Люди не боги, але створили блискавку



А все

почалося

з того,

що серед зими вдарив грім

і потім

сипонуло

снігом у вікно кав’ярні

«Східні ласощі».

Я згадав приказку,

що блискавка

б’є там,

де заховано скарб.

Але у відвідувачів було

інше

на думці.



– Грім на голі дерева – бути голодові, – пророкувала жвава барменша, відкриваючи перед нами споконвічний страх перед грозовою стихією.

І ця тривога разом із запахом кави сягала кожного столика, аж поки не добралася до нашого. Тоді мій колега, відомий фотожурналіст, розповів історію минулого літа, як недалеко від нього в землю влучила блискавка й електричний розряд пройшов через плече й ногу. Ця подія потрясла колегу до глибини душі, адже «грім убив його батька».

У цьому була якась містика. Згадалося, що верховний грецький бог Зевс карав саме блискавками, як, до речі і слов’янський Перун. У християнському Апокаліпсисі від Божого престолу теж «виходять блискавиці, громи й голоси...»

Мій знайомий священик нічого додати до Святого Письма не зміг. Мовляв, і на життя, і на смерть – воля Божа. Але мене ця відповідь не влаштовувала. І тому я відправився до науково-дослідного й проектно-конструкторського інституту (НДПКІ) «Молния», де, на мою думку, про блискавки повинні знати все.

Учені знають багато, але ...

Директор інституту доктор технічних наук Володимир Іванович Кравченко з того покоління, що формувалося під палкі суперечки, хто головніший: фізики чи лірики. Насправді ж «фізики» часто писали непогані вірші, а «лірики» – створювали романи про вчених. Отоді, коли Володимир Іванович замислювався, яку професію йому обрати, і з’явився роман Даниїла Граніна «Іду на грозу».

– Твір, безумовно, вплинув на вибір мною професії, – зізнається теперішній доктор наук.

Герої роману – працівники лабораторії-літака, які з ризиком для життя піднімалися в небо, вивчаючи пекло – грозову хмару. Така лабораторія тоді й справді існувала. Але була й інша, на землі, де не лише ви-вчали грозу, а й моделювали блискавки. Щоб потрапити до неї, Володимиру Івановичу потрібно було обрати в ХПІ спеціальність «інженерна електрофізика». То був перший рік, коли вона з’явилася у вузі. Перших випускників через п’ять років запросять до Інституту фізики блискавки. Потім – кар’єра вченого, який захищатиме докторську на блискавках, очолить відомий тепер в усьому світі інститут.

Якщо зважити, що блискавки вражають військові, космічні об’єкти, атомні станції, а хтось це досліджує, то не важко уявити, які органи опікувалися раніше інститутом. Мабуть, ще років десять тому зустріч з директором «Молнии» була б не можливою. А сьогодні ми говоримо про далекі Анди й ченців, яких настрахало дивне явище.

А помітили мешканці високогірного монастиря, як перед грозою починають світитися хрести на церковних дзвіницях і гострі предмети.

– Це явище називається «Вогні святого Ельма», – пояснює директор. – Вони – вісники того, що тут може вдарити блискавка.

Траплялося, що сяюча корона з’являлася довкола корабельних щогол. І тоді моряки кидали весла та здіймали очі до неба. Тепер учені говорять, що це один із видів блискавок, і пояснюють коронний розряд кількістю статичної електрики в атмосфері.

Перунові стріли, що лякають пересічного мешканця Землі, вчені називають «лінійними блискавками». Ми помічаємо лише 15 відсотків того, що відбувається насправді. Адже 85 відсотків розрядів проходить усередині грозових хмар та між ними. Іно-ді стріли-блискавиці сягають 20-кілометрової довжини. Коли вони влучають у щось на землі, гримить грім.

Харківщина вважається пересічною областю щодо грозової активності. Натомість Курська «притягує» блискавки. Там – залізна руда, отже електрична неоднорідність з високою провідністю. Такі місця гроза полюбляє. Отож, по блискавках і розшукали корисні копалини. Буває, що блискавка б’є там, де вода близько біля поверхні. І тоді народжується джерело.

– Бачите, правда, коли кажуть: блискавка б’є там, де скарб, – говорить директор «Молнии».

Бувають блискавки, схожі на жіноче намисто або чотки ченця. Тому їх ще називають чотковими. Це «перехідна» блискавка між лінійною та кульовою.

– Кульова блискавка – найзагадковіша з усіх, – говорить Володимир Іванович.

Учені знають, що ця блискавка більше схожа на грушу, що завдяки обертанню власних магнітних сил вона існує, підтримуючи рівновагу плазми... Але як саме це відбувається – не відомо. Намагалися, звичайно, з «гармати» вистрілювати згустки плазми, але кульова блискавка під час експериментів не вдавалася.

У світі знайдеться, мабуть, менше п’ятдесяти очевидців, хто міг би детально її описа- ти – звук, що вона подає, запах, розміри. Можливо, причиною є те, що для багатьох зустрічі з цією гостею закінчувалися трагічно. Адже, натрапивши на перепону, кульова блискавка вибухає, виділяючи велику кількість енергії.

Про випадок, що трапився під Чугуєвом, біля військової частини, кілька років тому писали газети. Блискавка, що «не зачепила» підлітків, які відганяли її сосновими гілками, несподівано «зацікавилася» будиночком для рибалок. Після вибуху залишився лише фундамент та обгорілі трупи двох рибалок. В іншому випадку кульова блискавка, пролетівши через комбайн, спалила комбайнера в кабіні... І таких випадків багато.

Проте кульова блискавка – не єдина таємниця для вчених. Сьогодні вони ламають голову над тим, чому, скажімо, блискавки б’ють в основу Останкінської телевежі, а не, як «потрібно», у найвищу точку споруди.

Немає єдиного погляду й на те, що змушує концентруватися різнополярні заряди. Адже вони накопичуються на величезних площах і «не змішуються».

А от щодо зимових громів, то їх можна пояснити електризацією кристалів льоду. Тому це відбувається переважно в морозний день. У пустелі Сахара сяють блискавки й гримить грім під час піщаних бур.

Виверження вулкана теж супроводжується блискавками. Блискавки в наелектризованому попелі справляють враження пекельного дня. Втім, учені ставляться до цього спокійно.

Блискавка –
теж «модель»

В інституті «Молния» блискавку вивчають не лише як природне явище.

– Блискавка – явище статистичне, – говорить Володимир Кравченко. – І я мушу розуміти, що ця небесна гостя «приходить» коли хоче й куди хоче. А для того, щоб ви-пробовувати літаки, космічні кораблі, наземні об’єкти на стійкість до високоенергетичних вражень, у першу чергу блискавок, потрібно мати більш передбачуваних «партнерів». Ними є змодельовані блискавки, що їх «запускають» на унікальному обладнанні. А з’явилися штучні блискавки у Харкові досить давно.

Історія становлення інституту як провідного в цій галузі розпочалася ще в 30-ті роки. Тодішній нарком електротехнічної промисловості Г. М. Крижанівський запросив керівника високовольтної лабораторії С. М. Фертика і запропонував ученим електротехнічного інституту, що пізніше стане частиною ХПІ, вирішити невідкладне завдання – грозозахист величезної системи «Донбасенерго».

Тоді у високовольтній лабораторії на кафедрі електропередач був споруджений унікальний навіть за світовими мірками генератор штучних блискавок з робочою напругою 3 мільйони вольт, призначений для проведення грозових випробовувань енергетичної системи Донбасу.

З науково-дослідної лабораторії техніки високих напруг та перетворень постало особливе конструкторське бюро високовольтної імпульсної техніки, а в 1990 ро-ці – науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут «Молния».

У минулі роки колектив інституту займався і проблемами металургії, й космічних технологій. Але вершиною розробок під керівництвом С. М. Фертика став унікальний генератор штучних блискавок на 15 мільйонів вольт для дослідження фізики блискавки.

Сьогодні інститут – величезний науково-виробничий комплекс, що має експериментальну базу під Харковом на площі 12 гектарів. За своїм технічним оснащенням і практичними можливостями база інституту не має аналогів не лише в СНД, але й у Європі та Азії.

– Наша техніка дозволяє проводити ви-пробування щодо враження та дестабілізуючих впливів потужних електромагнітних перешкод природного та штучного походження – грозових розрядів, електромагнітних імпульсів різних джерел, розрядів статичної електрики, електромагнітних полів високовольтних ліній електропередач, контактної мережі залізниць, – говорить Володимир Іванович і показує фотографії.

...Я розглядаю знімки, зроблені під час відвідання експериментальної бази «Молнии» американськими вченими. За рекомендацією американців, експериментальна база інституту занесена до реєстру світових випробувальних центрів. Єдина з України. Що це означає? А те що результати випробовувань у Харкові мають визнаватися тепер у всьому світі. І прикладів цьому більш ніж достатньо.

Про «високий» космос

Пересічна людина впевнена, що в космосі блискавок не буває. Тому версія, згідно з якою блискавка призвела до загибелі американського космічного човника «Колумбія», була сприйнята із певним здивуванням. Володимир Іванович Кравченко теж не згоден з цією точкою зору, звертаючи увагу на те, що аварія сталася під час посадки.

А от при злеті космічні кораблі можуть зініціювати блискавки там, де їх у природі не може бути. Так сталося з космічним кораблем «Apollo-12», що зініціював блискавку й отримав пошкодження. Після цього американському досліднику Юму було виділено 5 мільйонів доларів на вивчення проблеми захисту космічних кораблів від уражень блискавкою.

Щодо інституту «Молния», то цією проблемою він займається давно у співробітництві з КБ «Південне». Це й ракетоносій «Зеніт», і програма «Морський старт», у якій задіяні американці.

Проте ще кілька років тому вони залучали харків’ян до співробітництва в рамках програми «Альфа» – політ російсько-американського екіпажу. Річ у тім, що, готуючись до цього польоту, російська сторона повинна була забезпечити вимоги електромагнітної сумісності. Без цього заокеанські партнери не приймали стикувального вузла. Росія не змогла виконати цю роботу, а здійснили її в НДПКІ «Молния».

З останніх космічних новин: директор інституту повернувся з Китаю, де обговорювалося питання захисту космічних кораблів від ударів блискавок та статистичних розрядів. У цій галузі передбачається співробітництво протягом п’яти років. Фахівці «Молнии» обіцяють збудувати в Китаї випробувальний центр.

– У свій час ми збудували лише в Росії близько 20 таких центрів: проектували, виготовляли обладнання й поставляли його, – говорить директор. – А нещодавно з нашою допомогою такий центр з’явився у КБ Антонова.

Літаки, можливо, більше, ніж космічні кораблі, потребують захисту від блискавок. Статистика стверджує, що за період експлуатації, тобто 10–15 років, літак щонайменше 15 разів вражається блискавкою в мільярд вольт. При цьому сила струму буває від 20 до 250 тисяч ампер. Саме такий струм використовувався при випробуваннях літака Ан-140.

– Ми провели великий комплекс сертифікаційних випробувань обладнання цього літака, – говорить директор.

У НДПКІ не лише космічні турботи, а й земні. Вирішення проблем захисту електростанцій, підстанцій, мереж від блискавок та інші.

Зрозуміло, що все це здійснюється на висоті космічних технологій. І як підтвер-дження цього – акредитація інституту державою на проведення найвищих випробувань – сертифікаційних. При цьому випробувальна база «Молнии» значиться серед 27 об’єктів України, віднесених до національних надбань.

Л. Логвиненко.