Страница:
Впрочем, конструкция Максима тоже служила более шести десятилетий – до конца Второй мировой войны.
У нас перед нею его пулемёт сняли с производства, дабы заменить новейшей разработкой Василия Алексеевича Дегтярёва. Увы, принцип запирания разведением боевых упоров, успешно употреблённый им ещё в ручном пулемёте 1927-го года, в станковой версии 1939-го явил серьёзную «детскую болезнь». Упоры дегтярёвской конструкции довольно длинны. Под давлением пороховых газов металл заметно сжимается – торец затвора осаживается назад миллиметра на два. Это ещё в пределах прочности материала гильзы. Но характерный для станкового пулемёта режим огня длинными очередями добавляет к осадке ещё и термическое расширение конструкции. Поперечный разрыв гильзы, весьма редкий в ДП-27, стал в ДС-39 неприемлемо частым. Времени на доводку системы не оставила начавшаяся война. Пришлось возрождать производство «Максима» – старого, сложного, тяжёлого, но доведенного до высокой степени надёжности. А раздвижные упоры укоротил до роликов (тем самым сократив упругую осадку металла до безопасного уровня) и сочетал с использованием отдачи Вернер Грунер – и немецкий пулемёт MG-42 выпускается под разные патроны до сих пор.
Грунера с Дегтярёвым и Люгера с Борхардтом знают – за пределами тесного мирка создателей и фанатичных ценителей оружия – несравненно меньше, нежели Максима. Хотя его конструкция несомненно плоха на фоне почти любого последующего огнестрельного творения. Правило Безиковича работает!
И работает не только в оружейном деле (и математике). Джеймс Клерк Максвелл описал электромагнитное поле системой из 20 уравнений с 12 неизвестными. Практически пользоваться теорией стало возможно лишь после того, как Оливер Хевисайд преобразовал систему в четыре дифференциальных уравнения, создав для этого новые разделы в векторном исчислении. Но и новые уравнения носят старое имя Максвелла.
Хевисайд не в обиде: ему хватило собственных находок. Так, он придумал способ сведения дифференциальных уравнений к алгебраическим – и математикам пришлось искать обоснование удобного открытия. Он же вычислил: на высоте 100–120 км воздух так ионизирован, что достаточно длинные волны отражаются от него и могут обогнуть всю Землю (те волны, что проходят сквозь слой, именуют ультракороткими). Радисты доселе именуют распитие спирта, выданного для очистки многочисленных контактов, промывкой слоя Хевисайда.
Иной раз открытия и вовсе свершаются по ошибке. Историки доселе спорят: выбивал ли Христофор Колумб государственное финансирование под предлогом, способным найти отклик у тогдашних правителей – или сам верил, что Индия выходит к западному берегу Атлантики?
Неуклюжи бывают не только творения, но и сами творцы. Крайне застенчивый Фрэнклин Уинфилд Вулворт не мог – по тогдашнему обычаю – торговаться с покупателями. Потому и придумал открытое указание фиксированных цен. Это вызвало гнев его тогдашнего работодателя: нельзя выжать из каждого клиента максимум – значит, выгода упущена. Вулворт же основал собственное дело – и стал одним из богатейших предпринимателей своей эпохи (не беднее Максима), ибо возместил потенциальный недобор реальным оборотом.
Сегодня неуклюжа вся мировая экономика. В ней накопились бесчисленные – и, увы, уже вполне очевидные – перекосы, породившие кризис. Он несомненно сделает невыгодными ещё многие привычные направления деятельности, а потому вряд ли окажется преодолён раньше, нежели взамен будут найдены и освоены иные изобильные поприща.
Между тем на каждом новом пути неизбежны новые сложности. Не только от нехватки личного опыта отдельных предпринимателей. Но и потому, что в деле, ещё вовсе никем не изведанном, просто не у кого получить полезный совет. Придётся действовать методом тыка, то и дело набивая очевидные уродливые шишки – иной раз куда менее приятные, чем застенчивость Вулворта.
Вдобавок никто не гарантирует, что в конце каждого тоннеля найдётся свет. Тупиковых путей всегда несравненно больше, нежели плодотворных. Правда, за битого двух небитых дают – но дадут ли самому битому новый кредит под залог опыта, обретённого столь дорогим путём?
Единственное, что заставляет идти вперёд, – твёрдое понимание: пока никто не меняет – ничто не меняется. Раз старые пути завели в тупик – поиск иных решений оказывается не просто выгоден, но жизненно необходим.
Пусть путь, найденный Вами, мостят и обустраивают последователи – первооткрыватель тоже внакладе не останется. Не бойтесь выглядеть неуклюже!
Озоновая дыра бессмертна[38]
Роль масштаба в экономике и прочей природе[39]
Парниковый эффект на Земле невозможен[41]
У нас перед нею его пулемёт сняли с производства, дабы заменить новейшей разработкой Василия Алексеевича Дегтярёва. Увы, принцип запирания разведением боевых упоров, успешно употреблённый им ещё в ручном пулемёте 1927-го года, в станковой версии 1939-го явил серьёзную «детскую болезнь». Упоры дегтярёвской конструкции довольно длинны. Под давлением пороховых газов металл заметно сжимается – торец затвора осаживается назад миллиметра на два. Это ещё в пределах прочности материала гильзы. Но характерный для станкового пулемёта режим огня длинными очередями добавляет к осадке ещё и термическое расширение конструкции. Поперечный разрыв гильзы, весьма редкий в ДП-27, стал в ДС-39 неприемлемо частым. Времени на доводку системы не оставила начавшаяся война. Пришлось возрождать производство «Максима» – старого, сложного, тяжёлого, но доведенного до высокой степени надёжности. А раздвижные упоры укоротил до роликов (тем самым сократив упругую осадку металла до безопасного уровня) и сочетал с использованием отдачи Вернер Грунер – и немецкий пулемёт MG-42 выпускается под разные патроны до сих пор.
Грунера с Дегтярёвым и Люгера с Борхардтом знают – за пределами тесного мирка создателей и фанатичных ценителей оружия – несравненно меньше, нежели Максима. Хотя его конструкция несомненно плоха на фоне почти любого последующего огнестрельного творения. Правило Безиковича работает!
И работает не только в оружейном деле (и математике). Джеймс Клерк Максвелл описал электромагнитное поле системой из 20 уравнений с 12 неизвестными. Практически пользоваться теорией стало возможно лишь после того, как Оливер Хевисайд преобразовал систему в четыре дифференциальных уравнения, создав для этого новые разделы в векторном исчислении. Но и новые уравнения носят старое имя Максвелла.
Хевисайд не в обиде: ему хватило собственных находок. Так, он придумал способ сведения дифференциальных уравнений к алгебраическим – и математикам пришлось искать обоснование удобного открытия. Он же вычислил: на высоте 100–120 км воздух так ионизирован, что достаточно длинные волны отражаются от него и могут обогнуть всю Землю (те волны, что проходят сквозь слой, именуют ультракороткими). Радисты доселе именуют распитие спирта, выданного для очистки многочисленных контактов, промывкой слоя Хевисайда.
Иной раз открытия и вовсе свершаются по ошибке. Историки доселе спорят: выбивал ли Христофор Колумб государственное финансирование под предлогом, способным найти отклик у тогдашних правителей – или сам верил, что Индия выходит к западному берегу Атлантики?
Неуклюжи бывают не только творения, но и сами творцы. Крайне застенчивый Фрэнклин Уинфилд Вулворт не мог – по тогдашнему обычаю – торговаться с покупателями. Потому и придумал открытое указание фиксированных цен. Это вызвало гнев его тогдашнего работодателя: нельзя выжать из каждого клиента максимум – значит, выгода упущена. Вулворт же основал собственное дело – и стал одним из богатейших предпринимателей своей эпохи (не беднее Максима), ибо возместил потенциальный недобор реальным оборотом.
Сегодня неуклюжа вся мировая экономика. В ней накопились бесчисленные – и, увы, уже вполне очевидные – перекосы, породившие кризис. Он несомненно сделает невыгодными ещё многие привычные направления деятельности, а потому вряд ли окажется преодолён раньше, нежели взамен будут найдены и освоены иные изобильные поприща.
Между тем на каждом новом пути неизбежны новые сложности. Не только от нехватки личного опыта отдельных предпринимателей. Но и потому, что в деле, ещё вовсе никем не изведанном, просто не у кого получить полезный совет. Придётся действовать методом тыка, то и дело набивая очевидные уродливые шишки – иной раз куда менее приятные, чем застенчивость Вулворта.
Вдобавок никто не гарантирует, что в конце каждого тоннеля найдётся свет. Тупиковых путей всегда несравненно больше, нежели плодотворных. Правда, за битого двух небитых дают – но дадут ли самому битому новый кредит под залог опыта, обретённого столь дорогим путём?
Единственное, что заставляет идти вперёд, – твёрдое понимание: пока никто не меняет – ничто не меняется. Раз старые пути завели в тупик – поиск иных решений оказывается не просто выгоден, но жизненно необходим.
Пусть путь, найденный Вами, мостят и обустраивают последователи – первооткрыватель тоже внакладе не останется. Не бойтесь выглядеть неуклюже!
Озоновая дыра бессмертна[38]
В августе 2006-го Всемирная Метеорологическая Организация выдала прогноз: озоновые дыры сохранятся по меньшей мере на 15 лет дольше, чем предполагалось первоначально, а в ближайшие годы возможно появление новых дыр. Ждать официальные отклики на это обещание мне уже надоело. Выскажусь неофициально – тем более что давно предвидел такое сообщение.
Ещё в 2002-м в http://awas.ws/OIKONOM/ECOL-IE.HTM «Эколожь» я описал общеизвестное: панику вокруг озоновых дыр организовала фирма E.I.DuPont de Nemours, дабы подменить общепринятые – дешёвые, эффективные во множестве отраслей и совершенно безопасные – фреоны своими новыми разработками – существенно более дорогими и менее эффективными, зато производимыми в тот момент только ею. Причём все климатологические и химические доводы, раскрученные нанятыми фирмой экологистами, откровенно нелепы.
Но несравненно важнее то, что я тогда – ввиду ограниченности журнального объёма и необходимости сосредоточиться в той статье на других темах – не сказал: идеи озоновой дыры и её опасности сами по себе бессмысленны.
Основную часть ультрафиолета поглощает обычный – двухатомный – кислород при образовании озона – трёхатомного. И это поглощение, естественно, практически не зависит от концентрации уже образовавшегося озона. Точнее, зависит обратным образом: чем меньше озона, тем больше кислорода – значит, тем больше поглощение ультрафиолета. То есть по логике эколожества фреон должен улучшать защиту Земли.
Правда, и сам озон поглощает некоторые фракции ультрафиолета – и весьма вредные всему живому. Но поглощает не только в верхних слоях атмосферы, но и всюду, где – от ультрафиолета же – возникает. А фреон, по эколожеским заклинаниям, опаснее всего именно наверху, где поглотителей хлора, выделяющегося при его распаде, маловато (фтор – основа не только фреонов, но и их новомодных заменителей – столь активен, что по тем же заклинаниям не успевает всерьёз повлиять на озон). Даже если озон на высоте разрушается фреонами – до земли ультрафиолет всё равно не дойдёт.
Впрочем, эти нелепые пляски вокруг нашего здоровья ничтожны по сравнению с главной тайной озоновых дыр: они независимо от существования фреонов неизбежно образуются каждую полярную зиму.
Озон неустойчив – довольно быстро распадается даже в отсутствие хлора или других катализаторов распада. Чтобы его концентрация была стабильна, необходимо постоянное образование новых трёхатомных молекул – то есть постоянное же облучение двухатомных молекул ультрафиолетом (или высоковольтный разряд: запах грозы и ксероксов – именно запах озона).
Основной источник ультрафиолета на Земле – Солнце. Ночью новому озону в неосвещённых районах взяться неоткуда, и распад старого ничем не возмещается. Правда, озон тогда и не нужен – ультрафиолета-то нет! Но к концу многомесячной полярной зимней ночи снижение концентрации озона в верхних слоях атмосферы становится заметно для наземных спектрометров и прочих измерительных приборов.
В Арктике ночной эффект в значительной мере смягчается притоком свежего озона с ветрами из более низких широт. Антарктический же купол зимой окружён вихревой циркуляцией, заметно ограничивающей такой приток. Поэтому в Арктике эффект зимней озоновой дыры почти незаметен, а в Антарктике по мере роста чувствительности приборов его удалось выявить.
Дыру заметили довольно давно – за добрый десяток лет до Монреальского протокола «по веществам, разрушающим озоновый слой», принятого 1987.09.16. Озоновая же истерика началась в аккурат после разработки в «Дюпоне» сравнительно пристойной технологии производства бесхлорных фторуглеродов. До того фирма, занимавшая изрядную долю мирового фреонового рынка, и слышать не хотела о какой бы то ни было гипотезе опасности этих – и впрямь совершенно невинных – соединений.
Сейчас выброс фреонов в атмосферу сократился чуть ли не на пару порядков по сравнению со счастливыми домонреальскими временами. И стало ясно: озоновые дыры – как и следовало ожидать – никуда не денутся.
Поэтому наёмные метеорологи скоропостижно изобретают новые теории. Мол, пока последняя молекула фреона не исчезнет из атмосферы, ни на какой положительный эффект и надеяться нечего. Мол, хлор, оставшийся от распада фреонов (всё мировое производство фреонов ежегодно потребляло на много порядков меньше хлора, чем выбрасывает любой извергающийся вулкан – но это забыто ещё при сочинении Монреальского протокола), ещё долгие годы будет отравлять атмосферу – хотя если бы хлор и впрямь ни с чем не связывался так долго, он бы и на распад озона влиял несравненно меньше, чем написано в эколожных публикациях. И так далее. Интересно, что придумают агенты «Дюпона» ещё лет через двадцать – когда станет окончательно ясно: Монреальский протокол увеличивает концентрацию не озона в атмосфере, а только золота в дюпоновских сейфах?
Я всегда интересовался экологией. И знаю немало серьёзных достижений в ней. Но прикрывать этими реальными достижениями многоступенчатые финансовые махинации вроде Монреальского протокола – по меньшей мере шарлатанство, а скорее всего откровенное мошенничество. Чем скорее мы забудем эти чудовища, порождённые сном научного разума, тем легче нам будет жить.
Желающих опровергнуть всё вышесказанное прошу для начала привести ссылки на Нобелевские премии, присуждённые за опровержение общеизвестных (ещё по школьным учебникам физики и химии) сведений, на которых основаны мои рассуждения. Пока же это не сделано, остаюсь при прежнем мнении. Новый прогноз вновь доказывает: Монреальский протокол о запрете фреонов преступен, и все, кто всё ещё пытается сделать вид, что от него можно ждать хоть малейшей пользы, – соучастники преступления.
Ещё в 2002-м в http://awas.ws/OIKONOM/ECOL-IE.HTM «Эколожь» я описал общеизвестное: панику вокруг озоновых дыр организовала фирма E.I.DuPont de Nemours, дабы подменить общепринятые – дешёвые, эффективные во множестве отраслей и совершенно безопасные – фреоны своими новыми разработками – существенно более дорогими и менее эффективными, зато производимыми в тот момент только ею. Причём все климатологические и химические доводы, раскрученные нанятыми фирмой экологистами, откровенно нелепы.
Но несравненно важнее то, что я тогда – ввиду ограниченности журнального объёма и необходимости сосредоточиться в той статье на других темах – не сказал: идеи озоновой дыры и её опасности сами по себе бессмысленны.
Основную часть ультрафиолета поглощает обычный – двухатомный – кислород при образовании озона – трёхатомного. И это поглощение, естественно, практически не зависит от концентрации уже образовавшегося озона. Точнее, зависит обратным образом: чем меньше озона, тем больше кислорода – значит, тем больше поглощение ультрафиолета. То есть по логике эколожества фреон должен улучшать защиту Земли.
Правда, и сам озон поглощает некоторые фракции ультрафиолета – и весьма вредные всему живому. Но поглощает не только в верхних слоях атмосферы, но и всюду, где – от ультрафиолета же – возникает. А фреон, по эколожеским заклинаниям, опаснее всего именно наверху, где поглотителей хлора, выделяющегося при его распаде, маловато (фтор – основа не только фреонов, но и их новомодных заменителей – столь активен, что по тем же заклинаниям не успевает всерьёз повлиять на озон). Даже если озон на высоте разрушается фреонами – до земли ультрафиолет всё равно не дойдёт.
Впрочем, эти нелепые пляски вокруг нашего здоровья ничтожны по сравнению с главной тайной озоновых дыр: они независимо от существования фреонов неизбежно образуются каждую полярную зиму.
Озон неустойчив – довольно быстро распадается даже в отсутствие хлора или других катализаторов распада. Чтобы его концентрация была стабильна, необходимо постоянное образование новых трёхатомных молекул – то есть постоянное же облучение двухатомных молекул ультрафиолетом (или высоковольтный разряд: запах грозы и ксероксов – именно запах озона).
Основной источник ультрафиолета на Земле – Солнце. Ночью новому озону в неосвещённых районах взяться неоткуда, и распад старого ничем не возмещается. Правда, озон тогда и не нужен – ультрафиолета-то нет! Но к концу многомесячной полярной зимней ночи снижение концентрации озона в верхних слоях атмосферы становится заметно для наземных спектрометров и прочих измерительных приборов.
В Арктике ночной эффект в значительной мере смягчается притоком свежего озона с ветрами из более низких широт. Антарктический же купол зимой окружён вихревой циркуляцией, заметно ограничивающей такой приток. Поэтому в Арктике эффект зимней озоновой дыры почти незаметен, а в Антарктике по мере роста чувствительности приборов его удалось выявить.
Дыру заметили довольно давно – за добрый десяток лет до Монреальского протокола «по веществам, разрушающим озоновый слой», принятого 1987.09.16. Озоновая же истерика началась в аккурат после разработки в «Дюпоне» сравнительно пристойной технологии производства бесхлорных фторуглеродов. До того фирма, занимавшая изрядную долю мирового фреонового рынка, и слышать не хотела о какой бы то ни было гипотезе опасности этих – и впрямь совершенно невинных – соединений.
Сейчас выброс фреонов в атмосферу сократился чуть ли не на пару порядков по сравнению со счастливыми домонреальскими временами. И стало ясно: озоновые дыры – как и следовало ожидать – никуда не денутся.
Поэтому наёмные метеорологи скоропостижно изобретают новые теории. Мол, пока последняя молекула фреона не исчезнет из атмосферы, ни на какой положительный эффект и надеяться нечего. Мол, хлор, оставшийся от распада фреонов (всё мировое производство фреонов ежегодно потребляло на много порядков меньше хлора, чем выбрасывает любой извергающийся вулкан – но это забыто ещё при сочинении Монреальского протокола), ещё долгие годы будет отравлять атмосферу – хотя если бы хлор и впрямь ни с чем не связывался так долго, он бы и на распад озона влиял несравненно меньше, чем написано в эколожных публикациях. И так далее. Интересно, что придумают агенты «Дюпона» ещё лет через двадцать – когда станет окончательно ясно: Монреальский протокол увеличивает концентрацию не озона в атмосфере, а только золота в дюпоновских сейфах?
Я всегда интересовался экологией. И знаю немало серьёзных достижений в ней. Но прикрывать этими реальными достижениями многоступенчатые финансовые махинации вроде Монреальского протокола – по меньшей мере шарлатанство, а скорее всего откровенное мошенничество. Чем скорее мы забудем эти чудовища, порождённые сном научного разума, тем легче нам будет жить.
Желающих опровергнуть всё вышесказанное прошу для начала привести ссылки на Нобелевские премии, присуждённые за опровержение общеизвестных (ещё по школьным учебникам физики и химии) сведений, на которых основаны мои рассуждения. Пока же это не сделано, остаюсь при прежнем мнении. Новый прогноз вновь доказывает: Монреальский протокол о запрете фреонов преступен, и все, кто всё ещё пытается сделать вид, что от него можно ждать хоть малейшей пользы, – соучастники преступления.
Роль масштаба в экономике и прочей природе[39]
Георгий Михайлович Гречко до полётов в космос был конструктором космической техники. В ту пору Сергей Павлович Королёв, чтобы поощрить самостоятельность молодых инженеров, приглашал их на совещания по вопросам, выходящим далеко за пределы их знаний, опыта и ответственности.
Однажды на совещании Королёв спросил Гречко: какое топливо лучше – водород или керосин? Гречко тогда занимался баллистикой – и для него ответ был далеко не очевиден. Я же, прочитав его интервью, сразу вспомнил элементарные сведения, полученные на теплофизическом факультете. Входят они и в школьный курс – просто в детстве не каждый обращает на них внимание.
При окислении водорода выделяется почти вчетверо больше энергии (в расчёте на единицу массы), чем при окислении углерода. В керосине водород – примерно V6 общей массы: остальное – углерод. Соответственно теплотворная способность керосина в три с лишним раза меньше, чем водорода.
Но водород кипит при температуре 21 кельвин —252.77 °C. Чтобы он не выкипел до старта, нужна мощная теплоизоляция и система охлаждения. Масса этой конструкции съедает ощутимую часть выигрыша в массе топлива.
У геометрически подобных тел площадь поверхности пропорциональна второй степени линейных размеров, а объём – третьей. По мере роста размера при данной форме на единицу объёма приходится всё меньшая поверхность.
Чем больше ракета, тем меньше тепла притекает через её поверхность к каждому килограмму топлива, тем легче бороться с этим притоком – и тем выгоднее использовать водород.
Ракета Р-7 (чья модификация до сих пор летает под названием «Союз») работает на керосине. Более мощный «Протон» использует ещё более высококипящее топливо – несимметричный диметилгидразин (НДМГ, гептил). Казалось бы, это противоречит приведенному правилу. Но «Протон» создан в рамках одного из ответвлений советской лунной программы. Там понадобились двигатели, надёжно запускающиеся в космосе. Конструкторы выбрали НДМГ, поскольку при взаимодействии с азотной кислотой он загорается без специального поджига. Азотная кислота – высококипящий окислитель, так что заодно упростилась задача сравнительно долгого хранения в космосе: лунный корабль заправляется на Земле, а стартует через несколько дней с Луны. Создав же подходящий двигатель, решили его использовать во всех ступенях ракеты.
Лунная же ракета Н-1, разработанная Королёвым, летала на водороде. Она достаточно велика, чтобы борьба с теплопритоком не была слишком сложна.
Водород горит и в двигателях ракет Сатурн-5, обеспечивших американскую лунную программу. Гигант, выводящий на околоземную орбиту полтораста тонн полезной нагрузки (к Луне удобнее стартовать с орбиты, уточнив на нескольких витках время и направление пуска), легко теплоизолировать.
Похоже, вопрос Королёва – отголосок споров с главным конструктором мощных ракетных двигателей Валентином Петровичем Глушко (за двигатели менее мощные – например, в системах торможения – отвечал Алексей Михайлович Исаев). Большинство двигателей, созданных Глушко, жгут керосин (для Н-1 двигатели разработал Николай Дмитриевич Кузнецов, более известный турбовинтовыми моторами – на них летают Ту-95 и Ан-22). Но для ракеты «Энергия», выводящей на околоземную орбиту порядка сотни тонн (точная масса зависит от числа возвращаемых боковых блоков первой ступени), даже Глушко обратился к водородному топливу (хотя возвращаемые боковушки жгут керосин – их диаметр в несколько раз меньше, чем главного блока).
Гречко мог всё это сообразить, даже не вспоминая школьный курс физики. В школьном же курсе биологии есть правило Бергмана: животные одного вида крупнее на севере, чем на юге. Причина всё та же: чем крупнее животное, тем меньше теплопотери в расчёте на единицу массы, а потому легче поддерживать на холоде постоянную температуру тела.
Правда, с ростом размера не только упрощается теплозащита животного. Масса также пропорциональна третьей степени размера, а поперечное сечение конечностей – второй. Чем крупнее тело, тем больше нагрузка на конечности. Поэтому природе приходится менять пропорции. Например, у полярной лисы – песца – ноги заметно толще, чем у пустынной лисы – фенека, у белого медведя – толще, чем у бурого. А тонкие лапки крошечного дамана несравненно изящнее тумбообразных подставок под телом его родственника – слона.
Сходным образом меняются и пропорции сходных конструкций. Сравните хотя бы шасси двух турбовинтовых самолётов, разработанных в одну эпоху: сравнительно лёгкого Ан-24 и крупнейшего в мире в момент создания Ан-22. Ан-24 опирается на две высокие стойки. Ан-22 – на десяток стоек заметно покороче – хотя колёса на них немногим ниже стоек Ан-22.
Эффекты масштаба зачастую имеют и денежное выражение. Так, хранение каждого бита на модных сейчас флэш-картах тем дороже, чем меньше ёмкость карты. И не только потому, что с совершенствованием технологии всё больше элементов располагается на одном кристалле и производится одним набором операций – то же самое и при одной технологии, с одними и теми же кристаллами хранения данных. Ведь обвязка – электроника и контакты, необходимые для сопряжения внутренностей карты с внешними устройствами – почти одна и та же при любом объёме. В более ёмких картах цена корпуса и обвязки раскладывается на большее число битов – и каждый обходится дешевле.
По сходной причине укрупнение предприятия бывает выгодно: оплата управленческой верхушки раскладывается на больший объём продукции. Увы, рост сверх какого-то предела вынуждает добавлять новые уровни управления – и доля управленческих расходов в себестоимости вновь возрастает. Правда, развитие информационных технологий позволило нарастить среднее число подчинённых у одного начальника и тем самым понизить высоту управленческой пирамиды, так что сейчас бывают рентабельны предприятия большего размера, чем век назад. Но всё же увлекаться укрупнением рискованно: мало ли какие побочные эффекты вылезут при росте масштаба!
Один из этих эффектов подробно исследовали в 1970-х великие математики – академики Виктор Михайлович Глушков и Леонид Витальевич Канторович (я в 1996-м в статье http://awas.ws/OIKONOM/COMM-COMP.HTM «Коммунизм и компьютер» перевёл некоторые их результаты с математического языка на человеческий). Они установили, сколь быстро растёт число арифметических действий, необходимое для решения задач балансировки – и тем более оптимимизации – производственного плана, с ростом числа названий изделий и деталей в плане. Оказалось, что век-другой назад можно было эффективно управлять предприятием с номенклатурой в несколько сот изделий (и сотнями деталей в каждом), современная академикам, вычислительная техника обеспечила управляемость при многотысячной номенклатуре, а экономикой современного государства (где названия изделий исчисляются десятками миллионов) невозможно будет распоряжаться из единого центра, даже если этот центр сможет использовать компьютеры размером в целую планету[40]. Знали бы это при Марксе – вряд ли он требовал бы обобществления ради централизации.
Чтобы цена не задиралась до несуразицы, расходы на разработку желательно разложить по большему числу готовых изделий. Существует минимальный размер рынка, при котором новинка окупится и выдержит конкуренцию. Зависит он в основном не от вида конкретной технологии, а от общего уровня развития. Сейчас в Западной Европе надо проектировать в расчёте на рынок с общей численностью населения не менее 400 млн человек. У нас – при относительно низкой оплате разработчиков – хватит и 200 млн. Но каждая из республик былого Союза меньше. Без создания Единого экономического пространства – в составе хотя бы Белоруссии, Казахстана, России, Украины – наши разработчики в скором будущем разорятся и исчезнут, а вслед за ними производителей задавят новинки из других регионов: ведь и Европейский Союз, и Североамериканская Зона свободной торговли достаточно велики, чтобы их разработки окупались уже на внутреннем рынке, а экспорт оказывается чистой сверхприбылью. Знали бы наши политики перестроечных времён об эффектах масштаба в экономике – не стряслось бы парада суверенитетов 1991-го.
Однажды на совещании Королёв спросил Гречко: какое топливо лучше – водород или керосин? Гречко тогда занимался баллистикой – и для него ответ был далеко не очевиден. Я же, прочитав его интервью, сразу вспомнил элементарные сведения, полученные на теплофизическом факультете. Входят они и в школьный курс – просто в детстве не каждый обращает на них внимание.
При окислении водорода выделяется почти вчетверо больше энергии (в расчёте на единицу массы), чем при окислении углерода. В керосине водород – примерно V6 общей массы: остальное – углерод. Соответственно теплотворная способность керосина в три с лишним раза меньше, чем водорода.
Но водород кипит при температуре 21 кельвин —252.77 °C. Чтобы он не выкипел до старта, нужна мощная теплоизоляция и система охлаждения. Масса этой конструкции съедает ощутимую часть выигрыша в массе топлива.
У геометрически подобных тел площадь поверхности пропорциональна второй степени линейных размеров, а объём – третьей. По мере роста размера при данной форме на единицу объёма приходится всё меньшая поверхность.
Чем больше ракета, тем меньше тепла притекает через её поверхность к каждому килограмму топлива, тем легче бороться с этим притоком – и тем выгоднее использовать водород.
Ракета Р-7 (чья модификация до сих пор летает под названием «Союз») работает на керосине. Более мощный «Протон» использует ещё более высококипящее топливо – несимметричный диметилгидразин (НДМГ, гептил). Казалось бы, это противоречит приведенному правилу. Но «Протон» создан в рамках одного из ответвлений советской лунной программы. Там понадобились двигатели, надёжно запускающиеся в космосе. Конструкторы выбрали НДМГ, поскольку при взаимодействии с азотной кислотой он загорается без специального поджига. Азотная кислота – высококипящий окислитель, так что заодно упростилась задача сравнительно долгого хранения в космосе: лунный корабль заправляется на Земле, а стартует через несколько дней с Луны. Создав же подходящий двигатель, решили его использовать во всех ступенях ракеты.
Лунная же ракета Н-1, разработанная Королёвым, летала на водороде. Она достаточно велика, чтобы борьба с теплопритоком не была слишком сложна.
Водород горит и в двигателях ракет Сатурн-5, обеспечивших американскую лунную программу. Гигант, выводящий на околоземную орбиту полтораста тонн полезной нагрузки (к Луне удобнее стартовать с орбиты, уточнив на нескольких витках время и направление пуска), легко теплоизолировать.
Похоже, вопрос Королёва – отголосок споров с главным конструктором мощных ракетных двигателей Валентином Петровичем Глушко (за двигатели менее мощные – например, в системах торможения – отвечал Алексей Михайлович Исаев). Большинство двигателей, созданных Глушко, жгут керосин (для Н-1 двигатели разработал Николай Дмитриевич Кузнецов, более известный турбовинтовыми моторами – на них летают Ту-95 и Ан-22). Но для ракеты «Энергия», выводящей на околоземную орбиту порядка сотни тонн (точная масса зависит от числа возвращаемых боковых блоков первой ступени), даже Глушко обратился к водородному топливу (хотя возвращаемые боковушки жгут керосин – их диаметр в несколько раз меньше, чем главного блока).
Гречко мог всё это сообразить, даже не вспоминая школьный курс физики. В школьном же курсе биологии есть правило Бергмана: животные одного вида крупнее на севере, чем на юге. Причина всё та же: чем крупнее животное, тем меньше теплопотери в расчёте на единицу массы, а потому легче поддерживать на холоде постоянную температуру тела.
Правда, с ростом размера не только упрощается теплозащита животного. Масса также пропорциональна третьей степени размера, а поперечное сечение конечностей – второй. Чем крупнее тело, тем больше нагрузка на конечности. Поэтому природе приходится менять пропорции. Например, у полярной лисы – песца – ноги заметно толще, чем у пустынной лисы – фенека, у белого медведя – толще, чем у бурого. А тонкие лапки крошечного дамана несравненно изящнее тумбообразных подставок под телом его родственника – слона.
Сходным образом меняются и пропорции сходных конструкций. Сравните хотя бы шасси двух турбовинтовых самолётов, разработанных в одну эпоху: сравнительно лёгкого Ан-24 и крупнейшего в мире в момент создания Ан-22. Ан-24 опирается на две высокие стойки. Ан-22 – на десяток стоек заметно покороче – хотя колёса на них немногим ниже стоек Ан-22.
Эффекты масштаба зачастую имеют и денежное выражение. Так, хранение каждого бита на модных сейчас флэш-картах тем дороже, чем меньше ёмкость карты. И не только потому, что с совершенствованием технологии всё больше элементов располагается на одном кристалле и производится одним набором операций – то же самое и при одной технологии, с одними и теми же кристаллами хранения данных. Ведь обвязка – электроника и контакты, необходимые для сопряжения внутренностей карты с внешними устройствами – почти одна и та же при любом объёме. В более ёмких картах цена корпуса и обвязки раскладывается на большее число битов – и каждый обходится дешевле.
По сходной причине укрупнение предприятия бывает выгодно: оплата управленческой верхушки раскладывается на больший объём продукции. Увы, рост сверх какого-то предела вынуждает добавлять новые уровни управления – и доля управленческих расходов в себестоимости вновь возрастает. Правда, развитие информационных технологий позволило нарастить среднее число подчинённых у одного начальника и тем самым понизить высоту управленческой пирамиды, так что сейчас бывают рентабельны предприятия большего размера, чем век назад. Но всё же увлекаться укрупнением рискованно: мало ли какие побочные эффекты вылезут при росте масштаба!
Один из этих эффектов подробно исследовали в 1970-х великие математики – академики Виктор Михайлович Глушков и Леонид Витальевич Канторович (я в 1996-м в статье http://awas.ws/OIKONOM/COMM-COMP.HTM «Коммунизм и компьютер» перевёл некоторые их результаты с математического языка на человеческий). Они установили, сколь быстро растёт число арифметических действий, необходимое для решения задач балансировки – и тем более оптимимизации – производственного плана, с ростом числа названий изделий и деталей в плане. Оказалось, что век-другой назад можно было эффективно управлять предприятием с номенклатурой в несколько сот изделий (и сотнями деталей в каждом), современная академикам, вычислительная техника обеспечила управляемость при многотысячной номенклатуре, а экономикой современного государства (где названия изделий исчисляются десятками миллионов) невозможно будет распоряжаться из единого центра, даже если этот центр сможет использовать компьютеры размером в целую планету[40]. Знали бы это при Марксе – вряд ли он требовал бы обобществления ради централизации.
Чтобы цена не задиралась до несуразицы, расходы на разработку желательно разложить по большему числу готовых изделий. Существует минимальный размер рынка, при котором новинка окупится и выдержит конкуренцию. Зависит он в основном не от вида конкретной технологии, а от общего уровня развития. Сейчас в Западной Европе надо проектировать в расчёте на рынок с общей численностью населения не менее 400 млн человек. У нас – при относительно низкой оплате разработчиков – хватит и 200 млн. Но каждая из республик былого Союза меньше. Без создания Единого экономического пространства – в составе хотя бы Белоруссии, Казахстана, России, Украины – наши разработчики в скором будущем разорятся и исчезнут, а вслед за ними производителей задавят новинки из других регионов: ведь и Европейский Союз, и Североамериканская Зона свободной торговли достаточно велики, чтобы их разработки окупались уже на внутреннем рынке, а экспорт оказывается чистой сверхприбылью. Знали бы наши политики перестроечных времён об эффектах масштаба в экономике – не стряслось бы парада суверенитетов 1991-го.
Парниковый эффект на Земле невозможен[41]
Вначале января 2007-го СМИ сообщили: астрономы обнаружили потепление Марса. Опасность парниковых газов опровергнута не только физической теорией, но и прямым наблюдением.
Рамочная конвенция ООН об изменении климата принята 1992.05.09. Дата символичная: день победы над преступнейшей диктатурой омрачили победой над наукой и здравым смыслом. Кётский (старую столицу Японии мы обычно зовём Киото по аналогии с новой столицей Токё, где нам трудно отчётливо произносить безударное Ё) протокол от 1997.12.11 к конвенции – и вовсе шедевр корыстной лжи.
Протокол, открытый для подписания с 1998.03.16 до 1999.03.15, мог вступить в силу только после ратификации странами, ответственными более чем за 55 % выброса парниковых газов. Он заработал 2005.02.16 – через положенные 90 дней после передачи его хранителям 2004.11.18 российской ратификационной грамоты.
Федеральный закон № 128-ФЗ принят Государственной Думой 2004.10.22, одобрен Советом Федерации 2004.10.27, подписан президентом 2004.11.04. Это – результат жестокого торга: Европейский Союз, где концентрация экологического фанатизма наивысшая, выкрутил нам руки угрозой не пустить во Всемирную торговую организацию и давить торговыми санкциями.
В основе протокола – эффектная теория. Некоторые газы – в частности, углекислота и метан – изрядно поглощают инфракрасные – тепловые – лучи. По мнению сочинителей, чем больше этих газов в атмосфере, тем сильнее греется планета – как парник, накрытый стеклом, прозрачным для обычных лучей, но не для инфракрасных. Защита от глобального потепления – сокращение концентрации парниковых газов.
Квоты на выброс и система торговли ими в протоколе расписаны прежде всего для углекислоты. Хотя метан поглощает инфракрасное излучение несравненно эффективнее. При всей скромности его концентрации в атмосфере он вносит в гипотетический эффект куда больший вклад.
Эта странность – улика. Самое дешёвое топливо для тепловых электростанций – уголь. Да и разведанные запасы его на порядки больше, чем нефти и газа. В погоне за своей долей рынка нефтегазодобытчики уцепились за тот факт, что на единицу теплотворной способности уголь даёт больше углекислоты, чем водородосодержащие топлива. Заказали абсурдную теорию – и рыком наёмных истериков под эколозунгами добились её признания.
Передел рынка ТЭС мог бы и не начаться, если бы не волна гонений на ядерную энергетику. В глобальном политическом противостоянии 1980-х годов ущерб (включая число жертв) от взрыва реактора на Чернобыльской АЭС был преувеличен во многие тысячи раз. Хотя даже с учётом его – и испытательных взрывов бомб – ядерные технологии за всю свою историю выбросили в воздух куда меньше радиоактивности, чем даёт зола угольных ТЭС ежегодно.
Между тем в пересчёте на предполагаемую парниковость выброс метана при его добыче – а главное, попутно с добычей нефти – вполне сопоставим с углекислотой угольных ТЭС. А уж метан из коровьих желудков (где его выделяют бактерии, разлагающие целлюлозу травы до соединений, усваиваемых животным) кроет всю мировую энергетику, включая автомобильные моторы.
Парниковый эффект пытались точно измерить исследованием глубинных слоёв антарктического льда. Вмороженные в него пузырьки воздуха сохраняют древний состав. Концентрацию углекислоты можно измерить непосредственно, а соотношение изотопов кислорода указывает на температуру. Образцы, охватывающие полмиллиона лет, показали: концентрация углекислоты начинает расти через несколько лет после потепления и спадает через несколько лет после похолодания. Изменения состава атмосферы – включая нынешние – не причина, а следствие потепления.
Но ещё веселее то, что невозможность парникового эффекта на Земле доказал великий американский физик Робёрт Вуд ещё в 1908-м. Он сделал два идентичных парника, один накрыл стеклом, другой – каменной солью, пропускающей инфракрасные лучи. Температура в парниках оставалась строго одинакова. Но стоило раскрыть любой из них – он тут же резко остывал.
Земля слишком холодна, чтобы поток излучения, пропорциональный четвёртой степени абсолютной температуры, был заметен. Тепло от неё уносит воздух, от нагрева расширившийся и потому лёгкий. Покрытие парника – хоть стеклянное, хоть плёночное, хоть соляное – останавливает конвекционный поток воздуха, и тепло остаётся в парнике.
Примером пагубности парникового эффекта считают Венеру. Мол, она окутана облаками – и тепло не может излучиться. Но тамошняя атмосфера – в основном из углекислоты и водяного пара. При одинаковых условиях углекислота плотнее в 2,45 раза. Тяготение Венеры сепарирует атмосферу – обогащает углекислотой нижние слои, а наверху остаётся почти чистая вода. Даже раскалившись у поверхности до 250 °C, углекислота остаётся тяжелее воды и не может подняться ввысь, чтобы отдать тепло космосу.
Почти 78 % земной атмосферы составляет азот. Второй компонент – кислород (около 21 %) – лишь немногим тяжелей его. Земной гравитации не хватает, чтобы создать заметную разность составов по высоте атмосферы. Конвекция развивается беспрепятственно. От парниковости Землю спасает именно азот, чьи запасы слишком велики, чтобы человек мог их заметно сократить.
Марс, чья атмосфера тоже не поддаётся сепарации, также не наделён парниковым эффектом. Если он греется – значит, просто Солнце нынче активное.
Рамочная конвенция ООН об изменении климата принята 1992.05.09. Дата символичная: день победы над преступнейшей диктатурой омрачили победой над наукой и здравым смыслом. Кётский (старую столицу Японии мы обычно зовём Киото по аналогии с новой столицей Токё, где нам трудно отчётливо произносить безударное Ё) протокол от 1997.12.11 к конвенции – и вовсе шедевр корыстной лжи.
Протокол, открытый для подписания с 1998.03.16 до 1999.03.15, мог вступить в силу только после ратификации странами, ответственными более чем за 55 % выброса парниковых газов. Он заработал 2005.02.16 – через положенные 90 дней после передачи его хранителям 2004.11.18 российской ратификационной грамоты.
Федеральный закон № 128-ФЗ принят Государственной Думой 2004.10.22, одобрен Советом Федерации 2004.10.27, подписан президентом 2004.11.04. Это – результат жестокого торга: Европейский Союз, где концентрация экологического фанатизма наивысшая, выкрутил нам руки угрозой не пустить во Всемирную торговую организацию и давить торговыми санкциями.
В основе протокола – эффектная теория. Некоторые газы – в частности, углекислота и метан – изрядно поглощают инфракрасные – тепловые – лучи. По мнению сочинителей, чем больше этих газов в атмосфере, тем сильнее греется планета – как парник, накрытый стеклом, прозрачным для обычных лучей, но не для инфракрасных. Защита от глобального потепления – сокращение концентрации парниковых газов.
Квоты на выброс и система торговли ими в протоколе расписаны прежде всего для углекислоты. Хотя метан поглощает инфракрасное излучение несравненно эффективнее. При всей скромности его концентрации в атмосфере он вносит в гипотетический эффект куда больший вклад.
Эта странность – улика. Самое дешёвое топливо для тепловых электростанций – уголь. Да и разведанные запасы его на порядки больше, чем нефти и газа. В погоне за своей долей рынка нефтегазодобытчики уцепились за тот факт, что на единицу теплотворной способности уголь даёт больше углекислоты, чем водородосодержащие топлива. Заказали абсурдную теорию – и рыком наёмных истериков под эколозунгами добились её признания.
Передел рынка ТЭС мог бы и не начаться, если бы не волна гонений на ядерную энергетику. В глобальном политическом противостоянии 1980-х годов ущерб (включая число жертв) от взрыва реактора на Чернобыльской АЭС был преувеличен во многие тысячи раз. Хотя даже с учётом его – и испытательных взрывов бомб – ядерные технологии за всю свою историю выбросили в воздух куда меньше радиоактивности, чем даёт зола угольных ТЭС ежегодно.
Между тем в пересчёте на предполагаемую парниковость выброс метана при его добыче – а главное, попутно с добычей нефти – вполне сопоставим с углекислотой угольных ТЭС. А уж метан из коровьих желудков (где его выделяют бактерии, разлагающие целлюлозу травы до соединений, усваиваемых животным) кроет всю мировую энергетику, включая автомобильные моторы.
Парниковый эффект пытались точно измерить исследованием глубинных слоёв антарктического льда. Вмороженные в него пузырьки воздуха сохраняют древний состав. Концентрацию углекислоты можно измерить непосредственно, а соотношение изотопов кислорода указывает на температуру. Образцы, охватывающие полмиллиона лет, показали: концентрация углекислоты начинает расти через несколько лет после потепления и спадает через несколько лет после похолодания. Изменения состава атмосферы – включая нынешние – не причина, а следствие потепления.
Но ещё веселее то, что невозможность парникового эффекта на Земле доказал великий американский физик Робёрт Вуд ещё в 1908-м. Он сделал два идентичных парника, один накрыл стеклом, другой – каменной солью, пропускающей инфракрасные лучи. Температура в парниках оставалась строго одинакова. Но стоило раскрыть любой из них – он тут же резко остывал.
Земля слишком холодна, чтобы поток излучения, пропорциональный четвёртой степени абсолютной температуры, был заметен. Тепло от неё уносит воздух, от нагрева расширившийся и потому лёгкий. Покрытие парника – хоть стеклянное, хоть плёночное, хоть соляное – останавливает конвекционный поток воздуха, и тепло остаётся в парнике.
Примером пагубности парникового эффекта считают Венеру. Мол, она окутана облаками – и тепло не может излучиться. Но тамошняя атмосфера – в основном из углекислоты и водяного пара. При одинаковых условиях углекислота плотнее в 2,45 раза. Тяготение Венеры сепарирует атмосферу – обогащает углекислотой нижние слои, а наверху остаётся почти чистая вода. Даже раскалившись у поверхности до 250 °C, углекислота остаётся тяжелее воды и не может подняться ввысь, чтобы отдать тепло космосу.
Почти 78 % земной атмосферы составляет азот. Второй компонент – кислород (около 21 %) – лишь немногим тяжелей его. Земной гравитации не хватает, чтобы создать заметную разность составов по высоте атмосферы. Конвекция развивается беспрепятственно. От парниковости Землю спасает именно азот, чьи запасы слишком велики, чтобы человек мог их заметно сократить.
Марс, чья атмосфера тоже не поддаётся сепарации, также не наделён парниковым эффектом. Если он греется – значит, просто Солнце нынче активное.