БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (СС)

  Советские учёные провели исследования околоземного космического пространства многими ИСЗ серии «Космос» (запускаемыми с 16 марта 1962), при помощи космической системы «Электрон» (1964), тяжёлых спутников серии «Протон» (1965-68) и высокоапогейных спутников «Прогноз» (с 1972). Одной из задач, которые возлагались на первые спутники серии «Космос», являлось изучение космического пространства с точки зрения радиационной опасности для полётов человека. На основании проведённых измерений потоков заряженных частиц подробно изучена трасса полётов космических кораблей и построены радиационные карты для различных высот. Выполнен цикл исследований ионосферы, получены данные об ионной и электронной концентрации, температуре ионов и электронов. Эти данные имели большое значение для изучения свойств ионосферной плазмы и вопросов связи между космическими кораблями. В течение длительного времени ведётся изучение галактических и солнечных космических лучей, их энергии и других параметров в окрестности Земли. Проводятся исследования инфракрасного и ультрафиолетового излучения Земли, необходимые для решения ряда геофизических вопросов, а также для отработки систем ориентации спутников. Осуществлен ряд запусков по программе мировой магнитной съёмки. Комплекс космических и геофизических исследований, выполненных с применением средств ракетно-космической техники, вызвал интенсивное развитие нового научного направления - физики солнечно-земных связей, занимающейся изучением механизмов воздействия Солнца на процессы в околоземном космическом пространстве, атмосфере и биосфере Земли.

  В середине 60-х гг. начата разработка многоместных пилотируемых космических кораблей-спутников «Союз», предназначенных для маневрирования, сближения и стыковки на орбите ИСЗ. С 1967 на орбиты выведено 23 корабля «Союз», в том числе 21 с космонавтами. Новый этап в развитии космонавтики начался с 19 апреля 1971, после запуска первой тяжёлой орбитальной станции «Салют». Их создание и эксплуатация позволяют проводить длительные эксперименты в космосе с участием специалистов и решать важные народно-хозяйственные и научные задачи. На 1 января 1977 полёты совершили 38 советских космонавтов на 30 кораблях (один полёт суборбитальный) и 4 орбитальных станциях типа «Салют». Многие космонавты совершили по два полёта, а В. А. Шаталов и А. С. Елисеев - по три.

  Для выполнения советской космической программы создано несколько типов 2-, 3- и 4-ступенчатых РН различной грузоподъёмности (от нескольких сотен кгдо десятков тна околоземной орбите): «Восток» (эксплуатируется с 1960), «Космос» (с 1962), «Протон» (с 1965) и др., запускаемых с нескольких космодромов Советского Союза. Эти РН эксплуатируются в различных модификациях.

  Для сообщения РН космических скоростей разработаны мощные ЖРД с уменьшенными габаритами. Их создание стало возможным благодаря реализации в камерах сгорания повышенных давлений за счёт использования принципиальных схем, практически исключающих потери на привод турбонасосных агрегатов. Разработка РН и ЖРД способствовала развитию термо-, гидро- и газодинамики, теории теплопередачи и прочности, металлургии высокопрочных и жаростойких материалов, химии топлив, измерит. техники, вакуумной и плазменной технологии .

  Требования космической программы обусловили необходимость конструирования комплексных автоматический устройств при жёстких ограничениях, вызванных грузоподъёмностью РН и окружающими условиями космического пространства, что явилось дополнительным стимулом для развития совершенно новой отрасли техники - микроэлектроники и создания лёгких электронных систем. Новые методы компоновки электронной аппаратуры, миниатюризации габаритов, массы и потребления энергии этой аппаратурой были развиты для её использования в космосе. Быстрый прогресс теории управления способствовал решению сложнейших проблем динамики полёта, стабилизации ракеты. Были созданы разнообразные комплексы систем автоматического регулирования, ультраточные гироскопические и гироинерциальные системы с применением цифровых и аналоговых управляющих машин. К достижениям космической техники относятся также системы, обеспечивающие ориентацию с весьма высокой точностью космических аппаратов, системы жизнеобеспечения, комплекс средств мягкой посадки, солнечные батареи и др. Потребности в связи и дистанционном управлении на больших расстояниях привели к развитию высококачественных и высокоточных систем связи, которые способствовали развитию технических методов прослеживания и измерения движущихся космических аппаратов на межпланетных расстояниях, открыв новые области применения ИСЗ. Советские учёные впервые разработали системы космического телевидения и космической связи. Высокоинформативные телеметрические системы позволяют надёжно контролировать работу космических аппаратов и передачу научной информации с их борта на Землю.

  Большое практическое значение имеют ИСЗ в народном хозяйстве. С помощью спутников связи «Молния-1» (запускаются с 1965), «Молния-2» (с 1971), «Молния-1С», «Молния-3» (с 1974), «Радуга» (с 1975), телевизионного спутника «Экран» (с 1976) и сети наземных приёмных станций «Орбита» осуществляются передачи телевидения и многоканальная радиосвязь, успешно установлена международная телефонная связь. Создана специальная система приёма, оперативной обработки и распространения поступающей метеорология, информации («Метеор»). Практическое использование космической техники включает также географические, геологические и геофизические исследования, поиски полезных ископаемых, использование спутников для контроля за уровнем загрязнения атмосферы, Мирового океана, для навигации, сельского, лесного хозяйства и т. д.

  С 1957 развивается международное сотрудничество в области космических исследований. В 1966 для координации деятельности различных министерств и ведомств по разработке и выполнению международных программ решением Советского правительства был создан Совет по международному сотрудничеству в области исследования и использования космического пространства при АН СССР («Интеркосмос»). Наиболее крупные программы совместных работ СССР осуществляет со странами социалистического содружества, а также с Францией, США, Индией и др. В 1969-76 запущено 16 спутников серии «Интеркосмос». Свыше 10 французских и советско-французских научных экспериментов было выполнено на советских космических аппаратах типа «Луноход», «Марс», «Прогноз» и «Ореол». В апреле 1975 советской РН был запущен индийский спутник «Ариабата». В июле 1975 был проведён первый международный эксперимент с участием пилотируемых кораблей СССР и США по программе ЭПАС («Союз - Аполлон»), который явился важным шагом в развитии международного сотрудничества в исследовании и использовании космического пространства в мирных целях. На основе договорённости, достигнутой в 1976, в 1978-83 граждане социалистических стран, участвующих в программе «Интеркосмос», совершат полёты совместно с советскими космонавтами на советских космических кораблях и орбитальных станциях.

  В разработке и реализации программы изучения околоземного космического пространства, Луны и планет Солнечной системы участвуют многие научные учреждения АН СССР - Физический институт им. П. Н. Лебедева, Институт прикладной математики, Институт земного магнетизма, ионосферы и распределения радиоволн, Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе, Институт проблем управления, а также созданный в 1965 Институт космических исследований АН СССР. Выдающийся вклад в разработку теоретических проблем космонавтики, в решение принципиальных вопросов, касающихся реализации советской космической программы, в создание новых методов и средств исследования космического пространства внёс М. В. Келдыш. Пионером освоения космоса стал С. П. Королев. В 1957 под его рук. был создан первый ракетно-космический комплекс и запущен первый ИСЗ. Не ограничивая свою деятельность созданием РН и космических аппаратов, Королев осуществлял общее техническое руководство работами по первым космическим программам и стал инициатором развития ряда прикладных научных направлений, обеспечивающих дальнейший прогресс в создании РН и космических аппаратов.

  Большое значение для разработки средств изучения околоземного космического пространства имела деятельность виднейшего конструктора космических аппаратов и ракетно-космических систем М. К. Янгеля. Он и руководимый им коллектив внесли существенный вклад в развитие и создание базы международного сотрудничества социалистических стран в области спутниковых исследований. Разработка АМС серий «Луна», «Венера», «Марс», начатая под рук. Королева, была успешно продолжена Г. Н. Бабакиным, создавшим последующие конструкции этих сложнейших космических автоматов. Становление и развитие отечественного жидкостного ракетного двигателестроения, создание силовых установок современных космических ракет связано с именем одного из пионеров ракетно-космической техники В. П. Глушко. Мощные ЖРД, разработанные под его руководством, применяются на всех советских РН.

  В создание ЖРД космических станций и кораблей большой вклад сделан А. М. Исаевым, ЖРД верхних ступеней РН - С. А. Косбергом, систем управления многих РН - Н. А. Пилюгиным, стартовых комплексов многих РН - В. П. Барминым. Для развития и совершенствования космической техники важное значение имеют работы В. Н. Челомея.

  Значительный вклад в разработку и реализацию советской космической программы внесён также учёными Ю. А. Ишлинским, Б. Н. Петровым, Г. И. Петровым и др.; в изучение Луны и планет - А. П. Виноградовым; в осуществление программы медико-биологических космических исследований - В. В. Лариным, Н. М. Сисакяном, О. Г. Газенко и др.

  О масштабах работ, ведущихся по космонавтике в СССР, можно судить по количеству запущенных искусств. спутников Земли, Солнца, Луны, Марса и Венеры, число которых на 1 января 1977 составило около 1100.

  Периодические издания. Теоретические работы в области космической физики и астрономии, биологии и медицины, описания приборов для космических исследований и конструкций космических аппаратов публикуются в научных журналах АН СССР «Космические исследования» (с 1963), в «Вестниках АН СССР» (с 1931), вопросы космической науки и техники - в журналах «Земля и Вселенная» (с 1965), «Природа» (с 1912), «Авиация и космонавтика» (с 1918) и др.

  См. также , , , , , , , , , , , , .

  Б. В. Раушенбах, Г. А. Назаров.

  Энергетическая наука и техника

 В дореволюционной России научные исследования, направленные на освоение и использование огромных энергетических ресурсов страны, носили разрозненный характер и часто были результатом инициативы и усилий отдельных учёных и инженеров. Например, в 1910-11 Г. О. Графтио разработал проект Волховской ГЭС. В 1913 Г. М. Кржижановский выдвинул идею создания крупной ГЭС на Волге около Самары, а накануне Октябрьской революции 1917 выполнил ряд работ, в которых обосновал значение проблемы строительства мощных районных электростанций на базе местного топлива и гидроэнергии и их объединения сетями высокого напряжения в крупные электроэнергетические системы. Из-за технической отсталости царской России многие проекты и предложения оставались нереализованными. До Октябрьской революции 1917 в стране была сооружена (1914) единственная крупная районная электростанция («Электропередача» в Московской области). Построенная под руководством Р. Э. Классона, эта станция была первой в мире ТЭС, работающей на торфе.

  Передовые идеи русских учёных-энергетиков нашли практическое воплощение лишь после Октябрьской революции. Научная энергетическая школа в СССР, основанная в 20-х гг. Г. М. Кржижановским, ведёт своё начало от исторического плана ГОЭЛРО. Этот план был первым творческим опытом долгосрочного планирования развития народного хозяйства на базе его электрификации. Трудами Кржижановского, Е. А. Руссаковского, А. Е. Пробста началась систематическая разработка комплексных проблем энергетики, таких, как: единый энергетический баланс страны; основы развития электроэнергетических систем; основы энергетики и электрификации отраслей народного хозяйства; энергоресурсы и их комплексное использование с учётом развития энергетики, промышленности, транспорта, сельского хозяйства. Под редакцией А. В. Винтера и Кржижановского был издан «Атлас энергетических ресурсов СССР» (1933-35). Были исследованы вопросы рациональной структуры и экономического режима эксплуатации сложных электроэнергетических систем; даны методы энергоэкономического изучения режима и параметров эксплуатации в электроэнергетических системах электростанций различного типа; исследованы вопросы теплофикации и роли теплоэлектроцентралей как составной части электроэнергетических систем.

  Узловые вопросы комплексной электрификации народного хозяйства изучались в тесной связи с вопросами электроснабжения промышленных и сельскохозяйственных районов на базе местных энергоресурсов. Большой заслугой энергетической науки было создание получившего широкое практическое применение метода комплексных исследований, рассматривающего каждый элемент энергетики во взаимодействии с другими элементами и окружающей средой. В 60-х гг. получила теоретическое завершение научная концепция Единой электроэнергетической системы (ЕЭЭС) страны, что имело важное значение для планомерной электрификации народного хозяйства.

  Возможности использования ЭВМ и вычислительных математических методов позволили развивать энергетическую науку в направлении системных исследований. На этой основе изучены общие закономерности развития энергетики как совокупности больших энергетических систем с иерархичным построением; исследованы вопросы оптимального управления системами (планирование, проектирование, эксплуатация) при неполной начальной информации; путём многовариантных расчётов выбраны оптимальные структуры систем, а также наилучшие пропорции развития топливно-энергетического комплекса страны в целом с учётом развития единой системы газоснабжения и системы нефтеснабжения; созданы методы долгосрочного прогнозирования и др.

  Электроэнергетика.Для развития советской электроэнергетики характерна постоянная тенденция к централизации электроснабжения, созданию мощных электрических станций, объединённых в электроэнергетические системы и использующих местные энергоресурсы (5 энергосистем в 1928, 28 к 1937). К 1935 Московская электроэнергетическая система стала крупнейшей в Европе, объединив тепловые конденсационные и теплофикационные электростанции, работавшие преимущественно на подмосковном угле и торфе. С 1937 к этой системе подсоединены 2 ГЭС (Иваньковская и Сходненская). Ленинградская система к 1935 объединяла все типы станций - ГЭС и ТЭС (конденсационные и теплофикационные, потреблявшие исключительно местное топливо).

  С увеличением мощности электроэнергетических систем и дальности линий электропередачи (ЛЭП) стала актуальной проблема устойчивости электроэнергетических систем и повышения надёжности параллельной работы электростанций. Интенсивное исследование этой проблемы было начато в СССР в 1926-27. В 30-х гг. опубликован ряд работ, посвященных методам расчёта устойчивости (С. А. Лебедев, П. С. Жданов и др.).

  С ростом мощности электроэнергетических систем возрастали напряжения ЛЭП. В 30-х гг. были освоены напряжения 110, 150 и 220 кв -сооружены воздушные линии электропередачи, трансформаторные подстанции, создана аппаратура защиты. В связи с усложнением электроэнергетических систем и строительством протяжённых ЛЭП большое значение приобрели исследования с использованием расчётных электрических моделей, особенно динамических, позволяющих воспроизводить сложные физические процессы и явления. Работы по моделированию электроэнергетических систем проводились в Энергетическом институте АН СССР (с 1961 Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского, ЭНИН, Москва) в 1936-41, затем в Ленинградском политехническом институте, а начиная с 1944 - в Московском энергетическом институте (МЭИ).

  С середины 40-х гг. важное место в научных исследованиях начинает занимать изучение проблемы объединения крупных районных электроэнергетических систем линиями электропередач высокого напряжения - 330, 400 и 500 кв.К 1976 общая протяжённость электрических сетей напряжением свыше 35 квпревысила 600 тыс. км.Успехи в области электропередачи позволили приступить к решению проблемы объединения электроэнергетических систем и создания ЕЭЭС страны. С этой целью в ЭНИН АН СССР в 1945-60 были разработаны: методика определения технико-экономической эффективности объединения электроэнергетических систем; методика расчёта использования мощности ГЭС с учётом графиков электрических нагрузок электроэнергетических систем; метод определения режима нагрузок ЕЭЭС Европейской части СССР; вопросы структуры и энергобаланса объединения электроэнергетических систем Центра и Поволжья; перспективы развития ЕЭЭС Сибири.

  В конце 60-х гг. было завершено создание ЕЭЭС Европейской части СССР и сформированы мощные энергообъединения в Сибири и Средней Азии. В середине 70-х гг. в СССР создана крупнейшая в мире ЕЭЭС, объединяющая свыше 70 районных электроэнергетических систем и работающая совместно с электроэнергетическими системами стран - членов СЭВ. Общая установленная мощность электростанций, входящих в эту систему, превышает 150 Гвт,в то время как мощность всех электростанций СССР составляет около 220 Гвт.

 Советская электроэнергетика занимает передовые позиции в мире. Основные направления её развития - концентрация генерирования электроэнергии и повышение пропускной способности высоковольтных ЛЭП. К 1976 в СССР насчитывалось более 60 крупных ТЭС и ГЭС мощностью от 1 до 6 Гвт.Их общая установленная мощность составляет почти половину всех энергетических мощностей страны.

  Высоких технико-экономических показателей достигли тепловые электростанции. Удельный расход условного топлива на 1 квт• чотпущенной электроэнергии составляет на ТЭС около 340 г.Отличит. особенность советской электроэнергетики - широкое строительство теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), отпускающих потребителю не только электроэнергию, но и тепловую энергию за счёт тепла отработавшего пара. Комбинированное производство энергии на ТЭЦ даёт в год до 25 млн. тэкономии условного топлива (11% всего топлива, идущего на производство электроэнергии). Важное значение придаётся использованию в качестве топлива для ТЭС дешёвых углей таких месторождений, как Канско-Ачинское, Экибастузское и др.

  Достижения советской электроэнергетики стали возможны благодаря коренному изменению научных концепций энергетики и конструкций турбин и генераторов, котлоагрегатов, трансформаторов и преобразовательных устройств, ЛЭП и гидротехнических сооружений. Работы по техническому оснащению современным оборудованием электростанций и электроэнергетических систем ведутся многими научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями. Благодаря усилиям учёных, инженеров и техников в СССР созданы уникальные гидроагрегаты единичной мощностью свыше 500 Мвт,турбоагрегаты (800 и 1200 Мвт) ,паровые котлы с производительностью 2500 т/ч,намечено сооружение сверхдальних линий высокого напряжения (1150 квпеременного тока и 1500 квпостоянного тока) для соединения электроэнергетических систем Средней Азии и Сибири с ЕЭЭС Европейской части СССР. Наряду с совершенствованием традиционных способов передачи электроэнергии советские учёные разрабатывают принципиально новые способы передачи значительных количеств электроэнергии.

  Успешно решаются задачи, связанные с прямым преобразованием тепловой энергии в электрическую. В 1962-65 проведены теоретические и экспериментальные исследования, в результате чего в 1965 была создана модельная энергетическая установка, а в 1971 дала ток первая в СССР опытно-промышленная установка с магнитогидродинамическим генератором, имеющим расчётную мощность 20-25 Мвт,а в марте 1975 был осуществлен пуск очередной установки мощностью 12,5 Мвт.

  Характерная особенность современной энергетической науки - разработка таких перспективных направлений, как ядерная и термоядерная энергетика. Решение проблемы развития ядерной энергетики имеет большое научное, техническое и экономическое значение в связи с уменьшением природных запасов угля, нефти и газа (на которых работают ТЭС), удорожанием их добычи и т. д. В 70-х гг. наметилась тенденция ускоренного развития ядерной энергетики, доля которой в общем количестве вырабатываемой в мире электрической энергии неуклонно возрастает.

  Важное место в электроэнергетике занимают проблемы, связанные с новыми методами преобразования тепловой и химической энергии в электрическую, использованием внутреннего тепла Земли и солнечной радиации, разработкой методов и средств аккумулирования значит. количества электрической энергии. Большое внимание уделяется автоматизации как отдельных электростанций, так и электроэнергетических систем. Дальнейший прогресс в энергетике связан с кибернетизацией энергосистем, разработкой автоматизированных систем управления электроэнергетикой (В. А. Веников и др.). Существ. вклад в развитие современной электроэнергетики - труды И. А. Глебова, М. П. Костенко, Л. А. Мелентьева, В. И. Попкова, В. М. Тучкевича, Д. Г. Жимерина, Н. Н. Ковалева, Н. С. Лидоренко, Н. В. Разина и многих других

  Основные исследования по проблемам электроэнергетики проводятся в ЭНИН, Всесоюзном государственном проектно-изыскательском и научно-исследовательском институте энергетических систем и электрических сетей (институте «Энергосетьпроект», Москва), Всесоюзном электротехническом институте им. В. И. Ленина (ВЭИ, Москва), МЭИ, Всесоюзном научно-исследовательском институте постоянного тока, Сибирском энергетическом институте АН СССР (Новосибирск) и др.

  См. также , , , , .

  Гидроэнергетика.После Октябрьской революции 1917 началось освоение богатейших гидроресурсов страны. В июне 1918 СНК принял решение о строительстве первенца советской гидроэнергетики - Волховской ГЭС мощностью 58 Мвт.Вопросы гидроэнергетического строительства заняли важное место в ленинском плане ГОЭЛРО, при подготовке которого были обобщены результаты работ, проведённых виднейшими русскими учёными и инженерами в области использования гидроресурсов, а также сформулированы основные положения и принципы рационального использования водной энергии (экономичность, комплексность, регулирование стока, высоконапорность и работа в системе). Эти принципы сохранили своё основополагающее значение на всех этапах развития советской гидроэнергетики.

  К концу 20-х гг. были построены 6 ГЭС мощностью свыше 1 Мвт.Строительство этих станций положило начало и советскому гидромашиностроению. Первые гидротурбины небольшой мощности строил Московский завод им. М. И. Калинина; средние и крупные агрегаты изготовлялись на Ленинградском металлическом заводе (ЛМЗ). Выпущенная в 1924 на ЛМЗ первая радиально-осевая турбина мощностью 370 квтпри напоре 14 м(для Окуловской ГЭС) в 12 раз превысила среднюю мощность гидротурбин, построенных до 1917.

  Выдающимся достижением советского гидростроения было сооружение в 1932 Днепровской ГЭС, проект которой был разработан группой учёных под руководством И. Г. Александрова. Каждая из её турбин значительно превышала единичную мощность самых крупных электростанций дореволюционной России и с избытком перекрывала всю установленную мощность Волховской ГЭС. Бетонная плотина станции представляла собой одно из наиболее грандиозных сооружений в мировой гидроэнергетической практике. Здесь же впервые в СССР для электропередачи было применено напряжение 154 кв.На Днепровской ГЭС было установлено уникальное по тем временам гидроэнергетическое оборудование.

  В научном плане проектирование и строительство Днепровской ГЭС повлекло за собой развитие исследований по гидравлике сооружений, изучению и укреплению скальных оснований, теории расчёта гравитационных плотин, гидравлике турбин, технологии и прочности бетона. Архитектурное решение здания и всего ансамбля сооружений Днепровской ГЭС является примером органического единства архитектуры и строительной техники.

  В связи с развитием народного хозяйства в период первых пятилеток встал вопрос о комплексном использовании крупных рек Восточно-европейской равнины - Волги, Камы, Свири и др. Сложность использования гидроэнергетических ресурсов этих рек состояла в том, что гидротехнические сооружения надо было возводить на глинах и песках. Мирового опыта гидротехнического строительства на таких грунтах не было. В результате научно-исследовательских работ по теории гидросооружений, фильтрационных и статических расчётов, по устойчивости грунтов и сооружений были разработаны и возведены плотины нового типа на песчаных и глинистых основаниях с напором до 30