Текст книги "Трудно жить в России без нагана (СИ 7.01.2012)"

Автор книги: Nazgul

сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 24 страниц)

– А почему такие машины у нас не продаются? – хе, они нигде в мире не продаются. Хотя известны с 20-х годов ХХ века. Чего захотели! Сами, для себя, в промышленных масштабах цемент делать… А как же корпорации? А как же рынок строительных материалов? Низ-зя! Бизнес – везде, а самодельщиков гнобят…

– А что будет, если не удалять из смеси железную составляющую? – хе, глиноземистый цемент, чисто по "русскому способу". От классического портландцемента он отличается высокой скоростью схватывания. Если обычный цемент набирает стандартную прочность (согласно марке) через месяц, то глиноземистый – за три дня, причем, половину прочности он набирает всего через 13–15 часов твердения. Даже пропарка не нужна… Сам собой разогревается. Настолько сильно, что охлаждения требует… Надо? Сколько? Могем!

– А что будет, если тяжелую фракцию не разделять предварительно магнитом, а плавить совместно?

Последний вопрос самый интересный. Помните состав байкальского ила? Часть фракций, при плавке, растворится в железе и получится металл… с довольно интересными свойствами. Слыхали или читали про "железную колонну из Дели"? Черная чушка, высотой 7,3 метра и весом шесть с половиной тонн, входит в состав архитектурного ансамбля Кутб-Минара, расположенного примерно в 20 километрах южнее Старого Дели. Знаменита она тем, что за 1600 лет своего существования практически избежала коррозии. Не ржавеет и всё. В предельно сыром и богатом агрессивными составляющими индийском воздухе… Долгое время, её считали чудом. Тем более, что гипотеза о метеоритном происхождении нержавеющего сплава колонны с треском провалилась. Никеля, в составе её металла, не нашли вообще. Там почти нет даже углерода (0,08 %). Зато полно неметаллических примесей (чуть ли не 2 % песка), как в плохом кричном железе. Только в 30-х годах металлурги разобрались с особенностями "волшебного" химического состава… Он оказался подобен современным атмосферостойким сталям (типа марки 10ХНДП), которые отличаются высоким процентом содержания в них такого, казалось бы, вредного элемента, как фосфор (до 0,15 %) и на воздухе образуют, с поверхности, прочную пленку, защищающую основной металл. Скорость коррозии, под такой защитой, в обычных условиях, составляет порядка 0,3 мм за 100 лет. В делийской колонне фосфора 0,11-0,18 %. Есть у знаменитой колонны и "старшая сестра", установленная в городе Дхар, аж в III веке. В составе той колонны 0,28 % фосфора. Метод, надо понимать, был известен мастерам доиндустриального века. И русским – тоже. Перила лестниц набережной реки Фонтанка, в Ленинграде, сделанные в мохнатом 1776 году, из железа с высоким содержанием фосфора, простояли неокрашенными, в условиях влажного климата, до наших дней. Умели!

Это к вопросу о "непостижимых тайнах прошлого"… Тьфу! Зла не хватает… Высеры мозга жопоруких столичных интеллигентов. Как же они любят рассуждать про недоступное науке! Прямо мания. Аристотель свою муху "о восьми ногах", между прочим, вывел логически. Поймать живое насекомое и пересчитать ему конечности, "великий философ" посчитал излишним… Это же работа! Занятие – недостойное аристократа… Надо ли удивляться, что при феодализме его умствования пользовались бешеной популярностью? Оно нам надо? С какой стати, в нашем положении, делать сложно то, что можно сделать просто? Зачем выдумывать? Зачем приплетать к творчеству древних мастеров уфологию, "летающие тарелки" и "древних атлантов"? В сходных обстоятельствах люди ведут себя сходным образом. Хоть сегодня, хоть многие тысячи лет назад…

Мысль продуть горячим дымовым газом высушенный речной ил – это очень сложно? Идея, просеять полученный материал, отделив легкую и тяжелую фракцию – непостижима для рассудка? А уж попробовать расплавить так похожую на драгоценную железную руду темную пыль в жарком огне горна – сам бог велел. Вот тебе и нержавеющее железо. Чистое, с характерной примесью фосфора, несущее в своем составе следы способа получения… Наверняка, эту технологию древние металлурги изобретали не раз, и не два, и не три… О чем и свидетельствуют, там и сям обнаруживаемые "нержавеющие артефакты". Везет индусам… Богатая страна! Много чего прямо на поверхности земли сохранилось. А в разоренной варварами Римской империи люди могилы разрывали, в поисках железных изделий. А в таком же разоренном Китае просеивали дорожную пыль, через сита, в поисках потерянных подковных гвоздей… "Металлический голод" страшен, как и голод обычный. В Италии археологи не обнаружили на поверхности ни одного металлического предмета античных времен. Всё железо и бронзу, под метелку, собрали, перековали и переплавили одичавшие жители Темных Веков.

Собственно причина, как открытия, так и утраты технологии 'индийского нержавеющего железа', по моему мнению – жуткий "металлический голод". Наступление Средневековья, в Индии III–IV веков новой эры, это период краха городов, стремительного обнищания, развала торговых связей, голодухи и отчаянных попыток как-то выкрутиться, за счет местных ресурсов. Пока ещё не потеряно искусство работы по металлу. Вот и стоят с тех пор, памятниками, железные колонны, как победный вопль всеми забытых работяг – "Могем, начальник!". Без привозной железной руды, из своего, из местного паршивого сырья – "Могем!" А оно начальникам надо? То-то и оно! Власти нужно население покорное и зависимое. Подчиненное Центру. Прочно "сидящее" на поставках сырья и материалов, по контролируемым правительством дорогам. Мелкие феодалы, в свою очередь, поддержать "высокие технологии" просто не в состоянии. Им бы пограбить, да удрать поскорее… Кто в такой ситуации крайний? Правильно, металлурги, мастера, искусники. Потому, как и центральная власть (изнемогая в борьбе с сепаратистами) и сепаратисты (круша конкурентов) старательно истребляют чужой военно-промышленный комплекс. Железо – это оружие. Неподконтрольный никому источник железа – угроза. Выгодно его уничтожить. Не вышел тогда у индусов прорыв в металлургический постиндустриал. А жаль…

Если умом подумать, мы многое с детства, из книжек-кинофильмов знаем. Тысячи лет считали вполне нормальным, когда люди ехали в бесконечную даль, высаживаясь на дикой земле. И не пищали. Рубили лес, для зданий и частокола ограды, корчевали пни под пашню, сами лепили кирпичи для печей, сами добывали металл для инструментов. Сами пряли и ткали, сами мастерили утварь и посуду. В чем разница? Разве что – в объеме доступных навыков. Парадокс, однако… Неграмотные русские мужики, добрели, ажно до Тихого океана. С другой стороны Земли, такие же неграмотные мужики – дуром плыли через Атлантику в колонии. Без особых страхов и сомнений, что не справятся. Зато сегодня нам, их потомкам (!), талдычат, что всё надо покупать… Идея, что современный человек способен сам делать нужные вещи "в любом месте из всего", отвергается или высмеивается… Пример? Представьте, что дачник, на своих шести сотках, затеет самолично плавить, из добытого при копке фундамента грунта, железо и потом ковать самодельные тяпки с топорами. Согласен. Да, сегодня это смешно… Пока, смешно. Нам. А вот 60–70 лет назад – увы, нет. А сто лет назад – уже заманчиво. Потому, что 28 кг железа, на душу населения в год, которые выплавляла в 1913 году Россия, это самый низкий показатель среди индустриально развитых держав. И железо ценилось, почти как в дикие средневековые времена. Посмотрите-ка на фото тех лет. Дерево, дерево, дерево… Для сравнения, гляньте на фото американских пейзан. Сколько у простого фермера, на дворе и в хозяйстве, было железной утвари… Уверен, что ещё ваш прадед, за подробную науку, "как делать железо из земли", был бы очень благодарен.

В принципе, что такое постиндустриал? Это когда в любом месте, подняв с земли первый попавшийся комок грязи, мастер, быстро и дешево, делает из него нужную ему вещицу произвольной технологической навороченности. Или, получает удобный полуфабрикат, для того же… Именно так, буквально… Что и было показано всем заинтересованным сторонам контакта. Гм… Публичное представление получилось. Хорошо, что аборигены не умеют свистеть и хлопать в ладоши от восторга. Тунгусы явно ошалели, от неожиданного знания, что драгоценное железо, оказывается, есть везде. Бери и мастери из него, что надо. Разумеется, если умеешь. Немного хлопотно, крайне опасно для здоровья, но, каждому доступно. Ну, нет в мире тайн, нету… А что есть? Природная лень, да пошлое барское скудоумие. Злобная зависть и агрессивная тупость. Так-то! Тунгусам, конкретно загибающимся от недостатка металла, смеяться и в голову не пришло. Каждый жест, каждое моё движение они старались запомнить намертво. Как это умеют только первобытные люди. Пускай и женщины. Какого черта? Если мы взялись ломать местную историю об колено, так не фиг мелочиться… В нашем реале аборигены Сибири испытывали "железный голод" даже в ХХ веке. Есть смысл это изменить…

Почему детей в школе не учат таким вещам? Реально-то, "металлургия нищих" проста до неприличия. Поднимаем из-под ног ком глины (обычной). Сухой, желательно… Той самой, что при обжиге дает черепок красно-коричневого цвета. Это соединения железа её окрашивают. Если глина мокрая, то вместо окиси там будет гидроокись. По весу, железа, в простой глине 7-12 %, десятая часть. Как "из этого гэ" добыть металл?

Сооружаем простейший газогенератор (труба, забитая угольками, с поддувом и сборником для золы). Самовар видели? Если набить топливом под самый верх, то на выходе тоже будет генераторный газ. Просто тяги в трубе самовара маловато для ворошения глины и пресекания её спекания. А уж голыши ворочать, тем более. Компрессор, дающий хоть 0,1 атмосферного давления – предпочтительнее. Запускаем процесс… Газ пошел? Точно? Проверяем лучинкой. Горит! Состав горячего генераторного газа мы уже знаем – 50 % азота, 30 % окиси углерода, 10–12 % водорода и примеси. Температура его соответствующая, под 1000 градусов, то есть, работать надо осторожно. Патрубки должны быть тугоплавкими. Скручиваем самоварную трубу набок (хорошая самоварная труба – она коленчатая). А теперь – представление для автохтонов. Фокус-покус!

Растираем ком рыхлой глины (если лень зачерпнуть готовой пыли, с обочины дороги) и засыпаем этот порошок в керамический стакан. Желательно в тугоплавкий тигель. Из шамотной массы, например. Или там магнезита. Направляем в стакан струю горячего генераторного газа, помешивая его содержимое железной проволочкой. Уже через десяток минут (!) все окиси-закиси железа газ восстанавливает до металлического состояния. Причем, это экзотермическая реакция и попутная минеральная пыль (смесь кремнезема, окислов железа, глинозема и известняка) дополнительно раскаляется сама собой… Кстати, интересная штука. Пока глина холодная, восстановление железа и нагрев зоны реакции обеспечивает окись углерода. И только после нагрева выше 830 градусов Цельсия водород начинает опережать её по активности. Таким образом тепловой эффект реакции покрывает потери на естественное охлаждение. Хорошо было б не поднимать температуру выше точки Кюри (для железа 769 градусов Цельсия), но, это можно только при одновременном растирании глины голышами, в кипящем слое. Если оставить порошок при низкой температуре в относительном покое, то игольчатые кристаллы восстановленного металла сцепятся в плотный конгломерат. Такого нам не надо… Выгоднее разогреть массу посильнее. Горячее 800 градусов. Тогда все крупинки сохранят гладкую форму…

Чем мерить температуру в зоне реакции? Магнитом, естественно. Самым обыкновенным, "подковой". Ниже точки Кюри восстановленное железо – магнетик. Поднеси к стенке стакана магнит – за ним потянется кучкой серой пыли восстановленный металл. Можно глянуть на его фактуру и сыпучесть. Отнял магнит – всё осыпалось на дно. Поддал газу – тоже осыпалось. Нагрелось так, что железо утратило ферромагнитные свойства. Просто? Не просто. После окончания процесса газ сразу убирать нельзя. Мелко раздробленное железо – пирофор. Само воспламеняется на воздухе. Надо продолжать держать его в восстановительной атмосфере газовой струи. Только уменьшить напор. Как избавиться от шлака? Оп-па! Прижимаем магнит к донцу стакана, встряхиваем его содержимое последний раз и… высыпаем клинкер. Железная пыль, чуток остыв, обрела магнитные свойства, прилипла к дну сосуда. Теперь достаточно перевернуть стакан нормально – на дне один металл. Половина дела! Надвинуть на сопло трубку, для смешивания газа с воздухом и поджечь факел. Получается импровизированный мартен, там пламя тоже греет расплавленную сталь сверху.

Нагреватель у нас самопальный, несколько смахивает на классическую горелку Теклю, с регулятором. Во-о-от… Настраиваем пламя. Оно не должно коптить, светить и громко гудеть. Воздух – тоже подогреть, для снижения тепловых потерь. Калорийность основного "топлива" не фонтан. Потекло… Комочки и пыль собираются в капельки, сливаются в лужицу. Теперь на дно стакана (или уже тигля?) надо бросить кусочек чугуна. Легирующую добавку. Химически чистый "феррум" – в хозяйстве практически бесполезен. Разве на новую нержавеющую колонну, типа ранее описанной, индийской, начать материал собирать. Нам тут нужна углеродистая сталь, вот… И сколько её вышло, той стали? Бульк… Граммов пятнадцать плещется. На один наконечник стрелы как раз хватит… Для показухи – в самый раз. Хотели увидеть "железо из грязи"? Нате!

Помните, я говорил, что будущего народного героя надо растить и пестовать? Зачем время зря терять? Слава богу, не городской телепузик. Вполне себе развитый малолетний дикарь. На лету подметки срежет… И понятливый, аж дрожь пробирает. Достаточно было один раз показать, как из подручной формовочной массы собирается литьевая форма… прилип, как банный лист. Ну, я растолковал, сколько вышло, без языка. Жалко, что ли? Получился уместный случаю бенефис. Вот – готовый черешковый наконечник бронебойной стрелы, выкованный неизвестным мастером и использованный в качестве модели. Лежит на виду. Старый, окисленный, тронутый временем. Если всё пойдет удачно, то сейчас, из пробной порции металла получится его двойник. Половинки формы уже плотно сжаты, волосинки из будущих литников выдернуты, веревочная петля обвила тощее мальчишеское запястье… Общество затаило дыхание. Аккуратно наклоняю тигель над воронкообразным отверстием. П-ш-ш-ш-ш! Струйка металла, с шипением, заполняет воронку формы.

Парнишка, кошачьим движением, отпрыгивает в сторону, утаскивая привязанную к веревке форму и одновременно раскручивая её над головой, подобно праще… Как он её крутил! Глаза горели! Будто заводил главный винт механизма вселенной… А может быть, для него, оно примерно так и выглядит? Минута, три… пять… Да хватит уже! Всё! Слабо дымящаяся форма, буквально силком, отнята у малолетнего литейщика. Народ подается вперед, хотя всем внятно было сказано – за черту не переступать. Волшба, хе-хе, творится не шуточная! Центробежное литье стали, однако! Первая в этих краях плавка… На три сотни лет раньше реального срока (мы – не в счет). Я имею в виду, именно аборигенов. Ведь не всегда они в ничтожестве пребывали. Из цветных металлов, как раз таким кручением залитой формы над головой, разные узорчатые украшения в этих краях льют давненько. Старый, надежный способ. Археологи подтверждают. Ну, что там?

Веревочный узел аккуратно распускается, одним ловким движением. Наш современник не возился бы, разрезал хитрое плетение. У тунгусов веревка – рукотворная вещь, дорогая. Берегут. Узелок, между прочим, приметный. "гражданин-начальник-Экселенц", как его впервые увидел – утратил дар речи. Не бывает таких узлов! Все мало-мальски заслуживающие внимания узлы моряки давно знают, новостей не ждут. А вот вам! Тунгусский, особый… Самораспускающийся… Возможно, он специально для веревочных ремней придуман. Или тетивы. Веревки, в этих безлошадных, местах – пока хай-тек. Или боевой трофей… И что там, внутри?

Пацан, стиснув зубы, шипит и плюется на обожженные пальцы. С крещением, литейщик! Наконечник готов! Не зря старательно выравнивал костяной лопаточкой дефекты формы. Не зря пудрил стенки мелкой пылью… Обламываем лишнее… Чуть пройтись по кромкам точильным бруском, и можно крепить к древку стрелы. Форма цела. Для нас более-менее привычно, для местных чудо. Супер-пупер-нано-технологический прорыв. Оказывается, железные инструменты можно делать и самим. Никому не кланяясь. Если припечет, хе… В произвольной (!) точке планеты. И не нужны, вообще, специальные рудники и угольные разрезы. Раз-два-три – получите готовое изделие. Жуль Верн, с его "Таинственным островом", увы, безнадежно отстал от жизни.

Я бы этот наконечник, на всякий случай проковал. Хоть центробежное литьё и гарантирует отсутствие полостей, в теле детали, но кристаллическая структура слитка – вопрос… По живому телу – сойдет, а броню может и не взять. Не пуля же, края тонкие… Только напоминать о подобном, в миг чужого торжества – верх бестактности. Да перестань ты, горячую железку, голыми руками хватать! На, вот тебе… да хоть и магнит!

Конечно, как я мог сомневаться! Магнит, вместе с прилипшим к нему "изделием", тунгусского литья, как угодил в цепкие лапки оклемавшейся к нашему возвращению старушонки, так в них и остался. Больше за наконечник никто руками не взялся. Может оно табу, для женщин и детей, брать детали оружия, может ещё какой запрет… Есть же у бурятов запрет на произношение 'мужских' слов, а у нас – на мат для детей. Главное – принцип получения добра из дерьма блестяще подтвердился. И шаманка намотала сей факт на отсутствующий у неё ус. Варнаков прав. Посланцы бога Агды, при всей неотесанности, бабке приглянулись. Теперь главное, не дать тунгусам сесть себе на шею. Надо им железо? Пускай сами же его и добывают, хе…

Глава 13. Полевая электротехника

Вопросы в тему есть? Целых два? Догадываюсь. Первый, это где, посреди глуши и дикости, раздобыть мощный магнит? Второй, откуда, в той же глуши, взять высокое напряжение для электрофильтра? Резонно.

Начнем с магнита… Дорогие, как бы выпускники средней школы! Вы слышали, что у планеты Земля есть собственное магнитное поле? Отлично. А про свойство железных предметов намагничиваться что-либо знаете? Совсем хорошо! Как это делается, хоть раз, видели? В школе такого не показывали? Эх, опять мне…

Берем любой стальной стержень (иглу, разогнутую канцелярскую скрепку, гвоздь, вязальную спицу) и втыкаем в деревянную щепку, придавая плавучесть. Иглу, помусолив её жирными пальцами, при известной ловкости, можно положить на поверхность воды прямо так. Что случится? Иголка развернется, вдоль линий земного магнитного поля, указав направление на Северный полюс. Горизонтальная координата есть. Теперь ту же самую иголку или спицу, надо уравновесить на нитке, перетянув пробную железку точно по центру тяжести, а затем развернуть её по найденной ранее линии "север-юг". Если спица хорошо сбалансирована, то она наклонится под углом к горизонту, показав вертикальную ориентацию линий магнитного поля в этой точке планеты. Зная указанные направления (отметив их подходящими ориентирами) мы можем изготовить постоянный магнит достаточно большой силы из любого железного предмета. Даже из лома или кочерги… Надо поставить будущий магнит в точно такое же положение, что имела указывающая магнитное склонение спица и несколько раз сильно ударить по железяке молотком. Вызвать вибрацию… Кочерга намагнитится! Насколько сильно – зависит от состава сплава и степени его закалки. Согни её подковой – готов магнит. Так примерно, сотни лет (!), до открытий Фарадея, изготавливали самодельные магниты и стрелки компасов.

Теоретически, можно обойтись без стука, ориентируя в магнитном поле Земли раскаленный докрасна (до полной потери магнитных свойств) железный предмет. В момент остывания получится тот же самый постоянный магнит. Даже более сильный, чем "ударного" изготовления. Но, сами прикиньте трудоемкость. А с готовым источником постоянного тока и катушкой, вам магнит любой изготовит. Это не интересно… В литературе, про альтернативную историю, называется – "рояль в кустах". Видели, кто-нибудь, тут рояли в кустах? Вот и я не видел… Угрюмый реализм вокруг, граждане. До изобретения гальванического элемента осталось ждать всего 170 лет, а до изолированного электрического провода – все двести. Не доживем…

Вывод? При решении второго вопроса, о высоковольтном источнике энергии, рекомендую заранее руководствоваться животворящими идеями "чучхе", то есть, "опираться на собственные силы". Ну, ещё на знания, в собственной голове. Возвращаемся к школьной программе. Ну-ка… Есть ли у Земли собственное электрическое поле? Кто помнит его характеристики? Смелее! Чего смотрите уныло? Забыли или не знали?

Для абсолютно ясной погоды, в районе экватора, вертикальная напряженность электрического поля у поверхности моря составляет ~ 130 вольт на метр. То есть, подняв руки над головой, вы получите между пальцами и ботинками, разницу напряжений, равную амплитудному напряжению в обычной розетке, около 310 вольт. Почему этого никто не замечает? Во-первых, тело – проводящий объект и его потенциал почти совпадает с потенциалом грунта. Во-вторых, воздух – отличный изолятор и электрический ток через него протекает при гораздо более высоких напряженностях. Порядка 30 киловольт/см, ага… И даже в этом случае сила тока, через воздух, неприлично мала, миллиамперы и доли миллиампера. Кто был в горах и видел, как на пальцах и остриях возникают, в непогоду, «огни святого Эльма» – тот знаком с предельным вариантом атмосферного электричества. А лично мне такие огни ещё в школе показывали, с помощью электрической машины. Стоишь себе на диэлектрическом табурете, в затемненном классе, кто-то крутит ручку агрегата, а у тебя – волосы во все стороны торчком и на растопыренных руках горят синие коронные разряды. М-дя… А если, на ту же «электрическую табуретку» поставить девчонку с длинными волосами – зрелище отпадное. Поле раздвигает прическу, «снопом» во все стороны, каждая волосинка отдельно… Визг, крики, искры…

Тот же самый эффект можно получить и совсем простыми, почти домашними средствами. Достаточно иметь под рукой высокий громоотвод или запустить в небо, на металлической проволоке, воздушный шар или змея. Простейшая арифметика. Если с каждым метром напряжение возрастает на 100–200 вольт, то уже в нескольких десятках метров над землей возникают условия для пробоя воздуха электрическим разрядом.

Можно посчитать и конкретно. Формулу громоотвода знаете? Ну, же! Ладно… понимаю, вам это в жизни никогда бы не пригодилось, потому и голову ерундой не забивали… Кто же знал, что фортуна задом повернется? Хорошо, напоминаю – "Громоотвод защищает от атмосферного разряда (молнии) площадку, в виде окружности, описанной вокруг его основания, с радиусом равным его высоте". Почему? Потому, что громоотвод является концентратором напряжения, и все силовые линии атмосферного электрического поля, которые ранее равномерно распределялись по оной площадке, теперь "стянулись" к его вершине. Туда же, при случае, ударит из грозовой тучи молния. Навстречу развивающемуся с вершины громоотвода "лидеру". В смысле, сначала над его возвышенной частью возникнет коронный разряд, а уже оттуда потянет цепочку ионов воздуха, достаточную для пробоя молнии "линейного" типа. Господи, ребята, ну почему же у вас такие хмурые рожи?

Спрашивается, можно ли получить сходный эффект (газовый разряд на высоко поднятом электроде) в ясную, безоблачную погоду? А если можно, то, что это нам дает в практическом смысле? Ведь за пределами разряда воздух так и останется диэлектриком. Тогда зачем? Есть причина и смысл, однако… Откуда вообще берется электрический заряд атмосферы? Что его питает и поддерживает, гм… миллиарды лет? Ликбез:

Приблизительно 40 % энергии падающего на Землю солнечного света, по ходу обратного излучения в космос, на некоторое время (участок конвективного теплообмена) превращается в энергию потенциального электрического поля. Заряд тропопаузы и стратосферы производят восходящие от поверхности планеты потоки нагретого воздуха с примесью водяного пара. Естественная утечка этого заряда осуществляется за счет ионизации воздуха космическими лучами, гроз, выпадения дождя и снега на горные вершины. А вы думали, почему высокие пики всегда в снеговых шапках? Туда, то же самое электрическое поле, день и ночь тянет висящую в верхних слоях атмосферы заряженную ледяную пыль.

Однако, начнем издалека, с космоса. Температура любого небесного тела жестко задана интегральной мощностью внешнего излучения, поглощаемой его поверхностью и внутренним тепловыделением из недр. Для Земли среднегодовой поток солнечного света колеблется от 250–300 Вт/кв. метр на экваторе до 50-120 Вт/кв. метр в полярных областях. Охлаждение в вакууме, естественно, чисто радиационное.

Сумма потоков энергии, достигающих поверхности в точности равна потоку энергии излучаемой обратно в космос. Но, многие планеты Солнечной системы (в частности Земля) имеют атмосферу. У них только стратосфера (откуда тепловая радиация уходит в мировое пространство) близка к норме теплового баланса (для Земли около -25 градусов С). На поверхности небесного тела, окруженного газовой оболочкой, всегда значительно теплее. Эта штука называется "парниковым эффектом".

Любая атмосфера является спектральным фильтром с несколькими окнами прозрачности. Она может пропускать свет строго определенного диапазона. Поскольку максимум обратного (теплового) излучения с поверхности всегда сдвинут, относительно поглощенного, в длинноволновую область, то и радиационное охлаждение (подобно голым астероидам) невозможно. Излучение от поверхности не расходится, нагревая прилегающий воздух. Для удаления тепловой энергии в космос нужен очень производительный механизм с материальным теплоносителем. В плотной части газовой оболочки планет (до стратосферы включительно) теплопередача почти целиком конвективная. Тропосфера Земли (это ниже 12–17 км) содержит 90 % массы воздуха и 99 % атмосферной влаги. Тепловой поток "поверхность-космос" там идет за счет механического перемещения воздушных масс. Это – предельно грубая модель процесса. Теперь, её важная деталь.

Баланс радиационного притока энергии и конвективного оттока тепла требует быстрого вертикального движения теплоносителя. Возникает резкий перепад температуры и давления по высоте. Тепловой напор между поверхностью планеты и верхней границей тропосферы (высота 12–17 км) достаточно велик (на Земле в районе экватора от +45 градусов С на уровне моря до -70 градусов С в тропопаузе). Но, сам по себе, конвективный теплообмен всё равно не справляется с нагрузкой. Энергия тупо "застревает" в нижних слоях атмосферы. Воздух – исключительно плохой теплоноситель. В результате основная нагрузка по переносу энергии через плотные слои приземного воздуха обычно лежит на гораздо более производительном эффекте фазовых переходов, действующем параллельно с конвекционным. Атмосфера четко стратифицирована по высоте на слои, отличающиеся составом, плотностью и температурой. Двигаясь из жары в холод и обратно, часть компонентов воздушных потоков циклически меняет агрегатное состояние (испаряется, поглощая тепло, и конденсируется, его отдавая). В момент конденсации, в верхних слоях атмосферы, каждая молекула выдает квант уходящего в мировое пространство излучения. На Земле "рабочим телом" описанного теплового насоса на фазовых переходах является вода, на Венере – серная кислота, на Юпитере – аммиак.

В разных районах планеты за счет испарения воды с поверхности и её повторного испарения в облаках (водяной аэрозоль сильно поглощает инфракрасное излучение) из тропосферы переносится в стратосферу до 10–55 % интегрального потока солнечной энергии. Среднее содержание водяного пара в атмосфере Земли не превышает 0,3–0,4 %, зато энергоемкость его испарения-конденсации огромна и совокупный вклад испарения и конденсации в работе "атмосферного теплового насоса" преобладает. Так обеспечивается более 95 % теплообмена между поверхностью и стратосферой. Процесс идет круглосуточно. Он наиболее интенсивен в тропическом поясе над океанами, но заметен даже над вечными льдами во время полярной ночи. В средних широтах, за зиму, испаряется до 25–30 % выпавшего снега.

Работа описанного атмосферного механизма сопровождается своеобразными побочными эффектами. Изменение агрегатного состояния вещества резко меняет его диэлектрическую проницаемость. На границе раздела фаз всегда возникает спонтанная электризация. Происходит преобразование части тепловой энергии компонентов воздуха в электричество… Конденсация водяных паров, в холодных верхних слоях газовой оболочки, сопровождается накоплением там большого количества положительно заряженных частиц. Так возникают объемные заряды, образующие сплошной слой в верхних слоях атмосферы Земли.

Самые верхние слои атмосферы сильно ионизированы космическим излучением и представляют собой область высокой проводимости. Результат? Заметные изменения напряженности поля над любой точкой поверхности планеты сопровождаются быстрым перераспределением зарядов в стратосфере и ионосфере. Поэтому, средняя напряженность атмосферного поля по всей планете почти стабильна.

Электрическое поле самых нижних слоев атмосферы, тем не менее, очень изменчиво. Оно связано с взвешенными в воздухе мельчайшими капельками воды и кристаллами льда. Свободные носители зарядов (ионы и электроны) в тропосфере почти отсутствуют. Это придает плотным слоям воздуха изоляционные свойства и препятствует саморазряду аэрозольной массы. В силу малой подвижности частиц конденсата, объемные электрические заряды (облака, струи тумана и пр.) крепко связаны с несущими турбулентными потоками и долго перемещаются с ними (часто неделями), пока не испаряются, не разряжаются на горные вершины или не выпадают на поверхность с осадками. Так "струйные" электрические токи в стратосфере и зеркально подобные им "теллурические" токи в верхних слоях земной коры. Результат?

В атмосфере постоянно висит положительный объемный заряд величиной около 0,57 млн. кулонов. Он создает электрическое поле с уже упомянутой средней напряженностью 130 В/м. Поле пульсирует в такт вращению планеты (максимум его напряженности в 17–00, по Гринвичу, когда на солнечной стороне парит Тихий океан). Средняя разность потенциалов между поверхностью и стратосферой составляет около 400 кВ. Это есть в любом хорошем учебнике физики.