Занимательная механика - Перельман Я.И.
Скачать (прямая ссылка):
в те времена лишь увеличением числа животных. Но соединить работоспособность многих лошадей в одной — задача, разрешенная лишь техникой нового времени.
Сто лет назад самой мощной машиной был паровой двигатель в 20 паровых лошадей, весивший 2 тонны. На 1 паровую лошадь приходилось 100 кг веса машины. Отождествим для простоты работоспособность живой лошади с «паровой» (хотя в действительности эта единица мощности превосходит в 1*/з раза работоспособность живой лошади). Тогда будем иметь в живой лошади 1 паровую лошадь на 500 кг веса (средний вес лошади), в механическом же двигателе — 1 паровую лошадь на 100 кг веса. Паровая машина словно соединила !мощность пяти лошадей в одном организме. ^ив- 58< Соотношение весов « авиамотора и живой лошади при
Лучшее соотношение мощ- равных мощностях.
ности и веса мы имеем в современном 2 000-сильном паровозе, весящем 100 тонн, А в электровозе, мощностью 4500 сил, при весе 120 тонн, мы имеем уже одну паровую лошадь на 27 кг веса.
Огромный прогресс в этом отношении представляют авиационные двигатели. Двигатель в 550 сил весит всего 500 кг: здесь одна паровая лошадь приходится, круглым счетом, на 1 кг веса На рис. 57 эти соотношения представлены наглядным образом: зачерненная часть контура лошади показывает, на какой вес приходится 1 паровая лошадь в соответствующем механическом двигателе.
Еще красноречивее рис. 58: здесь маленькая и боль-
1 В некоторых современных авиамоторах вес спускается до Vt кг на 1 пар. лошадь и даже еще ниже.
шая лошадь изображают, какой ничтожный вес стальных мускулов соперничает с огромной массой мышц живых.
Наконец рис. 59 дает наглядное представление об абсолютной мощности небольшого авиационного двигателя: 162 паровых лошади при объеме цилиндра всего 2 л.
Последнее слово в этом состязании еще не сказано
Рис 59. Авиамотор с цилиндром емкостью 2 л обладает мощностью
162 лошадей.
современной техникой *. Мы не извлекаем из топлива всей той механической энергии, которая в него вложена. Уясним себе, какой запас работы скрывает в себе одна калория теплоты, — количество, затрачиваемое для нагревания литра воды на 1 «градус. Превращенная в механическую энергию полностью — на 100%—она доставила бы нам 427 кгм работы, т. е. могла бы, например, поднять груз в 427 кг на высоту одного метра (рис. 60). Полезное же действие современных тепловых двигателей исчисляется только 10—30%' из каждой калории, пылающей в топке, они извлекают около сотни килограммометров, вместо теоретических 427.
Какой же из всех источников Механической энергии, созданных человеческой изобретательностью, является самым могущественным? Огнестрельное оружие.
1 В данный момент первенство должно быть признано за бензи-ново-кислородным ракетным двигателем, изготс/вленным в Берлине инженерами германского «Союза звездоплавания»: при весе 250 г мотор развивает 1380 инд. пар. лошадей, т. е. 1 пар. лошадь на 5,5 г.
Современное ружье при весе около 4 кг (из которых на действующие части оружия приходится примерно лишь половина) развивает при выстреле 400 кгм работы. Это кажется неособенно значительным, но не забудем, что пуля находится под действием пороховых газов только тот ничтожный промежуток времени, пока она скользит по
Рис. 60. Калория, превращенная в механическую работу, может поднять 427 кг иа 1 м.
каналу ружья, — т. е. примерно 800-ю долю секунды. Так как мощность двигателей измеряется количеством работы, выполняемой в 1 сек., то, отнеся работу пороховых газов к полной секунде, получим для мощности ружейного выстрела огромное число 400 X 800 = 320 000 кгм в секунду, или 4 300 пар. лошадей. Наконец, разделив эту мощность на вес действующих частей ружейной конструк-
ции (2 кг), узнаем, что одна паровая лошадь приходится здесь на ничтожный вес механизма — в полграмма!
Представьте себе миниатюрную лошадь в полграмма весом: этот пигмей, размером с жука, соперничает в мощности с настоящей лошадью!
Если же брать не относительные числа, а поставить
Рис. 61. Энергия снаряда крепостного орудия достаточна для поднятия 75 тонн на верхушку самой высокой пирамиды.
вопрос об абсолютной мощности, то все рекорды побивает артиллерийское орудие. Американская пушка бросает ядра в 900 кг со скоростью 500 лг/сек, развивая в 100-ю долю секунды около 11 миллионов килограммометров работы. Рис. 61 дает наглядное представление об этой чудовищной работе: она равнозначаща работе поднятия груза в 75 тонн (75-тонного паровоза) на вершину пирамиды Хеопса (145 м). Работа эта развивается в 0,01 долю секунды; следовательно, мы имеем здесь дело с секундной мощностью в 1100 миллионов кгл* или с 15 миллионами паровых лошадей. Столько живых лошадей с трудом наберется во всем СССР!
Показателен также и рис. 62, иллюстрирующий энергию крупного морского орудия.
Рис. 62. Теплота, соответствующая энергии снаряда крупного морского орудия, достаточна для растопления 36 тонн льда.
ОТВЕШИВАНИЕ С „ПОХОДОМ" *
