Мы доверяем тросам самую ответственную работу. Они поднимают клети шахт, кабины лифтов. Все грузоподъемные машины — от кранов до лебедок — без тросов как без рук. Мы привыкли к тросам и не находим в них ничего необычного. А между тем трос — удивительная штука. Сплетенный из тонких проволочек, он выдерживает до двадцати шести тонн на каждый квадратный сантиметр сечения! А для такого же сплошного прута предел — одиннадцать тонн.
Как известно, трос работает на растяжение. Но людей давно интересовало, можно ли заставить его воспринимать также и другие виды нагрузок? Например, можно ли заставить трос работать на скручивание? Оказалось, можно. Для этого надо заключить его в оболочку, в трубку. Так появились гибкие валы. Они применяются в бормашинах, которые каждый видел в кабинете зубного врача, в приводах спидометров автомашин, различных переносных инструментах. Однако за счет трения троса об оболочку в передаче вращения посредством гибкого вала теряется до трети мощности. Но как бы то ни было, в тросах заложено куда больше возможностей, чем кажется на первый взгляд. Тросы прекрасно справляются с функцией трансмиссии — средней, передающей части в четкой схеме: двигатель — трансмиссия — рабочая машина. Двигатель вырабатывает энергию, трансмиссия передает, а рабочая машина использует.
Случай привел меня в одну из лабораторий исследовательского института, в которой изучались закономерности возникновения стоячих волн на тросе толщиной с карандаш при его вращении. Электромотор вращал растянутый в воздухе трос метров этак в десять длиной. На тросе при вращении появлялись так называемые узлы и пучности. В узлах трос как бы стоял неподвижно, а в пучностях так вибрировал, что была видна лишь тень шириной в десять сантиметров, а может быть, и пятнадцать. Меняли число оборотов, и количество пучностей менялось.
Меня охватило страстное желание поэкспериментировать. Беру со стола напильник и его ручкой пытаюсь надавить на пучность — картина сразу изменилась… Мотор с грохотом упал на пол. Испуганно вскрикнула сотрудница. Я попросил прощения. Тут было много людей, но никто не понял, что произошло. «До чего же люди ненаблюдательны, — подумал я. — Никто не заметил главного». А главное — конечно, с моей точки зрения — было совсем не в том, что упал мотор. Во-первых, я видел, что исчезли стоячие волны и трос начал вращаться, как сплошной вал. А во-вторых, он при этом укоротился, отчего электромотор и съехал со стола.
Я вспомнил этот эпизод потому, что оба подмеченных мною момента имеют непосредственное отношение к задаче создания одной «упряжки» из нескольких вингроторных турбин.
Эта задача решалась не сразу и не вдруг, а в напряженной и трудоемкой работе, проходившей то под открытым небом — на берегах тихой речки, красы российских деревень, — то в лабораторных условиях, а то и за столом над листом бумаги, исписанным цифрами, изрисованным схематическими набросками.
Я расскажу подробно, как рождалась эта гидросиловая установка, потому что здесь проявились результаты объединенного действия двух побудительных сил творчества. С одной стороны, сознательное, целеустремленное желание решить задачу, важность которой была ясна с самого начала. С другой — необходимость быстро реагировать ответными действиями на отдельные частные удары, которые так и сыплются обычно на того, кто вступает на нехоженые пути.
Рождение зрелой конструкции — это такой процесс, логика которого не во всем совпадает с тем, в какой последовательности приходилось искать ответы на те или иные вопросы. А между тем логика-то как раз и гораздо важнее. Поэтому в моем рассказе я постараюсь дать представление именно о том, как идея развивалась от, так сказать, зародыша до зрелого решения. И совершенно не важно, где и когда был сделан каждый отдельный шаг.
Принципиальное решение задачи было таким. На трос нанизывают ряд поперечных турбин. Один его конец свободно закрепляют в упорном подшипнике, другой на противоположном берегу через редуктор присоединяют к рабочей машине — генератору. Течением воды трос натягивается, турбины раскручиваются, трос вращается, как их общая ось, и приводит во вращение генератор… Вот и все!