгом "Коммунизм - это советская власть плюс электрификация всей страны" был принят план ГОЭЛРО, который предусматривал постройку еще десяти только крупных ГЭС на 640 МВт общей мощностью.



В этом же году к Ленину приехал известный фантаст футуролог Уэллс. ГОЭЛРО оказался слишком сильным даже по его представлениям: "Дело в том, что Ленин, который, как подлинный марксист, отвергает всех утопистов, в конце концов сам впал в утопию, утопию электрификации. Осуществление таких проектов в России можно представить себе только с помощью сверхфантазии. В какое волшебное зеркало я бы ни глядел, я не могу увидеть эту Россию будущего".


Здесь и далее я буду рассматривать и описывать украинские мини-ГЭС по вполне очевидным причинам:
Во-первых их и так намного больше, чем я смог посетить (по причинам, описанным чуть ниже и по вполне эндуро-дорожным причинам)
Во-вторых, я весьма смутно представляю географию и прочую политэкономию России и ее регионов, так что я не только Самару с Саратовом перепутаю, но и вообще удивлюсь "а где это?". И, соответственно, оценить перспективы "залить земли водой, чтоб создать напорное водохранилище" против "залить их же бетоном и построить парковку" я не смогу.
В-третьих, тут и первого со вторым хватит.

Но ради интереса могу предложить:

Колвицкая ГЭС. После вывода из работы растащена местными жителями.


Ну так вот, ГОЭЛРО и электрификация.
Обычно здесь сразу переходят к описанию постройки больших плотин, всяческих "человек сказал Днепру" и так далее, но мы все-таки взглянем в незаметную за сиянием праздничной иллюминации ДнепроГЭСа и ЭсХара "длинный хвост" маленьких и незаметных станций. Они не столь прославлены и, в общем-то, не слишком известны, но их роль сложно переоценить. Сейчас, в эпоху единых энергетических систем, когда электричество со станции в полутысяче километров может охлаждать пиво в сельском холодильнике, сложно представить себе электрику столетней давности.

Большие электростанции - это хорошо. Это заводы по производству чугуния (чтоб выйти на уровень 1913 года), танков (чтоб капиталистические хищники не растащили весь чугуний), освещение городов (в которых живут рабочие, производящие чугуний и танки)... Как-то однобоко получается, не находите? Проблема в том, что электроэнергию мало сгенерировать, ее еще нужно передать потребителю. Да, это проще, чем механическую, но все равно - как? Ах, проводами? А какими? Чисто для информации, весь алюминий вредитель Туполев уже извел на обшивку своих самолетов. А алюминиевый завод появится только в 1932 году. Медью? Советский Буратино был не настолько богат. А, напомню, одной советской власти мало. И электрификация нужна всей страны. Всей, а не только пары десятков промышленных центров. И в плане ГОЭЛРО было отдельно указано:
"возможно широкое использование водной энергии для нужд мелких установок мощностью не превышающей 1-2 тыс. л.с., а в большинстве случаев - ограничивающейся сотнями и даже десятками л.с.", причем, "многие работы могут быть выполнены самим населением в такое время, когда сельское хозяйство не требует большого количества рабочих рук".




В 1924 в Украине работали 24 мини-ГЭС (4 МВт суммарно) в 1929 - уже около 150 (8,4 МВт). Ну так вот, в эти же времена были построены Букская (1929; 565КВт; заброшена),



Вознесенская (1929; 840КВт; заброшена),





Первомайская (1000КВт; работает),



Сутысская(1927; 1000КВт; работает; хотел посетить),



Корсунь-Шевченковская (1934 1650КВт; работает; не доехал),



к ней же Стеблевская (2,8МВт, тоже не дотянул) и Дыбненская (560 КВт, тоже).






В 35-37 вводились уже станции поменьше: Березовская (108 кВт), Белоусовская (88 кВт), Клебанская (64 кВт), Писаревская (160 кВт), Потусская (32 кВт), Шумская (120 кВт) и ище куча помельче. Перед войной пошла уже совсем мелюзга на десяток-полтора киловатт. Их настроили почти сотню. Зачастую под такую электростанцию брали отвод от турбины существующей мельницы. Или от существующей плотины мощной мельницы. Я видел утверждения о микростанциях на водяном колесе и генераторе с крузака, но надежных подтверждений не обнаружил. Возможно, столь орочьи конструкции и встречались в этих краях, но тут уже нужно рыть намного глубже представимого для меня уровня. Я могу предположить, как отличить подобную ГЭС от руин мельницы, но, за вычетом лобового опроса старожилов, это должна быть редкая удача, например, в виде надписи "ГЭС" на руинах здания с отводом на колесо. Все остальное, включая рюмки изоляторов может быть следами перевода водяной мельницы на электрику.



Вроде бы немного на фоне все того же ДнепроГЭСа, который в одну харю на порядок превосходил всю мощность всех станций на любом мыслимом форсаже. Тем не менее, например, Корсунь-шевченковский энергокомплекс питал несколько колхозов, МТС, сахарных заводов, мельниц и текстильную фабрику (заметьте, насколько отличается от крупных станций!).
А академики всерьез рассматривали проекты так называемой "электропахоты".



Электротрактор, я думаю, представить смогут все, а вот с электропахотой придется немного сложнее. В целом это комплекс электролебедок по краям поля, которые таскают небольшой плуг. Очередное прожектерство?

Ну, начнем с того, что подобной схеме на тот момент хорошо, если полвека не исполнилось. Разработана она была еще в прошлом веке для локомобилей и паровых тракторов. Трактор тяжелый и сильно утрамбовывает почву, а локомобиль вообще неспособен передвигаться. В общем, схема дурная, но отработанная. Особенно в условиях, когда тракторов не хватает.



Теперь второе. Энергия. Хватит ли того ручейка для замены трактора? Тут еще проще. Даже очень мощный гусеничный "Большевик" (Хольт/котэпиллер в мире) имел двигатель в 75 коней. Обычные же трактора, привычные по картинкам и фильмам (те самые, с сидушкой за колесом) редко были мощнее 20 л.с. Даже при лобовом переводе из лошадиных сил в киловатты, оказывается, что весьма средняя электростанция может соревноваться с лучшим трактором. А если пересчитать ДВСные киловатты в электрические с учетом тяговых характеристик и того, что лебедка заякорена намертво, а трактору нужно еще и не буксовать... И еще перемножить это на вопросы топлива, капремонтов и квалифицированного персонала - ответ на вопрос "насколько безумным был этот прожект" становится не столь однозначным.
Вместе с "электропахотой" испытывались и проекты электротракторов, но без какого-либо успеха.





А потом развернулись мощные тракторные заводы, МТС, а в сельпо завезли электрочайники и тема электропахоты заглохла.

Вторая война дважды прокатилась по Украине и все, что не было уничтожено при отступлении советской армии (а уничтожался преимущественно крупняк типа ДнепроГЭСа), было выжжено отсупающим вермахтом (вот тут счет заявлений о взорванных и сожженных колхозных ГЭС идет потоком). Впрочем, второй раз взорвать днепроГЭС не смогли и большинство мощных (от полумегаватта) электростанций, посещенных мной ранее - тоже уцелели. Впрочем, следует признать, что количество подтвержденно довоенных ГЭС, уцелевших хотя бы в виде руин, можно пересчитать по пальцам.


Мне даже интересно, какими же технологиями обладали коммунисты, но у меня расход на порядки выше.

Забавный эпизод: В Троянове мини-ГЭС была построена немцами в годы войны. На немецких агрегатах она и работала после войны.



В послевоенный период появился-алюминий алюминий так и не появился. В смысле, где-то он был, но до ЛЭП так и не дошел. Так что мини-электростанции начали строить с даже не утроенной силой.



В общем-то, подавляющее большинство станций построены как раз в послевоенные годы. Так только в 45-46гг было построено 293 мелкоГЭС на 5 с лишним мегаватт общей мощности. Опять же началось переоборудование мельниц, особенно мощных, на турбине. Хотя и мельницами на водяном колесе не брезговали - электричество требовалось и срочно. Конструкции были примитивными - чаще всего отвод ремнем; реже - собственная турбина; еще реже - постройка электростанции с нуля.

Пример послевоенных станций (до них я таки добрался): На плотину существующей мельницы пристроена электростанция (белое здание) с собственной турбиной. Архитектурный стиль - не, не слышали. Это Соколецкая, есличе. На Южном Буге. Как запрячь мощную и полноводную реку и микростанцию - попробуйте угадать.





Давидовская (снова пристроена к мельнице)




Перегоновская



Дубовская



Васильковская



И еще сотни станций. Отличить их несложно: крайне примитивная архитектура машзалов , лишенная каких-либо декоративных элементов. Довоенные все-таки хотя бы имитировали "сталинский ампир", а дореволюционные отличались тем самым "индастриал-модерновым" стилем.

Началось широкое строительство ГЭС на прикарпатье.





Правда, в 1969 после чудовищного паводка большинство прикарпатских мини-станций было попросту сметено.


Снова вспомнили об электроплуге. На этот раз в виде более привычного электротрактора. Дело в том, что у электроплуга был трудноустранимый недостаток - ТРОС. Лопнувший трос - штука опасная и разрушительная. Трактор в этом смысле гораздо привычнее. Но трактору нужно топливо, для топлива - нефть, а с нефтью, как бы это сейчас не звучало, был определенный дефицит. В общем, прожект был более-менее адекватным.

Вполне ожидаемо, первые прототипы были лобовой конверсией существующей техники. СХТЗ-НАТИ получил 38 КВт электродвигатель и катушку с кабелем в 750 метров длиной. Для работы требовалась полевая подстанция или генератор.



В таком исполнении трактор мог обработать до 60 гектаров, а с дополнительной кабельной тележкой - и за 200.



Но у кабель-трактора были и недостатки. Да, кабель. Даже сейчас на машинах с кабель-катушками этот самый кабель - слабое место. Но кабель начала 50-х годов и современные кабели - это даже не небо и земля. Это земля и космос. Прочность и износостойкость изоляции с появлением современных полимеров возросли просто несопоставимо. Кроме того, сделать еще один шаг и построить генератор в виде прицепа к трактору конструктора не смогли. А без него трактор нужно было буксировать к месту работ другим тягачом. Короче говоря, система была оригинальная и даже работоспособная, но только в условиях полного отсутствия конкуренции (что-то в этом есть глубоко исконное, не пойму только, что).
А потом в СССР открыли новые месторождения нефти...


В 50-е годы появились два новых фактора:
Первый - с ориентацией на мощные "межколхозные" ГЭС Украине был, в общем-то знаком; напомню, электрификация начиналась с достаточно мощных станций. К ним были построены Ладыжинская и Глыбочокская станции по 7,5 мегаватт каждая. Но, что было важнее, одновременно происходила модернизация существующих станций с установкой более совершенных турбин и генераторов (ну и заменой прочего довоенного обвеса, характеристики которого у любого электрика вызовут тоску и депрессию). Дело в том, что даже полноценные мини-ГЭС первых поколений строились все-таки на существующих образцах гидроагрегатов, не всегда подходящих по оборотам, качеству регулировки и т.п. Кроме того, разработка и расчет турбин за два десятка лет шагнули вперед. Гидроэнергетика - штука такая, в которой доли процента КПД оборачиваются миллионными результатами, а минимальная ошибка приводит к тяжелым потерям.

Короче говоря, промышленность начала серийный выпуск гидроэнергетических турбин. С генераторами ситуация была сложнее. Для мини-станций действительно выпускались серийные генераторы, но проблема была в большом разнообразии самих станций и их мощностей. В общем, зацепленный клиновым ремнем за турбину стандартный генератор с "дизеля" тоже был вполне нормальным решением. Да и с крузака системы "зис". Это позвоблило выдавить из довоенных станций (напомню, спроектированных людьми и построенных прямыми руками) еще 10-20% мощности. А это 50-100КВт, еще одна небольшая станция. Кроме того, теория мини-ГЭС тоже получила и заказ и пинок к светлому будущему, так что новые станции более полно использовали энергию воды не только за счет агрегатов, но и, например, конструкции всего водовода.

Второй фактор же выглядел многообещающе, но фактически стал приговором практически всей малой энергетике. В 1954 алюминий все-таки появился были отменены ограничения по электрификации сельских районов и подключений к крупным энергосистемам - и локальные электростанции массово потеряли свое значение. И вместе с укрупнением станций начался процесс демонтажа, вывода из эксплуатации и просто забрасывания колхозных ГЭС. Забрасывались как довоенные, так и свежепостроенные, с еще не обсохшей краской станции - без какой-либо консервации и сохранения. Эпоха локальной энергетики закончилась. Из почти 1000 станций до 80-х годов уцелело меньше полусотни.
Еще раз обращу внимание: 50-60-е стали эпохой кратковременного расцвета малых ГЭС, когда одновременно сошлись и потребность, и технология, и теория. Через десяток лет останутся только руины и книжки, подпирающие хромоногие столы.

Только в 1996 на мини-ГЭС снова обратили внимание.
И уже в 2000-х была реконструирована дюжина разнообразных станций - от 200К мелочи до мощной Корсунь-Шевченковской. А в 2009 был принят так называемый "зеленый тариф", который многими рассматривается и фактически является законным способом перекладывания денег из кармана государства в свой карман. Впрочем, учитывая рабочие характеристики мини-ГЭС, тариф разве что утроил рентабельность станций; она была неотрицательной и без него (в отличие от оверхайпнутых фотоэлектрических). Но эффект это оказало - в 2013 работающих станций было уже 84; к 17 году - за сотню и количество продолжает расти. Дополнительный эффект оказала децентрализация и, собственно, количество сохранившихся электростанций 50-60гг. Несмотря на десятилетия заброшенности, капитальные сооружения зачастую были в приемлемом для реконструкции состоянии. Из-за чего получился противоестественный результат: ГЭС, которые по всем правилам обладают чудовищными начальными капиталовложениями, можно запустить с минимальными затратами. Например, станция в Васильковке - 120 КВт за 6000000 грн. По профессиональным меркам это вообще ниачем. Особенно для нормальной русловой электростанции.

А навесить сифонную контейнерную станцию на дамбу - вообще почти ничего не стоит. Кроме того, современное нет, не оборудование, а состояние с электрификацией сел позволило прибегнуть к одной хитрости, сильно упрощающей управление станцией и делающей ее практически необслуживаемой. Но об этом позже.

Вновь задам вопрос: интересна ли тема? Стоит ли продолжать с конструкциями, оборудованием и прочими особенностями малых гидростанций?

https://engineering-ru.livejournal.com/586020.html