Pistolet777

Здесь вам не равнина

Здесь климат иной

Идут лавины одна за одной…

Лавина, она же "белая смерть". Многотысячная заверть кубометров снега и льда, несущаяся по склону горы вниз со скоростью поезда "Сапсан", ломая деревья и дробя камни, снося дома и хороня людей заживо в своей белой могиле.

Лавины – самое опасное явление природы в горах. В истории известны случаи, когда под лавинами погибали десятки, сотни и даже тысячи людей! Наиболее трагичные случаи:

— 1 марта 1910 году в Каскадных горах (США) в районе перевала Стивенс лавина обрушилась на пассажирский и почтовый поезда и разнесла их в щепки. Погибло около 100 человек.

— 16 декабря 1916, знаменитый "черный четверг". В это время на австро–итальянском фронте в Альпах начался мощнейший снегопад, и несколькими лавинами засыпало более 6 тысяч австрийцев. А вообще на этом фронте под лавинами погибло до 60 тысяч солдат — больше, чем в результате военных действий.

— 10 января 1962 года поселок Ранраирка у подножья горы Уаскаран (Перу) стерт с лица земли. Погибло более 4 тысяч человек.

— 10 февраля 1970 года на пути лавины оказался отель в Валь–д'Изер (Франция), погибло около двухсот туристов, а другая лавина снесла детский санаторий около Сен–Жерве, похоронив 80 человек — детей и обслуживающий персонал.

— 31 мая 1970 года перуанская гора Уаскаран снова о себе напомнила – заново отстроенный поселок Ранраирка и лежащий ниже город Юнгай оказались на пути гигантской лавины (объем лавины оценили в 50 млн.куб.метров, верхняя граница обвала возвышалась над уровнем долины почти на 90 метров, на высоту тридцатиэтажного дома) – точное число погибших неизвестно, из населения города Юнгай в 20 тысяч человек уцелело лишь несколько человек.

А вообще, во всем мире от лавин в среднем за год погибает 350 человек, учитывая, что население в горной местности не такое большое, процент погибших существенный. А сколько материального ущерба приносится! И естественно, назрела необходимость изучить природу возникновения лавин, чтобы можно было прогнозировать их сход и одновременно предпринять меры по уменьшению последствий. Различным типам лавин, механизму их возникновения и посвящен этот пост.

Немного теории

Механизм схода лавины работает примерно так: на снег, лежащий на склоне, действуют две силы — составляющая силы тяжести, действующая параллельно склону, которая вызывает напряжение сдвига, и составляющая, действующая перпендикулярно склону, которая вызывает компрессионное сжатие снега. Пока прочность этого снега не стала меньше этих значений, снег спокойно лежит на поверхности. Но постепенно, в результате температуроградиентного метаморфизма, в этом снеге растут новые, скелетные формы кристаллов глубинной изморози ("сахарный" снег, снег "плывун", глубинный иней и т.д.) в виде ограненных призм, пирамид, чашеобразных и бокалообразных форм. Интенсивность процесса тем больше, чем больше градиент температуры (> 1°/на 1см). Структура снега становится рыхлой, малосвязанной. Это может продолжаться довольно долго. Но вот выпадает новая порция снега, во время снегопада или ветровым переносом с соседних участков так называемого мстелевого снега. Вес снегового покрова возрастает, возникают дополнительные растягивающие и компрессионные нагрузки, и в какой–то точке эти величины становятся больше удерживающих сил, и снег в этой точке отрывается. Мгновенно напряжения возникают в непосредственно примыкающих к этой точке зонах, которые в свою очередь становятся перегруженными и отрываются, причем разрыв распространяется широко по склону. Это процесс так и называется, лавинный, когда изменение в одной точке очень быстро распространяется на большую область.

Основные типы лавин

По консистенции лавины бывают сухие и мокрые. Есть классификация по зарождению, делятся на точечные и так называемые снежные доски. В процессе схода не обязательно сохранение типа лавины, он может меняться от одного к другому и комбинироваться.

Сухие — лавины обычно сходят из–за незначительного сцепления между недавно выпавшим (или перенесенным ветром) снегом и плотным старым снегом в виде корки на склоне. Скорость их движения достигает 200–300км/час, плотность снежной массы может достигать 150 кг/куб.м. Очень часто их называют пылевыми, при движении снежного пласта его обломки могут разрушаться и формировать облако в виде снежной пыли, порождающую перед собой ударную воздушную волну. Такие лавины наиболее опасны из–за своей мощи.

Мокрые — лавины сходят при неустойчивой погоде на фоне оттепелей и дождей. Причиной возникновения мокрых лавин является появление водяной прослойки между слоями снега с разной плотностью. Мокрые лавины значительно уступают по скорости сухим, не превышая 50 км/час, но по плотности снежной массы (достигающей 800 кг/куб.м) они существенно опережают лавины других типов. Отличительной чертой лавин мокрого типа является быстрое затвердевание снега при остановке и превращение его в лед, которое часто делает спасательные работы очень трудоемкими.

Точечные – лавина зарождается из точки, процесс идет в логарифмической прогрессии.

Снежная доска — пласт мелкозернистого или метелевого снега плотностью 250–600 кг/м3, лежащего на поверхности менее плотного снега. Под снежной доской нередко возникают пустоты, что приводит к ее оседанию и разрушению, и пласт скатывается вниз, скользя на частицах менее плотного снега как на шариках, трение скольжения частично заменяется на трение качения. Обрушение снежного пласта происходит на большой площади. Линия отрыва снежной лавины представляет собой арку, ступень, перпендикулярную поверхности склона.

Было предложено еще несколько классов классификации типов лавин (по типу движения, характеру пути и т.д.) В конце концов, для разработки стандартной системы описания лавин была создана международная рабочая группа под руководством директора "Швейцарского федерального института изучения снега и лавин", разработавшая систему "Морфологическая классификация лавин", в которой учтены все мыслимые типы лавин. Система очень подробная, вот, к примеру, классификация одной из лавин — A2B4C1D2E1F4G1H1. Специалист прочтет ее так — лавина двинулась от линии по грунту, состояла из сухой твердой снежной доски, двигалась в лотке в виде пылевого облака; ее отложения были мелкокомковатыми, сухими, без ясного загрязнения.

Можно ли прогнозировать сход лавины?

На сегодняшний день эмпирическим путем выработаны некоторые рекомендации для оценки вероятности схода. Склон горы в 15–20 градусов уже может считаться лавиноопасным, при толщине снега около 40 см. Опасность резко возрастает уже при интенсивности снегопада 2–3 см/ч и длительности до 11 часов, вероятность схода лавины еще больше растет, когда выпадение снега сопровождается ветром. Ну и особо критично, если свежий снег ложится на гладкую, схваченную после оттепели морозом поверхность старого снега, ведь свежевыпавший снег несвязанный и сыпучий, как песок.

Существует ТАБЛИЦА СТЕПЕНЕЙ ЛАВИНООПАСНОСТИ:

К сожалению, нет прибора, однозначно определяющего, сойдет ли лавина или нет. Лавина может сойти и при второй степени опасности, и не сойти при четвертой. Единственным на сегодня методом прогнозирования является вышеупомянутая таблица, но усложняется это тем, что прогноз лавин существенно отличается от метеорологического или гидрологического прогноза. Если метеопрогноз не оправдался, то этих явлений уже можно не ждать. Но если не сошли запрогнозированные лавины, то это совсем не означает, что они еще не сойдут. Состояние снежного покрова может быть таким близким к критическому, что достаточно просто появления человека в опасной зоне и создания тем самым дополнительной нагрузки, чтобы произошла катастрофа. Не раз бывало, что от громкого крика или выстрела, звука проезжающей автомашины или рева вертолета, брошенного камня, со склона срывалась лавина, которая, оказывается, висела и вот–вот должна была сойти. Есть и еще одно существенное отличие. В Альпах швейцарские и французские лавинщики на основе наблюдений в районе Парсенн, начиная с 1960 года, проверили несколько статистико–эмпирических методов прогноза. Оказалось, что лавиноопасная ситуация развивается за очень короткий промежуток времени — несколько дней или даже часов. Это означает, что лавинный прогноз всегда должен иметь небольшую предельную заблаговременность — несколько часов или дней. Поэтому прогноз за часы до схода лавин следует считать краткосрочным, за сутки — двое — среднесрочным, а заблаговременность больше двух суток — уже долгосрочный прогноз, ну а дальше уже не заглядывают, потому что бесполезно.

Как же бороться с последствиями схода лавин? Сегодня надо брать на вооружение опыт европейских горных стран, которые наряду с прогнозированием осуществляют мероприятия не только по управляемому сходу лавин в виде артиллерийских обстрелов лавиноопасных участков, но и проводят действия по уменьшению количества лавиноопасных районов вкупе с действиями по уменьшению силы лавины. Имеется ввиду искусственное удержание снега на лавиноопасных склонах путем строительства снегоудерживающих щитов и сеток, террасирования и залесения склонов, изменение направления пути движения лавин с помощью лавинорезов, направляющих дамб и других конструкций. Дело это, конечно, финансово и ресурсоемкое, но ничего более эффективного не придумано.

Что же будет с человеком, попавшим под лавину? Статистика утверждает, что в течение часа у человека, находящегося в лавинном завале на глубине до 1 метра, есть 50% из 100 остаться в живых, наименьшие шансы у того, кто погребен под мощной толщей снега. Так, у находящегося на глубине 4 метров в лавинном завале их не более 10%, с течением времени шансы уцелеть быстро падают. Поэтому те люди, у которых есть высокая вероятность встречи с лавиной (сноубордисты, горнолыжники, ски–альпинисты) тщательно экипируются. На сегодняшний день среди них наиболее популярны следующие предметы экипировки:

Лавинный рюкзак

Бипер (лавинные датчики)

Складная лопата

Лавинный щуп

Про лопаты и щупы рассказывать особого смысла нет, достаточно упомянуть, что их стараются делать максимально легкими и складными, а вот про лавинные рюкзаки и биперы можно рассказать поподробнее.

Бипер — лавинный датчик, лавинный маяк.

Электронное устройство размером с пачку сигарет, надеваемое под верхнюю одежду и включаемое во время нахождения на склоне. Он может работать как режиме передачи, как маяк, так и в режим приема, для поиска погребенного под лавиной. Современные биперы имеют дисплей, на котором стрелкой показывается направление на источник сигнала, и расстояние до него. Радиус поиска примерно 50–80м.

Лавинный рюкзак

Рюкзак с вмонтированной в него системой защиты спины на манер рюкзаков мотоциклистов, предусмотрены места для крепления лопаты и щупа. В последнее время наиболее продвинутые рюкзаки снабжаются активной системой защиты в виде надувающихся подушек, одной или две.

Система активируется самим человеком, когда он видит, что от лавины уже не уйти, дергается вытяжной тросик, как на парашюте, и подушки мгновенно наполняются сжатым воздухом от небольшого баллона, находящегося внутри рюкзака.

Принцип работы простой – быть поплавком, поднимающим человека на поверхность. Следует оговориться, что поднимают подушки не за счет подъемной силы, как у дирижабля, а за счет объема – в псевдожидкой среде при хаотичном перемещении вверх поднимаются большие объекты (к примеру, потрясите миску с арахисом, в которой будет несколько орехов более крупного размера (бразильских или грецких) и они выйдут на поверхность). Также подушки защищают шею и голову от ударов о камни и деревья. Уже наработана большая статистика, такие рюкзаки очень сильно снизили уровень гибели и травматизма людей, оказавшихся под лавиной.

И напоследок — 50% попавших под лавины не выживают, даже при всем самом современном техническом снаряжении. Желаю вам под лавины не попадаться!

Подходит и для других жилых и нежилых строений, объединенных электрическими проводами с общим счетчиком. В нашем случае эта была конюшня. И сразу раскрываю интригу, раз уж упомянул про электрические провода – локальная сеть на HomePlug PowerLine.

Итак, есть отдельно стоящая в 30 метрах от дома конюшня, переделанная из гостевого домика. В конюшне обитают пожилой мерин русской рысистой породы Форпост Ойстер Бар-Фисташка (Фортик) по кличке «Идеальная лошадь» и юная пони Мейли-Сай Мая-Сопрано (Мася) по кличке «Жирная корова». Клички даны женой, которая ими занимается в качестве хобби. Почему так подробно описываю лошадей? Чтобы были понятны технические условия, выданные женой. А условия были акцентированы на то, чтобы основное наблюдение было на пожилого мерина, т.к. болячек у него намного больше, чем у пони. Исходя из этого условия и размера «жилого отсека» конюшни (лошади находятся в этом отсеке в денниках разного размера), была подобрана камера с нужным объективом (3.6мм), у которой угол зрения (76 град) хоть и меньше обычных панорамных видеокамер, но не искажается картинка. В моем случае это «JOOAN Wireless IP Camera 1-Megapixel Audio Recording 720P Wireless Security Outdoor Bullet Built-in 16GB SD Card Wifi Camera» с Алиэкспресс.

Этот комплект подкупил присутствием вайфая, ночной подсветкой, отличной матрицей Sony, наличием блока питания и картой памяти на 16Gb. Ну и ценой также, 1859,03 руб. Теоретически, можно было сразу поставить камеру в конюшню, с криком «ура» сконнектится по Wi-Fi и радоваться жизни. И действительно, по получении посылки в доме был проведен эксперимент, увенчавшийся успехом. Камера по Wi-Fi коннектилась, видео показывало. Но после установки камеры в конюшне все было не столь радостно – в домашней сети камеру было больше не видно, чем видно. 30 метров расстояния плюс две кирпичные стены под углом к линии распространения сигнала портили всю малину, хотя я даже выкопал из кладовки старый маршрутизатор Zyxel Keenetic 4G и сделал из него усилитель Wi-Fi, поставив у окна в прямой видимости конюшни. Стало понятно, что надо тащить проводную сеть.

Тащить провод жутко не хотелось. Основной маршрутизатор с оптикой стоит на третьем этаже в кладовке, значит, надо протягивать через все здание, делать дырки, прокладывать по стене, цеплять к воздушной линии в конюшню и затем по стене самой конюшни… да ну нафиг.

Почесав в затылке, я вспомнил про локалку по силовой проводке. Когда-то давно я даже ей интересовался, но тогда с этим стандартом все было очень мутно, редкие образцы стоили как вертолет, а сами производители честно писали, что работоспособность не гарантируется. Логически рассудив, что все течет, все изменяется, я решил посмотреть, как там с прогрессом. Я почитал, и вы знаете, мне понравилось. Читал, разумеется, не рекламные объявления, а отзывы покупателей. Понятно, что продавцы, бывает, маскируются под покупателей, но, когда читаешь много отзывов, уже обучаешься отсеивать реальных пользователей от нереальных. И было много отзывов реальных людей, пишущих, что они подключили эти адаптеры и про них забыли – работают и не жужжат.

Для эксперимента был куплен набор из двух адаптеров TP-LINK TL-PA4010PKIT. Куплен, что интересно, в Юлмарте, почему-то цена на набор была столько же, сколько на Али, и это без возни с почтой и без азиатских вилок, для которых нужен переходник, а в переходнике устройства противно болтаются. Параметры адаптера приличные, 500Mbps, дальность до 300 метров и, что хорошо, в адаптере проходная розетка, т.е. для адаптера не нужна отдельная розетка, он втыкается в обычную розетку, а вилка какого-либо устройства втыкается в адаптер. Единственное, специально обговаривалось, что розетка должна быть нормально заземлена, помню, было бухтение пользователей на эту тему, потому что не у каждого было нормальное заземление. Но это было больше года назад, и прогресс не стоит на месте – недавно покупал для большого компьютера комплект адаптеров PowerLine уже гигабитный, Tenda AV1000, и ему заземления уже не надо вообще.

Подключение камеры через адаптер прошло на ура. Соединение абсолютно стабильное, пропускной способности хватает за глаза. Теперь после пары щелчков мышью на большом компе

или паре нажатий на экране смартфона

можно наблюдать за денником хоть из дома, хоть из другого места, к примеру, жена смотрит лошадей в командировках, через телефон, хоть через местный Wi-Fi, хоть через мобильные данные. Для домашнего бюджета все удовольствие обходится в 2000р в среднем за камеру +2600р за комплект адаптеров = 4600р, и не надо возиться с прокладкой кабеля. Прогресс!

Ну и сами виновники хлопот

По мотивам зенитно-резиновые войска. Посмотрел гифку и вспомнил про свою старую идею ближней защиты от беспилотников.

Недорогие снаряды для МЗА типа ЗСУ-23-4, оставляющие в воздухе подобие спиралей Бруно. Пустотелый снаряд, заполненный жидким полимером, достаточно прочным, твердеющим на воздухе. Под действием высокой температуры и высокого давления, образующийся при выстреле, полимер разжижается и через микроотверстия в донной части корпуса снаряда благодаря центробежным силам выбрасывается наружу, образовывая нитевидные структуры в форме синусоиды. В идеале полимер должен быть еще и липким, если беспилотный аппарат сможет винтами порезать нить, остатки нитей налипают на винты и корпус БПЛА, что в конечном счете приведет к его ухудшению функциональности или падению.

ИМХО, битум очень подходит, отличная аморфная структура, что-то типа стекловолокна получается.

Благодаря легкости спираль долго висит в воздухе, медленно опускаясь на землю.

Один снаряд создает спираль, диаметром, скажем, несколько метров, очередь, пущенная веером, создает наклонный сектор из нитей. Распределенные по фронту несколько ЗСУ создают над полем боя сплошной полог.

Как вам такая мысль?

он же "игла Салаши", он же "яйца Салаши".

(Ференц Салаши - премьер-министр Венгрии, союзника фашистской Германии. Управлял Венгрией с 1944 по 1945 год)

Уж совсем сумрачный венгерский гений спроектировал это оружие. Полагаю, глядя на агрегат, всем хочется сказать "пе-ре-бор". И я поддерживаю. 

ТТХ:

Диаметр: 250 мм (кумулятивная БЧ)

215 мм (фугасная БЧ)

100 мм (ракета)

Длина: 1100 мм (кумулятивная БЧ)

975 мм (фугасная БЧ)

Вес ВВ: 4,2 кг

Максимальная скорость: 200 км/ч

Максимальная дальность: 2000 м (теоретическая)

фактическая: 1200 м (фугасного действия)

прицельная: 500 м (кумулятивного действия)

Бронепробиваемость: 300 мм (кумулятивного действия)

Стабилизация обеспечивалась исходящими газами, обеспечивавших вращение ракеты в полёте из нескольких сопел расположенных под углом.

Могла применяться как с пулемётного станка, так и устанавливаться на различные самоходные шасси.

Не понимаю, о чем думали конструкторы. Зачем? У советских танков максимальное бронирование 90 мм у Т-34-85 и 100 мм у ИС-2. Если рассчитывали на Maus (что вряд ли), у него максимальная толщина брони 240 мм. Может, чтобы наверняка? Как известно, капля никотина убивает лошадь, а хомячка вообще разрывает нахрен. Расчет на этот эффект? Но избыточная мощность - утяжеление и удорожание всей конструкции.

Тяжелый  пулеметный станок, здоровенный высокий щиток, защищающий стрелка от мощного потока пороховых газов стартующей ракеты, тяжелые громоздкие сами ракеты...

К сожалению для венгров, Михаил Круг в то время еще не родился, и некому было подсказать конструкторам, что "не очко обычно губит, а к одиннадцати туз".

Очевидно, поэтому о боевом применении этого вундерваффе так ничего достоверного и не известно. После войны весь оставшийся запас ракет никого не заинтересовал и был уничтожен.

Уничтожение схронов ПТР 44.M Buzogányvető. Кадр из кинохроники Aknákat hatástalanít a honvédség. Май 1947 года.

Эта музыка будет вечной

если я заменю батарейки

Слово «батарея», происходящее от французского слова «batterie», настолько давно вошло в русский язык, что точный словарный перевод по степени очевидности вызывает в памяти бессмертные строчки из Чехова: - «Волга впадает в Каспийское море, лошади кушают овес и сено». Вот сами посудите, это строчка из русско-французского разговорника:

фр. batterie (сущ.) - батарея.

Только серьезно задавшись целью выяснить этимологию этого слова, через некоторое время можно добраться до объяснения, что batterie - это battre «бить» - соединение нескольких однотипных приборов, устройств в единую систему или установку для эффективного совместного действия. Название происходит от артиллерийской батареи, как исторически первого типа батарей. Впоследствии название стало употребляться для обозначения соединения однотипных предметов вообще.

Кстати, отсюда вытекает то, что в быту мы в общем-то неправильно называем батареями пальчиковые элементы питания, потому что они – сюрприз – одиночные гальванические элементы.

Итак, наш пост про гальванические элементы, иначе именуемые батарейками.

Быстренько пробежимся по истории. Хотя в последнее время археологи стали утверждать, что что-то похожее на химические источники тока появились в Мессопотамии за 100 лет до н.э. (так называемая Багдадская батарейка), но это все на уровне гипотезы, а официальное рождение батареи относят к 1800г, когда итальянский физик Алессандро Вольта, основываясь на опытах итальянского врача и анатома Луиджи Гальвани, сделал устройство, получившее впоследствии название «вольтов столб». Сложив стопку высотой полметра из пластинок цинка, меди и войлока, смоченного раствором серной кислоты, Вольта, приложив руки к концам стопки, получил весьма чувствительный удар током. Так началась электрическая эра.

Изобретение Алессандро Вольта произвело фурор в обществе, Вольта осыпали почестями и наградами, его именем назвали единицу электрического напряжения. Свою долю славы получил и Луиджи Гальвани - в честь его электрохимический элемент, изобретенный Вольта, называется гальваническим (несколько парадоксально, конечно).

Для легкости понимания давайте вспомним немного сведений из школьной программы про гальванический элемент. Я, естественно, не помнил, поэтому пришлось читать. Прочел, осмыслил длинную нудную фразу и пересказываю более простыми словами: гальванический элемент – это источник электрического тока, основанный на химической реакции двух металлов (или их оксидов для удешевления/простоты использования), один из металлов, именуемый анодом, всегда более активный, чем второй, называемый катодом, эти металлы помещены в токопроводящую среду, именуемую электролитом, при соединении этих металлов проводником образуется электрическая цепь и начинает вырабатываться ток, который бежит от анода (-) к катоду (+).

(Перечитав) Ну, тоже длинно, но хоть более-менее понятно.

Гальванические элементы делятся на два типа – первичные и вторичные. Первичные напрямую преобразуют химическую энергию, содержащуюся в реагентах гальванического элемента, в электрическую энергию. Этот процесс идет до полного расхода реагентов, после чего выработка электричества прекращается. Проще говоря, это одноразовые элементы. Все батарейки являются первичными гальваническими элементами.

Вторичные гальванические элементы – элементы, в которых электрическая энергия от внешнего источника тока превращается в химическую энергию и накапливается, а затем, при необходимости, химическая энергия снова превращается в электрическую. Эти вторичные элементы называются аккумуляторами. Про аккумуляторы мы опустим, эта обширная тема достойна отдельной большой статьи.

Одним из первых гальванических элементов, которым можно было пользоваться вне лабораторий, был изобретен Жоржем Лекланше в 1866 году. Конструкция имени Лекланше проста - цинковый анод, катод из диоксида марганца с углем, размещенные в электролите из хлорида аммония, т.е. соли аммония. В течении некоторого времени элемент Лекланше претерпел изменения: цинковый анод стал делаться в виде цинкового стаканчика, в стаканчике размещен катод из смеси диоксида марганца и графита, в центре катода находится угольный стержень, являющийся токосъемником (в некоторых источниках именно он неправильно называется катодом), катод окружен электролитом из хлорида аммония с добавкой хлорида цинка, только не в жидком виде, как у Лекланше, а в загущенном, в виде геля, из-за добавления крахмала и муки. Это необходимо для того, чтобы электролит не мог вытечь или высохнуть при хранении и эксплуатации элемента. Элементы с загущенным электролитом получили название «сухие батареи».

А вот сейчас, между прочим, вы прочли описание классической конструкции солевого гальванического элемента, по такой технологии он производится уже 150 лет без особого изменения. Получается как-то не очень хорошо с темпами развития науки в смежных областях – в отличие от бурного, взрывного роста возможностей электроники, за 60 лет уменьшившее компьютер MARK-1 весом 5 тонн и площадью 60 кв.м до микросхемы весом в доли грамма и площадью с булавочную головку, причем с намного большими возможностями, и этот хайтек питает энергией древняя двухсотлетняя технология. Печально. А что еще грустно, фирмы, выпускающие элементы питания, не испытывают никаких иллюзий в появлении прорывных, революционных технологий производства портативных источников тока и откровенно говорят, что в ближайшем и даже не очень ближайшем будущем нас ожидает только постепенное улучшение характеристик батарей. Понемногу, по проценту - по полпроцента в год.

Разумеется, какие-то всплески на плавном растущем графике улучшения характеристик были. И одним из всплесков было появление щелочных батарей.

Щелочная, она же алкалайновая (алкалиновая) батарея.

Впервые щелочные батарейки выпустила компания Eveready (ныне Energizer) в 1959г. Принцип ее работы практически идентичен принципу работы солевой батареи – анод из цинка, катод из диоксида марганца, единственное отличие в составе электролита – он не из соли аммония, как в солевой, а из раствора щёлочи, обычно гидроксида калия. И конструкция элемента отличается – она, так сказать, вывернута наизнанку по сравнению с конструкцией солевого элемента. У солевого элемента анод в виде цинкового стаканчика, заполненный катодом в виде диоксида марганца, разделенным электролитом из соли аммония, а у щелочной батареи анод в виде пасты из цинкового порошка в смеси с электролитом находится внутри катода из смеси диоксида марганца с графитом. Анод и катод разделены тонким сепаратором, пропитанным электролитом, и все это располагается в стальном корпусе. Получается, что если у солевого элемента корпус (-), а центральный токоотвод (+), то у щелочного элемента все наоборот, корпус (+), а центральный токоотвод (-).

Такая конструкция, разумеется, сделана не просто так. Выше упоминалось, что первичные гальванические элементы преобразуют химическую энергию, содержащуюся в реагентах элемента. В солевых элементах при химической реакции расходуются все реагенты, составляющие этот элемент - анод, катод, электролит. А в щелочном элементе при химической реакции расходуется только анод и катод, электролит не расходуется. Поэтому электролита там совсем мало, и освободившееся место электролита заполнено увеличенным количеством анода и катода, что значительно увеличивает электроемкость щелочного элемента. И здесь мы плавно переходим к рассмотрению преимуществ и недостатков солевых и щелочных источников питания.

Форм-фактор распространенных гальванических элементов

Преимущества и недостатки солевых и щелочных элементов.

У солевых сейчас осталось только одно преимущество - цена. Технология производства проста и вылизана до идеала уже давным-давно, стоимость реагентов и материалов низка, поэтому себестоимость очень маленькая. Но на этом преимущества кончаются и начинаются недостатки, а именно:

Маленькая емкость. В среднем емкость солевого элемента в 3-5 меньше, чем у щелочного. К тому же это при малой и средней нагрузке, при высокой нагрузке (мощные фонари, фотоаппараты и видеокамеры) разница в емкости еще больше увеличивается и достигает 10. Т.е., к примеру, солевая батарейка питает маломощный прибор, скажем, 10 дней, а щелочная 10*3=30 дней; такая же солевая батарейка обеспечит энергий фотоаппарат со вспышкой в течение 10 минут, а такая же щелочная 10*10=100 минут.

Маленький срок хранения. У солевого элемента – 2 года, у щелочного – 7-10 лет. Срок хранения солевой батареи можно увеличить, если держать ее в холодильнике, при низкой температуре химические реакции, при которой происходит саморазряд, замедляются. Для щелочных элементов температура хранения некритична.

Узкий температурный диапазон эксплуатации. Солевые батареи вообще не могут работать при отрицательных температурах, а щелочная при -20 °С отдает такую же емкость, как солевая в режиме беспрерывного разряда при комнатной температуре.

В последние несколько лет в продаже появились новый тип элементов - литиевый. Принцип действия все так же похож на принцип солевого и щелочного элемента, но анод изготовлен из лития или его соединения. Из химии известно, что литий имеет наивысший отрицательный потенциал по отношению к остальным металлам, соответственно, он имеет наибольшее номинальное напряжение при минимальных размерах. И другие параметры тоже превосходные –очень большое время хранения (до 15 лет), исключительно малые токи саморазряда и высокая степень герметичности, хранение и работа в широком диапазоне отрицательных и положительных температур. Но цена, цена...

Некоторые советы от опытных пользователей касательно батареек.

Не надо стремиться покупать элементы известных фирм, которые на слуху благодаря навязчивой рекламе. Ведь рекламный бюджет надо отбивать, и расходы на рекламу включаются в цену товара. Да, высокотехнологичная батарейка может оказаться самой долгоиграющей, но ее цена взлетает в небеса; две же обычные батарейки по емкости спокойно перекрывают одну супербатарейку, и к тому же стоимость двух обычных оказывается дешевле, чем одной именитой. На одном сайте был проведен большой тест батареек различных фирм, там посчитали комплексный параметр цена/емкость, и в результате тестов лидером отказалась безымянная батарейка, продающаяся в гипермаркете Ашан, ее ватт мощности оказался самым дешевым, оставив далеко позади именитые фирмы. А известная история с батарейками фирмы «Космос», появившиеся в продаже несколько лет назад, покупатели, которые купили эти батарейки, с удивлением и даже некоторым шоком отмечали, что эти батарейки ничуть не хуже, а зачастую и существенно лучше грандов, при цене на порядок ниже.

Севшие солевые батарейки можно восстановить. Делается это двумя способами - обстукиванием корпуса батарейки и зарядкой (да, солевые перезаряжаются) током специальной формы. Обстукивание – самый простой способ восстановления. Суть – под ударной нагрузкой с цинкового анода стряхиваются продукты реакции, налипшие на анод и препятствующие дальнейшей реакции. Стучать надо без особого фанатизма, иначе рискуешь повредить корпус, и электролит вытечет. Перезаряжать – сложнее, здесь требуется «умная» зарядка, которая стоит дорого и не везде продается, и тоже существует риск повреждения элементов.

За пределами поста осталось много интересных элементов (воздушно-цинковые, ртутные, серебряные и т.д.), описание их категорически не влезает в отведенный объем. Но все это перепевы классического гальванического элемента, изобретенного почти 200 лет назад. Выше упоминалось, что фирмы, производящие источники тока, особых прорывов не ожидают. Но интересно же заглянуть за горизонт? И ученые уже предлагают совсем иные принципы работы источников питания для все увеличивающихся в размере и количеству носимых нами гаджетов. Перечислю некоторые научные проекты: преобразование тепла человека в электричество с помощью стеклоткани, канализирование света с помощью фотоэлектрических органических ячеек, преобразование лактатов из человеческого пота в электричество с помощью «биотатуировки». Интересно, что же из этого выстрелит?