Как я стал физиком-любителем.

В. А. Ацюковский

ПРИКЛЮЧЕНИЯ ИНЖЕНЕРА

В книге рассказаны различные истории, приключившиеся с автором и его товарищами в связи с работами по авиационной бортовой системотехнике, а также по теоретической физике, прикладной математике, социологии и философии.

Для студентов, инженеров, научных сотрудников и вообще для всех.

ЗАПИСКИ ФИЗИКА-ЛЮБИТЕЛЯ

Посвящается физикам-любителям и физикам-профессионалам.

Тепловая смерть

В одной из совершенно самостийных стран ближайшего зарубежья на лекции лектор сообщил о том, что наше Солнце погаснет через девять миллиардов лет. В зале возникла паника. Наконец, один из слушателей овладел собой:

– Через скилько, через скилько? – спросил он.

– Через дэвьять миллиардив рокив, – повторил лектор.

– Слава Богу! – воскликнул слушатель. – А то нам послышалось, что через дэвьять миллионив!

Паника улеглась. До дэвьяти миллиардив рокив было все-таки еще далеко.

Вопрос о тепловой смерти Вселенной возник вскоре после того, как немецкий физик Рудольф Юлиус Эммануэль Клаузиус в 1850 г. сформулировал Второе начало термодинамики: "Теплота не может сама перейти от более холодного тела к более теплому". Именно он, Клаузиус, введя в 1865 году понятие энтропии, распространил принцип возрастания энтропии на всю Вселенную, что и привело к мысли о тепловой смерти Вселенной: однажды все температуры выровняются, и на этом процессы во всей Вселенной остановятся. И с тех пор грозный призрак Тепловой Смерти не дает спокойно спать всему человечеству. Потому что однажды Вселенная даст дуба. Или отдаст концы. В общем, сыграет в ящик. И хоть это произойдет не скоро, а все же обидно.

Общий методологический подход к решению этой проблемы, по-видимому, первым предложил французский король Людовик ХIV, которого называли королем-Солнцем из-за его склонности к кардинальному решению вселенских проблем:

– После нас – хоть потоп! – воскликнул король, имея в виду, что до Тепловой Смерти он может и не дожить.

В 1872 году 26-летний австрийский физик Людвиг Больцман, не удовлетворенный методологическими разработками короля Луя Четырнадцатого, предложил иное решение проблемы. Поскольку он был газовиком и знал, что молекулы газа все время флуктуируют, то он подумал, что Вселенная, пожалуй, не успокоится никогда, а тоже будет флуктуировать. Это предположение Больцмана на некоторое время приглушило остроту проблемы.

О проблеме Тепловой Смерти вспомнили уже в ХХ столетии, когда обнаружилось, что вся Вселенная разбегается. Центром, от которого все разбегалось, естественно, сначала была Земля, но потом кто-то сообразил, что это вовсе не обязательно, хотя в том, что центр, от которого все побежало, где-то был, никто не сомневался. Здесь трудности возникли в связи с тем, что этот центр не к чему было привязать, так как тогда, когда вся Вселенная была сконцентрирована в одной точке, названной сингулярной, ничего, кроме этого центра, вообще не было. И значит, где именно этот центр находился, сказать было невозможно.

Однако это не помешало физикам заняться актуальной проблемой Большого Взрыва – как вела себя Вселенная после Большого Взрыва. Они тщательно, за самую скромную зарплату и в настоящее время исследуют это состояние – через 1 секунду, через 0,1 секунды после Взрыва и даже через 0,00...1 секунды после Взрыва. А на вопрос о том, что было хотя бы перед самым Взрывом, за секунду до этого или за год, физики, не краснея, отвечают, что не было ничего. Потому что раз не было ни Земли, ни Солнца, ни даже самих физиков, то нечем и некому было все это измерить. И значит, таким вопросом можно и не интересоваться. Так что король Луй Четырнадцатый и здесь оказался прав, только не вперед, а, наоборот, назад.

Но и здесь оказалась закавыка. Что же это, начало есть, а конец? Так и будет разбегаться Вселенная? Нехорошо! И умные теоретики решили, что Вселенная так вести себя не должна, поскольку такое поведение неэтично. Тем более, что до этого не учитывали Законы Всемирного тяготения. Надо учесть. А после того, как учли, оказалось, что перед Вселенной открывается масса возможностей. Она может разбегаться, она может сбегаться, правда, не сразу, а чуть погодя, а может пульсировать туда-сюда. И все эти варианты находятся в полном согласии с великой научной теорией ОТО – Общей Теорией Относительности, созданной величайшим гением мира А.Эйнштейном. Потому что главная задача Вселенной – не противоречить этой замечательной теории.

А уж если Вселенная однажды снова сойдется в сингулярной точке, не имеющей ни размеров, ни координат, то все процессы в ней снова остановятся, и время как таковое исчезнет. И в таком состоянии она снова простоит или провисит неопределенно долго, потому что некому и нечем будет измерить время от конца сжатия до нового Взрыва, так как не будет никого из тех физиков-теоретиков, кто придумал всю эту галиматью.

Здесь пора вспомнить о той дискуссии, которая развернулась по близкой проблеме в нашей печати в 50-е годы. Проблема эта касалась обыкновенных холодильников. Дело в том, что обычный домашний холодильник работает как-то неправильно, не совсем соответствуя Второму началу термодинамики, открытому Клаузиусом. Он, видите ли, выделяет энергии больше, чем потребляет из сети. Ну, в самом деле, из сети он берет энергию, скажем, сто ватт, а на своем конденсаторе, который расположен сзади холодильника, выделяет двести. Потому что еще сто ватт он добывает из холодильной камеры, в которой охлаждаются продукты. Эту энергию, отобранную у продуктов, он и выдает в виде тепла в комнату, в которой стоит, обогревая воздух.

О чем здесь можно спорить, мне лично непонятно, но дискуссия была, причем очень жестокая, и одному из ее участников – Павлу Кондратьевичу Ощепкову, изобретателю радиолокатора, очень крепко досталось именно за то, что он не видел здесь никаких проблем. Единственно, чего он добивался, это признания того, что всю эту могучую задачу надо рассматривать не с точки зрения коэффициента полезного действия, а с точки зрения рассеивания или концентрации энергии.

Во всех обычных процессах, когда что-нибудь сгорает или теплообменивается, происходит рассеивание энергии, тут кпд меньше единицы. А в холодильнике энергия извлекается из двух мест – сети и морозильной камеры, а выделяется в одном – конденсаторе. И поэтому холодильник всегда и принципиально имеет кпд больше единицы, и тут ничего не поделаешь. И вообще, напоминал Павел Кондратьевич, создать энергию невозможно, а можно лишь перегнать ее с одного места на другое, преобразовав по дороге из одного вида в другой. Это все так, соглашались оппоненты, но все равно все это антинаучно, потому что кпд-то у вас больше единицы? Больше. Ну и вот!

С тех пор, несмотря на всю антинаучность утверждений П.К.Ощепкова, во всем мире построено много обогревательных станций типа "тепловых насосов", в том числе и у нас в Крыму. Принцип действия этих станций простой: морозильная камера опускается в воду – в реку или море, а лучше – сразу в океан, и оттуда тепло перегоняется в батареи водяного отопления в дома. И из комнат тепло выдувается через щели, обогревает земную атмосферу и снова возвращается в океан. Или в реку. А оттуда снова поступает в морозильник. Тем самым осуществляется кругооборот тепла вокруг дома, в котором установлены тепловые насосы. И если из сети забирается 100 Вт энергии, то в домах оседает 400 Вт, а если 100 кВт, то соответственно 400 кВт. А стало быть, это очень выгодно, в чем и убедились тепловики во всем мире. Поэтому дискуссия на тему о кпд, который больше единицы, как-то увяла, хотя в своих мнениях оппоненты нисколько не переменились. Но теперь их давно уже никого нет на свете, а их ученики на всякий случай не возникают с подобными вопросами, да и время сейчас для дискуссий не очень подходящее.

И остается только удивляться, почему вокруг таких очевидных вопросов возникают дискуссии. Хотя, как рекомендовали древние римляне или кто-то еще древнее, если вы не можете разобраться, почему происходят дискуссии о кпд, большем единицы, ищите, кому они выгодны.

Таким образом, дорожка к случаям, когда Второе начало термодинамики не соблюдается, была протоптана, в том смысле, что оказалось, что оно, это Второе начало, не ко всему имеет отношение. Однако Тепловая Смерть от этого не отодвинулась, а как бы заколебалась. Но сегодня на горизонте появилась эфиродинамика, которая опять по-иному ставит вопрос, и автор надеется, что на этот раз Тепловой Смерти не сдобровать.

Дело в том, что эфиродинамика основана на представлениях об эфире как об обычном реальном газе. Когда ее автор, то есть я, понял, что эфир – это газ, то для меня, это явилось сильнейшим потрясением. Потому что я не имел ни малейшего представления о том, как ведет себя газ вообще и эфир, в частности. Ибо я был всего-навсего инженером-электриком, специалистом по электроприводу в бумагоделательной промышленности и в металлургии, поэтому работал в области авиационного бортового оборудования и занимался емкостными датчиками перемещения, в авиации пока не употребляющимися и не имеющим к авиации и электроприводу никакого отношения. И вообще не знал, как к газовой динамике подступиться. А потому я засел за книжки по газовой динамике. И тут выяснилась прелюбопытная вещь.

Во-первых, оказалось, что газовая динамика – интереснейшая область науки. Во-вторых, выяснилось, что эфир обладает всеми свойствами обычного реального, то есть вязкого и сжимаемого газа. В-третьих, что в микромире действуют обычные физические законы, те же, что и в макромире. В-четвертых, что все законы микромира, в том числе квантовость, корпускулярно-волновой дуализм и т.п., и т.д., элементарно объясняются законами газовой динамики.

А в-пятых, оказалось, что в самой газовой механике полно всяких нерешенных проблем, над которыми профессионалы еще не доломали свои головы. И одной такой проблемой является энергетика газовых вихрей. Потому что с точки зрения все того же Второго начала термодинамики совершенно непонятно, откуда газовые вихри – смерчи, циклоны и т.п. берут энергию. Ибо кпд у них больше единицы и поэтому их не может быть на свете. А они есть. И хотя известно, что если факты противоречат теории, то тем хуже для фактов, все же надо было что-то придумать, чтобы эти факты объяснить. Но придумать тут решительно ничего невозможно, потому что газовые смерчи никак не вписываются в теорию. Тем более, что изучать смерчи небезопасно: был случай, когда смерч наполовину побрил курицу, выщипав на одной ее половине все перья, а на второй не тронув ни пушинки. Представляете, если то же самое произойдет с любопытным газодинамиком, как он тогда покажется своим жене и подругам?

А главное, даже представления о том, какую структуру имеет газовый вихрь, в учебниках нет. Все, что написано для жидких вихрей, не годится, так как жидкость не сжимается. Да и представления о вихрях в жидкости тоже какие-то неполноценные: там столько натяжек, что не видеть их могут только профессора, читающие студентам лекции на эту тему. Например, центр такого вихря должен вращаться по закону твердого тела, хотя это жидкость. А с чего бы это? Мне это показалось непонятным, но я утешился тем, что профессионалам виднее. Но о газовых вихрях профессионалы вообще ничего не говорят, так что тут я оказался совершенно свободным в своих изысканиях. И я пошел в одно из отделений своего родного института к Васе К., молодому, но уже талантливому инженеру.

– Вася, – спросил я его, – правда ли, что ты занимаешься газовыми вихрями, которые ломают наши авиационные двигатели, даже несмотря на то, что они самые крепкие в мире?

– Правда, – сказал Вася, – ломают, стервецы. 75 процентов всех поломок двигателей по этой причине. А все потому, что вихри образуются перед двигателями, никого не спросясь. Эти вихри бегают перед стоящим самолетом и тащат в турбину все, что плохо лежит перед самолетом на стоянке, даже булыжники или забытые пассатижи. Им все равно. И эта штука – отвертка или гаечный ключ – летит в компрессор и ломает там лопатки. Ты бы тоже не выдержал, если бы они полетели тебе в голову или в какое-нибудь другое место.

– Это верно, – согласился я. – Конечно, не выдержал бы. Ну и что вы собираетесь делать?

– А мы пока не знаем, – признался Вася, – посмотреть на вихри надо бы, да не знаем как. Подскажи что-нибудь.

Я подсказал. Надо сделать перед самолетом ямку, на нее положить доску с дырками, укрепить все это, чтобы вихрь не утащил эту доску в турбину, а под доску положить дымовушку, чтобы вихрь стал виден. Вокруг доски нужно поставить вертикальные пластинки, чтобы вихрь не болтался, а стоял на месте. А тогда уж можно и фотографировать. При этом я сказал, что вероятнее всего вихрь должен представлять собой трубу, то есть иметь уплотненные стенки, поскольку центробежная сила из центра выгонит молекулы газа на периферию, а пограничный слой, образовавшийся на внешней стороне вихря, не даст ему разбросаться. Вася согласился попробовать.

Но когда все это попробовали, и все получилось, то выяснилось, что при размере воздухозаборника метр на метр диаметр вихря составляет всего лишь 5-6 сантиметров. И если взять железную штангу и водить ею около вихря, то никакого воздействия на нее со стороны газового потока не наблюдается. А вот если, не приведи Господь, конец штанги попадет в вихрь, то ее рвет из рук с громадной силой.

– Руки вывернет и голову снесет, – пообещал Вася. – Так что ты поосторожнее, а лучше отойди подальше.

Получалось, что весь воздух в турбину поступает через образовавшийся вихрь, а значит его тело сильно уплотнено и скорости в нем очень даже большие. Но ведь вихрь образуется перед турбиной, а не сзади нее. Значит, турбина не может быть причиной вихреобразования, она только с помощью компрессора сосет воздух, образуя сильное течение воздуха. А вихрь образуется сам. Тогда кто же его сжимает, и что же при этом получается?

И тут я вспомнил, что в механике существует два способа движения массы при переменном радиусе ее вращения вокруг центра. В соответствии с первым способом масса движется вокруг гвоздика, на котором сидит гномик. Для того чтобы уменьшить радиус вращения массы, гномик должен потянуть на себя веревочку, к которой привязан груз. Но тогда он должен совершить работу, ибо нужно преодолеть центробежную силу. А во втором случае нет ни гномика, ни гвоздика, а есть цилиндр или палец, на которые наматывается веревочка. Если груз толкнуть, то он полетит вокруг цилиндра или пальца, это не принципиально, веревочка начнет наматываться на них, и радиус начнет уменьшаться.

Однако, пардон! В обоих случаях это движение с переменным радиусом. А в механике существует закон о том, что при вращении с переменным радиусом должен соблюдаться момент количества движения, то есть произведение радиуса на массу и на скорость ее движения должно оставаться неизменным. И если радиус уменьшается, то скорость должна расти, а энергия расти. А за счет чего? Ведь не из пальца же она высасывается, то есть не из цилиндра же, вокруг которого масса движется по инерции безо всякого дополнительного подвода энергии. Не получается ли, что мы имеем два разных случая движения массы с переменным радиусом? Где в механике эти случаи положены рядом и вместе рассмотрены? И тут выяснилось, что нигде. За 300 лет существования механики, которая изъезжена вдоль и поперек, никто не догадался этого сделать. А может, и догадался, но не опубликовал. А может быть, и опубликовал, но я этого не нашел, хотя и перевернул не одну книгу.

И тогда я пошел к своему товарищу Михаилу Ефимовичу.

– Дорогой Ефимыч, – сказал я ему. – Помоги моему горю. По-

ставь, пожалуйста, на попа вон те два цилиндра, которые остались у нас от морских экспедиций. Диаметр у них подходящий – по 10 сантиметров, и укрепи на них два маятника из стальных шариков с ниткой. Вот я тебе их принес, прямо из проходной шарикоподшипникового завода. Они, правда, бракованные, в подшипники не годятся. Но на проходной даже не спросили, что я несу. Так что я мог вполне вынести не только бракованные шарики, но и ползавода. Но ползавода нам с тобой пока не нужны, это в другой раз. Придумай, как просверлить дырки в закаленных шариках, а потом два шара подвесь за нитки к этим цилиндрам. А третий шарик на горизонтальной нитке прикрепи к одному из цилиндров.

Михаил Ефимович все так и сделал, добавив к каждому маятнику по шкале. Тогда мы отклонили первый маятник, отпустили шарик, он стукнул по шарику номер три, тот соскочил с гвоздя, описал спираль вокруг второго цилиндра, намотав на него нитку, и ударил по шарику номер два. И оказалось, что углы отклонения первого и второго маятников практически одинаковы, у второго чуть-чуть поменьше, потому что потери. И все встало на свои места.

Значит, когда шарик движется по инерции вокруг цилиндра, мы имеем закон постоянства энергии, а не момента количества движения. Постоянство момента мы имеем тогда, когда подводим энергию, т.е. когда имеется гномик или что-то его заменяющее. Это все тут же было подтверждено математическими выкладками. И, значит, при формировании газового вихря мы именно этот случай и имеем. А роль гномика выполняет внешняя атмосфера, которая сжимает вихрь. Она это может сделать потому, что стенки вихря состоят из газа, и если сумма внутреннего давления в вихре и давления, вызванного центробежной силой, превышает внешнее давление, то лишний газ тут же отлетит, а внешнее давление будет сжимать тело вихря, увеличивая его энергию.

Таким образом, над формированием каждого воздушного вихря трудится вся атмосфера планеты, и над циклоном, и над смерчем, и над тем вихрем, что образуется перед самолетом. И этот процесс перегоняет потенциальную энергию давления воздуха в кинетическую энергию тела вихря. И если потенциальной энергией атмосферы воспользоваться трудно, то кинетической легко, например, засунув в тело вихря турбину. Только при этом нужно соблюдать осторожность, а то этот вихрь может вас побрить, как упомянутую курицу, наполовину, отделив или прическу, или голову, это уж как получится.

Вот вам и кпд! Оказывается, мы в виде вихрей имеем природную машину по переработке потенциальной энергии атмосферы в кинетическую энергию вращения вихря и по самопроизвольной концентрации рассеянной энергии. То есть, это антиэнтропийный процесс!

Так-то, дорогой Рудольф Юлиус Эммануэль Клаузиус, вот вам и Второе начало! Концентрация энергии есть, а Второго начала нет и в помине, не тот случай.

Ну, а как же со Вселенной?

Если с позиций эфиродинамики рассмотреть процесс образования протонов в ядре Галактики в результате соударения струй эфира, поступающего туда по спиральным рукавам Галактики, то станет ясно, что это тот же процесс образования вихрей, только тороидальных. Из протонов образуется макрогаз водород, из него – звезды, которые движутся в спиральных рукавах навстречу эфирному потоку к периферии. За время своего движения протоны за счет вязкости эфира потеряют свою энергию и устойчивость, и на периферии Галактики вещество развалится и вновь обратится в свободный эфир, который потечет обратно к ядру. И так будет крутиться до тех пор, пока эфир не отсосет соседняя галактика. Но тогда там начнется то же самое. А значит, Вселенная может существовать вечно, никуда не разбегаясь, в среднем сохраняя свой вид таким, каков он сейчас. И Тепловая Смерть не состоится на радость всему человечеству и его потомкам.

И все это поддается экспериментальной проверке. Для этого надо встретиться через девять миллиардов лет и во всем, что сказано выше, убедиться лично.

3. Помехи, помехи...

Автору со товарищи пришлось много лет заниматься вопросами проводных связей, одним из них является проблема помехоустойчивости передачи информации.

На борту самолета полно всяких электромагнитных помех, особенно много их в окрестностях системы зажигания, около двигательных установок. Помех хватает и во всех остальных местах самолета, напичканного всевозможными радиоизлучающими устройствами. Но самым главным источником помех являются обычные провода, подводящие питание к обычным электронным блокам. Эти провода подключены к источникам электроэнергии – генераторам, но по дороге они проходят через различные коммутационные устройства, и к ним самим, к этим проводам, через контакты реле подключены самые разнообразные нагрузки. Когда эти нагрузки во время полета самолета подключаются к сети электропитания, ничего особенного не происходит. Но когда они отключаются, то в сетях возникают короткие импульсы, амплитуда которых достигает 600 вольт. Поскольку же питающие провода уложены в тех же кабелях, что и информационные, а в других местах их положить негде, то эти импульсы создают помехи в информационных сигналах и искажают их. А исказят ли они при этом информацию, которую несут сигналы, зависит от многих причин – от выбора типа сигнала, типа линии связи, от того, экранированы ли информационные линии связи, и много от чего еще.

Самым простым способом защиты является разнесение информационных и энергетических проводов друг от друга подальше. Такая рекомендация однажды была выдана одной из наших лабораторий. Но когда попытались ее реализовать на практике, оказалось, что самый маленький самолет становится диаметром с дирижабль, и по этой причине такую рекомендацию использовать затруднительно. Однако можно поискать другой способ, не требующий превращения самолета в дирижабль.

Когда мы начали интересоваться подобными вопросами, то выяснили, что все помехи надо разделить на две группы – электродинамические и электромагнитные. Первые связаны с изменением напряжения в помехонаводящей цепи, а вторые – с изменением тока там же. В последнем случае напряжение в сети может быть и очень маленьким, это не играет роли.

От помех первого вида можно отстроиться очень просто: достаточно на информационные провода надеть металлические экраны, заземлить их с обоих концов, и помеха внутрь не пройдет, потому что все емкостные токи будут отведены на землю, а там они никому не мешают. Но второй вид помех при этом остается, потому что экраны, хотя и металлические, но сами выполнены из медных проводов и практически никакого препятствия для магнитного поля не представляют. Разве что самую чуть. Чтобы экранироваться от таких помех, нужны железные трубы вроде водопроводных. Но если такие трубы использовать на самолете, то кроме этих труб самолет больше уже ничего не поднимет, поэтому такой способ экранировки не применяется, и электромагнитные помехи на самолетах никто не экранирует. Значит, надо выбирать такой тип сигнала, которому безразлично, есть помеха или ее нет. Если, конечно, она не очень большая, потому что в проводах, как и в жизни, всякой помехой можно пренебрегать только до определенной величины.

Мы выбрали такой помехоустойчивый вид сигнала – импульс, который надо передавать по двум скрученным проводам, помещенным в общий экран для отвода электродинамической составляющей наводки, потому что все-таки она дает самую большую часть помехи. А электромагнитная наводка хоть и дает помеху поменьше, но не такую, чтобы можно было ею пренебречь. В скрученных проводах наводка появляется в обоих проводах, и если сигнал в обоих проводах имеет противоположную полярность, а прием сигнала осуществляется дифференциальным способом, то на входе приемника сигнал суммируется, а помеха вычитается, и дальше сигнал пойдет чистенький, безо всякой помехи.

Мы так и сделали, сейчас этот способ передачи широко распространен, и никто теперь уже не верит, что на самолетах мы применили его первыми. Потому что в радиотехнике бифиляры известны с незапамятных времен. Еще при Петре Первом, помнится...

Но хотя дифференциальный способ передачи информации и известен со времен Петра Первого, во многих схемах, приводимых в солидных американских журналах, линии связи изображены так, что становится понятным, что их авторы несколько превратно понимают процесс устранения наводок, так как они сделали все, от них зависящее, чтобы никакого устранения не было. У нас тоже не все разработчики об этом помнят, и всегда находятся люди, которые пренебрегают всеми рекомендациями, а потом удивляются, что у них вместо сигнала, несущего информацию о пилотажно-навигационных параметрах, идут одни помехи, несущие информацию о неграмотности исполнителя.

Но исполнитель, увидев такое, не торопится исправить свою ошибку. Он начинает кричать, что его в свое время не убедили в необходимости использовать дифференциальные схемы. И вообще, сначала оплатите нам доработку нашей аппаратуры, установите новые сроки, а тогда, уж так и быть, мы ее доработаем. Раньше надо было нам об этом сказать, а теперь мы нашу аппаратуру подготовили к серии. И вообще, утверждают исполнители, они детки, и их надо за ручку водить в детский садик.

Такая история повторяется довольно регулярно. А потому мы решили, что надо создать методику, которая на корню пресекала бы подобные детские рассуждения. И мы задумали создать ГОСТ, в котором такая методика была бы отражена.

Однако наша лаборатория имеет привычку, прежде чем что-либо вводить в нормативную документацию, попробовать это дело самим. Ведь вот врачи, прежде чем рекомендовать новый прогрессивный метод лечения, пробуют его на себе. Если метод оказывается плохим, то врачу – изобретателю метода второй случай может и не представиться. Этим в медицине изобретательство ограничивается естественным образом. Хорошие изобретения выживают вместе с авторами, хотя и не всегда. А плохие изобретения - не выживают и тоже вместе с авторами. А у нас в промышленности не все разработчики ГОСТов ограничены в своих возможностях в смысле естественного отбора, иногда выпускается такое!.. Но мы – нет. Мы сначала испытываем все на себе, то есть в лаборатории или на самолете, а потом уж пытаемся это куда-то пристроить. И поэтому мы начали соображать, как все это сделать.

А чего тут особенно думать? Ведь больше всего нас беспокоят наводки от проводов, лежащих в том же жгуте, что и информационные провода. Значит, надо уложить в этот жгут провод с эталонной помехой, а еще лучше обвить этот провод вокруг жгута, чтобы не болтался, и вперед, генерируй помеху и смотри, что останется от полезного сигнала.

Но тут возникла новая и неожиданная проблема расположения обратного провода. И на пути решения этой проблемы мощной стеной встали уравнения электромагнитного поля, разработанные великим английским физиком второй половины ХIХ столетия Джеймсом Клерком Максвеллом.

Эта проблема стоит того, чтобы на ней остановиться хотя бы вкратце.

Дело в том, что если электродинамическую наводку можно создать, подав напряжение на один конец провода, то для электромагнитной наводки нужно через провод пропустить ток. Тут без обратного провода никак не обойтись. Но из уравнений Максвелла вытекает, что чем дальше от прямого провода будет расположен обратный проводник, тем больше образуется площадь контура и тем больше будет создана помеха. И если это расположение не калибровать, то какую помеху вы создадите – неизвестно. Значит, надо калибровать.

Но на самолете калибровать расположение обратного провода практически невозможно. Во-первых, там не повернешься. Во-вторых, скажите спасибо, что вас вообще пустили чего-то мерить, потому что через полчаса надо лететь, а вы тут расположились, как у себя дома. Так что, давайте-ка побыстрее собирайте свое добро и топайте отсюда. Приходите, завтра утром или после обеда, если полета не будет.

А в-третьих, ну какой техник будет вообще чего-то там калибровать? Он бросит этот провод на пол безо всякого научного обоснования и будет топтать его своими сапожищами, не обращая внимания на уравнения электромагнитного поля великого английского физика Джеймса Клерка Максвелла. И поэтому эти уравнения оказались препятствием на пути разработки удобной и простой методики создания эталонных помех.

Как раз к этому времени автор начал разбираться с эфиродинамическими построениями в области электродинамики. И ему, автору, то есть мне, пришла в голову крамольная мысль, что я не понял самой сути законов Фарадея. А закон этот проверен многократно, по нему считаются все контуры, все трансформаторы, ну нет вопросов! Но я, как бывший радиолюбитель, помнил, что расчет - расчетом, но после того как катушка намотана, ее обязательно нужно потом подгонять, настраивать. А у трансформаторов вообще существуют так называемые магнитные поля рассеивания. Короче говоря, закон Фарадея точно почему-то не выполняется. А, кроме того, непонятен сам механизм возникновения ЭДС в контуре.

Тут надо сделать небольшое отступление. В соответствии с законом Фарадея электродвижущая сила возникает в контуре тогда, когда внутри этого контура, то есть в дырке, изменяется магнитное поле. Никакого взаимодействия между этим самым полем и проводом закон Фарадея не предусматривает. А ведь в другом случае, когда провод перемещается в магнитном поле, это взаимодействие налицо: там фигурирует скорость пересечения проводом магнитного поля, его длина и напряженность поля. Там никаких дырок нет. А тут есть. Что-то не так. Тем более, что эфиродинамика, столь любезная сердцу ее автора, то есть моему, рассматривает процесс иначе, чем это следует из закона Фарадея. Она утверждает, что магнитное поле выходит из одного провода, в котором ток течет, и распространяется во все стороны, ослабляясь по мере удаления от этого провода. Где-то по дороге оно, это поле, натыкается на второй проводник, пересекает его и создает в нем тем самым ЭДС, хотя это и не всегда желательно. Получается, что чем дальше вы отнесете этот второй провод от первого, тем меньше в нем будет создаваться ЭДС. А дырка тут совсем ни при чем.

Но тогда, если у двух рядом лежащих проводов расстояние между их осями составляет 3 мм, а обратный провод отнесен на 3 см, то он, этот обратный провод, создаст наводку всего лишь в 10% от основной. А если на 30 см, то всего лишь в 1%.

Получается, что техник может бросить обратный провод прямо на пол на полном законном основании, забыть про него, и все будет точно. Лишь бы не порвал, прогуливаясь по нему.

Но все это надо было проверить.

У нас в лаборатории работала одна дама, Любовь Михайловна. Она бывшая детдомовка, и у нее очень развито чувство правды и справедливости. Надо сказать, что избыток этого чувства иногда очень мешал в работе, но как работник она отличалась повышенной добросовестностью и тщательностью. И уж если она за что бралась, то ее можно было не проверять, все делалось в лучшем виде.

– Любовь Михайловна, – обратился я к ней, – сделали бы вы два мерных контура с калиброванными расстояниями между ними. Размеры контуров надо сделать такими, чтобы уместились на столе. Натыкайте, пожалуйста, гнезд на планочке, измерьте расстояния, запустите в один контур ток, в другой поставьте вольтметр, а потом расскажите, что получилось.

Любовь Михайловна все сделала. Она меняла токи, частоту, меняла расстояния и в результате всего этого выяснила, что для больших контуров права эфиродинамика, а не Максвелл. Правда, попутно выяснилось, что на малых расстояниях данные по Максвеллу и по эфиродинамике совпадают, но тоже не совсем. Но в основном стало ясно: методику можно создавать, ГОСТ писать, а обратный провод бросать, как попало. Что мы и сделали. Но стоило нам это сделать, как выяснилось, что в американском документе DО-160, который только что вышел, сделано все так же, как и у нас, хотя и безо всяких эфиродинамических рассуждений. И теперь у нас с американцами методика одна и та же, и опять нам не верят, что мы все сделали самостоятельно, не глядя на них. Потому что не могут же быть русские инженеры умнее американцев!

Однако мне не давали покоя те отклонения, которые обнаружила Любовь Михайловна при взаимодействии проводов на малых расстояниях. Дело в том, что здесь должен действовать Закон полного тока, вытекающий из тех же максвелловских уравнений. А тут были явные огрехи и совсем не малые. И я вспомнил, что эфир сжимаем, потому что это всего лишь обычный газ, хотя и тонкой структуры, а значит, и магнитное поле, сотворенное из этого же газа, тоже должно сжиматься. Если это так, то все становится объяснимым. Но сначала надо бы посмотреть, кто же до нас померил и проверил этот Закон полного тока, в соответствии с которым магнитное поле должно убывать строго обратно пропорционально расстоянию от токонесущего проводника. Ведь этот закон уже более ста лет переписывается из одного учебника в другой, значит, он верен, строг, его наверняка проверяли! Как же может быть иначе?!

И тут оказалось, о чудо! Никто и никогда за все время существования электротехники, электродинамики, радиотехники и электроники не производил таких измерений. Просто все верили этому Закону на слово, настолько он был очевиден. И о том, что в нем могут быть какие-либо неточности, с нами и разговаривать никто не хотел.

Было решено кое-что проверить. Контур был модернизирован, и та же Любовь Михайловна произвела измерения. И все подтвердилось. Оказалось, что в ближней зоне существуют о-о-чень даже большие отклонения от максвелловских зависимостей, раза в три, четыре и даже в пять. Это и понятно. Максвелл полагал, что эфир – несжимаемая жидкость, а он оказался сжимаемым газом. В ближней зоне эфир сжимается сильнее, и магнитное поле тоже, а подальше – слабее, поэтому там зависимости оказались ближе к максвелловским. Обо всем этом я рассказал на страницах своей книги "Общая эфиродинамика".

Из всего этого вытекает, что магнитное поле (как выяснилось, и электрическое тоже) помимо всего прочего должно характеризоваться еще одним параметром – плотностью его в вакууме, то есть характеристикой, которую электрики пока что забыли ввести в обиход. А надо бы. Энергия этого поля будет выше, чем если ее считать по обычным формулам или мерить обычными датчиками. Не в этом ли кроются истоки некоторых конфликтов между производителями электроэнергии на электростанциях и потребителями электроэнергии на всевозможных заводах? В этих конфликтах никак в свое время не могли разобраться, куда девалась энергия по дороге, и кто за нее будет платить? И вообще, из этой новой характеристики магнитного поля много чего следует для дальнейшего.

Вот до чего можно додуматься, если следовать заветам докторов: прежде чем рекомендовать способ лечения, попробуй его на себе.

Прилагательная дверь

Большой знаток русской грамматики недоросль Митрофанушка четко разделил двери на существительные и прилагательные. К первым он отнес ту дверь, которая ни к чему не приложена. Она существует сама по себе. А ко второй ту дверь, которая приложена к своему месту, та дверь – прилагательная. И это правильно. Но вот как классифицировать дверь, которая приложена, но не к своему месту, Митрофанушка не сказал. Потому что уже во времена Фонвизина, рассказавшего эту историю, двери, если и прилагались куда-нибудь, то только к своему месту, а не к чужому. Но прогресс науки многое в этом вопросе изменил. Это хорошо иллюстрируется на примере так называемого доплеровского эффекта, которого в 18 веке еще не знали.

Что такое доплеровский эффект, который, был открыт Кристианом Доплером, австрийским физиком и астрономом в 1842 году? Это вот что. Если некий источник колебаний чего-нибудь, например, звука или радиоволн, это все равно, издает сигнал, то приемник услышит этот звук ровно на той частоте, на которой он издается. Но это только в том случае, если приемник и источник неподвижны относительно друг друга. И при этом никакой ветер, дующий хоть от источника к приемнику, хоть наоборот, ничего поделать не может. Потому что, сколько колебаний из источника в единицу времени вышло, столько же колебаний в такую же единицу времени придет к приемник