А виной всему пена воды, та самая искристая кружевная пена, из которой в сказках рождаются красавицы русалки…
Здесь надо представить себе, как действует турбина. Вода, накопленная выше плотины, падая, вращает колесо. Дальше проваливается вниз, в гигантскую бетонную шахту, откуда с ревом подземной рекой выливается наружу.
Вот тут под турбиной и возникает пена. Чтобы объяснить это явление, обычно ссылаются на бутылку лимонада. Лимонад прозрачен, но откупорьте бутылку – и напиток вспенился. Отчего? Это освобождается газ, растворенный в лимонаде.
Значит, если давление в жидкости падает, из нее выделяется газ? Да, таков физический закон. По этому закону вода, проваливаясь под турбину, где воздух разрежен, как бы вскипает. Лопасти турбины с нижней стороны покрываются бисером воздушных пузырьков. Но каждый пузырек живет ничтожное мгновение – он лопается, и на смену ему вздувается другой. Миллионы и миллиарды пузырьков нескончаемой чередой толкутся на лопастях турбины. И каждый наносит удар: превращаясь в капельку воды, пузырек ударяет по металлу, как молоточком.
Это разрушение металла водой ученые назвали кавитацией (от латинского слова "кавитас", что значит "углубление, полость").
Можно ли бороться с кавитацией?
Борются. Вот лопасть турбины. Оказывается, достаточно придать ей небольшой дополнительный изгиб – и кавитация ослабевает. Но что за изгиб надо сделать, в какой части крыла, на каком пространстве, какой крутизны?… Все это таинственно и неуловимо, пока могучая мысль ученого и зоркий взгляд исследователя не дадут решения.
Еще о чайке
Однажды, придя в лабораторию, Орешникова увидела в раздевалке у зеркала приказ. В нем было сказано, что окончившие практику не будут отпущены из лаборатории, а зачисляются здесь же временно на работу. "Ну что ж… – И девушка почувствовала, что всем сердцем одобряет приказ. – Значит, так надо для средневолжской турбины…"
Лаборатория с односменной работы перешла на круглосуточную.
Иван Петрович Белов довольно часто бывал в лаборатории. Ведь это он направлял все программы исследований. Его плотную фигуру в белоснежном накрахмаленном халате можно было увидеть то внизу, у верстаков механиков, то под куполом, на антресолях, то в гуще змеившихся всюду труб. После такой пробежки главный конструктор обычно уединялся с начальником лаборатории и инженерами-аналитиками.
Орешникова снимала очередные показания с приборов, когда вдруг обнаружила, что профессор стоит рядом. Не поднимая глаз, она закончила работу и закрыла журнал.
– Здравствуйте, Иван Петрович.
– Здравствуйте, здравствуйте… – Профессор придвинул свободный табурет, сел. – Ну, как наши студенческие успехи?
Потом спросил, не огорчил ли Орешникову вывешенный приказ, очень обрадовался ответу и похвалил девушку за комсомольскую сознательность.
Он поднялся так же внезапно, как подошел.
Галя храбро задержала его руку.
– Иван Петрович, погодите уходить… Ну, сядьте, пожалуйста. Говорят, что с проектом у нас плохо. Это правда?
– Ну, что вам сказать? – профессор задумался. – Трудно рождается проект, очень трудно. Чайка задает-таки жару!
Из разговора девушке стало ясно, во-первых, что турбина-великан сможет жить, если будет выполнена с такой точностью, какой турбостроение еще не ведало, и, во-вторых, что ныне существующая теория расчета турбин для великана оказалась непригодной – устарела.
Вскоре по заводу прошел слух, что главный конструктор заказал новую математику. Люди пожимали плечами: "Что за чудачество? Заказать можно костюм, торт к именинам, билет в театр. Но математику… Это же одна из древнейших наук человечества!"
Однако слух подтвердился. Заказ на математику был сделан. Белов послал его в Академию наук.
Заказали новую математику
Всякий знает таблицу умножения. Но представьте, что в ней не хватало бы какой-нибудь строки, например 5x5 = 25 или 7x7 = 49? Вот бедовали бы школьники! Ведь многие задачи из задачника превратились бы в неразрешимые загадки… Пример шуточный. Но конструкторам Завода водяных колес было не до шуток, когда в математике не досчитались нескольких строк, причем таких, которые как раз были нужны для расчета турбины-великана.
Слов нет, математика – одна из важнейших наук, гордость победоносного разума человека. Математика – как могучее дерево с кроной из тысячелетней, неувядающей листвы. Только еще не все почки на этом дереве распустились: иные дремлют в зародыше. Вот от таких математически невызревших почек и страдает наука о турбинах.