Проблема промышленной пыли не требует особой аргументации. Любое предприятие, независимо от масштабов и специфики, так или иначе, сталкивается с негативным влиянием пыли на здоровье персонала, эффективность оборудования и экономический баланс. В пылеосаждении в равной степени нуждаются угольные шахты, цементные заводы, цеха высокотехнологичных компаний и гражданские территории, окружающие эти локации.
В статье мы предлагаем поговорить о пяти, на наш взгляд, ключевых характеристиках, которые определяют рациональность использования конкретного пылеподавляющего оборудования. Мы рассчитываем, что наш рассказ поможет инженерам, ответственным за экобезопасность, оперативно разобраться, какой тип установки необходим для решения конкретных задач.
Дальность распыления
Большинство наших заказчиков в первую очередь интересует дальность распыления. Очевидно, они отождествляют этот показатель с площадью покрытия и рассматривают, как наиболее яркую характеристику эффективности оборудования.
Проще говоря: чем выше дальность, тем мощнее пушка, а «запас карман не тянет».
На практике все обстоит чуть сложнее. Если объект — это масштабный склад, терминал, цех, дальнобойность установки действительно важна. Для больших по размеру промплощадок пушки мокрого тумана с дальностью выброса 150−200 метров, будут эффективны, особенно на фоне совокупной организации систем энерго- и водопотребления. Возможность централизованно управлять процессами, будет лучшим аргументом с позиции эргономики и контроля расходов.
Другое дело, если производство имеет небольшую площадь или участков пылеобразования несколько, но они локальны и расположены удаленно друг от друга. Избыточная мощность большой стационарной установки будет экономически нецелесообразна, так как значительная часть потребляемых ею ресурсов и генерируемого тумана будет расходоваться впустую.
Разумным решением в этом случае, станет использование нескольких (обычно достаточно двух-трех) систем меньшей мощности с дальностью выброса 70−80 метров. Как показывает наш опыт внедрения, такой подход не только оправдан технологически, но и более выгоден, в перспективе, для бюджета компании.
Наконец, встречаются ситуации, когда предприятие уже имеет какое-то пылеосаждающее оборудование, но понимает, что его недостаточно и необходимо увеличивать количество установок, менять модель на более мощную с глобальной реорганизацией всей периферийной структуры.
Значимость резерва дальности здесь тем более будет уступать объективным критериям, так как потенциальные условия и масштабы предстоящих работ относительно хорошо известны, поэтому переплачивать за лишнюю мощность нерационально.
Мобильность
Второй по важности критерий выбора — подвижность установки. Генераторы тумана бывают:
мобильные — на колесном ходу, установленные на грузовик, трактор, прицеп-тележку вместе с электрогенератором и запасом воды;
стационарные — постоянно расположенные в одной точке, подключенной к электросети и водоснабжению;
полустационарные — переносные (временные) установки с мощностью мобильных, но размещенные по принципу стационарных.
По опыту, лучшим решением для заказчиков, которые хотят разобраться в потенциале пылеподавляющего оборудования, но затрудняются с выбором, станет универсальная мобильная установка.
Это пушка с дальностью выброса 70−80 метров на шасси прицепа, с возможностью работы как от дизель-генератора, так и от общей сети, с собственной бортовой емкостью для воды и опцией зимней эксплуатации.
Многие наши постоянные клиенты начинали именно с универсальной установки. Такой агрегат оптимален в самом начале, когда нет практики и понимания возможностей техники. При этом в новый проект не нужно вкладывать большие средства, создавать постоянную и сложную систему обеспечения, прокладывать коммуникации, как того требуют мощные стационарные установки.
Единственное различие, помимо масштабов, — регламент обслуживания. Мобильные генераторы тумана нуждаются в постоянном присутствии оператора, который будет заправлять и перемещать установку по территории.
В этом отношении стационарные комплексы проще: они способны работать под удаленным управлением или в автоматическом режиме, где пуск и остановка осуществляются по спланированному алгоритму, а постоянное подключение к сети водоснабжения исключает необходимость заправочных манипуляций.
Технология
В промышленном пылеподавлении на данный момент лидируют два подхода — это технологии мокрого и сухого тумана.
Особенность мокрого тумана — капли крупного размера (50-150 мкм). Это дает преимущество в дальности:
расстояние, преодоленное выброшенной из форсунки и подхваченной воздушным потоком вентилятора тяжелой каплей, достигает 150-200 метров.
Сухой туман легче, его вес не превышает 10 мкм. Из-за этого радиус выброса ограничен 20-30 метрами. К тому же в отличие от тяжелого мокрого, он сильнее зависим от ветра: любой сквозняк способен изменить направление потока. Таким образом в плане полезной дальности мокрый туман эффективнее.
Однако тот же критерий (размер капли) меняет картину, когда речь заходит о качестве орошения. Во-первых, попавшая в воздух водяная капля, соединяется с целевыми частицами только при условии равного с ними размера. В ситуации с мокрым туманом, крупные капли, обладая мощным импульсом разгона и способностью противостоять ветру, тем не менее не так эффективно связывают и осаждают пыль, как мелкая взвесь сухого тумана, а способны лишь увлекать за собой небольшую часть пыли.
Во-вторых, размер капель в воздухе пропорционален количеству влаги, которая опустится на поверхность: чем крупнее капля, тем больше воды в итоге окажется на материале. Этот фактор необходимо учитывать предприятиям, технологические процессы и конечный продукт которых, критически зависимы от влажности.
В какой-то мере баланс между эффективностью и дальностью помогает поддерживать диаметр сопла распылителей. Например, наша компания поставляет три типа форсунок разного калибра.
Зная условия своего предприятия, заказчик легко подберет установку, сочетающую полезную площадь распыла с эффективной фракцией тумана.
Проще говоря: чем крупнее капля, тем выше дистанция выброса и больше влаги на поверхности, чем мельче, тем уже оперативный участок, но чище воздух и суше поверхность.
Водопотребление
Размер и количество капель прямо влияет на следующий критерий — экономичность водопотребления. Здесь приоритет за сухим туманом:
средний расход установки, которая локализует пыль в радиусе 20-30 метров, составляет около 1,5 м³ в сутки.
Несмотря на то что форсунки мокрого тумана способны генерировать капли разного калибра, давление в системе, необходимое для распыла, неизбежно ведет к повышенному расходу воды:
Классическая универсальная установка «ЕИМ инжениринг» с дальностью распыла в 70-80 метров потребляет в среднем 8 м³ на час-полтора рабочего времени.
Без сложных сравнительных расчетов понятно, что в плане расхода воды установки сухого тумана экономичнее генераторов мокрого. Однако не станем забывать, что благодаря таким высоким объемам водопотребления, как раз и достигается главное преимущество пушек мокрого тумана — дальность распыления.
Производительность или КПД
Коэффициент полезного действия любой машины — это соотношение полезной работы или периода, когда она выполняет свою основную задачу, к общему времени.
В случае с мобильными точками пылеподавления, особенно это касается установок мокрого тумана, их КПД заведомо ниже, чем у стационарных агрегатов.
Причина банальна: высокое водопотребление вынуждает часто заправлять автономный резервуар, а значит, делать паузы в полезной работе.
Если в течение 8-часовой смены машина будет 4 часа занята заправкой, КПД в таком случае будет лишь 50%. В то же время централизованно подключенная стационарная установка может работать круглосуточно, включаясь и отключаясь параллельно производственному процессу. Соответственно ее КПД будет 100%, либо близким к этому.
В качестве вывода
Перечисленные аргументы, основные, но не единственные критерии выбора оборудования для пылеподавления. Любое промышленное предприятие — это всегда комплекс самых разных взаимосвязанных задач, для решения которых необходимо брать в расчет множество, порой не самых очевидных факторов и условий.
Если у вас остались вопросы по теме статьи или необходима конкретная дополнительная информация относительно критериев выбора оборудования, пожалуйста, обращайтесь, мы готовы решать (и с успехом решаем) самые нестандартные задачи. Тем же, кого интересуют конкретные кейсы и практики использования пылеподавляющих установок в полевых условиях рекомендуем подписываться на наши каналы в ВК, YouTube и Телеграм, обещаем много полезного.
Солнечные батареи в процессе своей работы могут не только компенсировать часть электроэнергии, поступающей от централизованной электросети, но и осуществлять обратный процесс передачи. Во многих странах владельцы солнечных батарей в случае передачи электроэнергии в сеть получить некоторое возмещение понесенных затрат.
Главной проблемой процесса отдачи является то, что счётчик, используемый при работе с солнечными батареями должен считать, как получаемую от электросети энергию, так и отдаваемую.
Здесь необходимо ответить, что на территории Российской Федерации счетчики, которые могут работать с солнечными батареями, не являются широко распространенными. Причиной этого является то, что счетчик должен иметь возможность работы, как на прием энергии, так и на отдачу. Массовый счетчик электроэнергии, используемый в нашей стране, осуществляет измерения только в одном направлении. Зачастую, они суммируют получаемую и отдаваемую энергию. Гораздо реже счётчики не учитывают отдаваемую в сеть электроэнергию.
Соответственно, владельцы солнечных и ветряных электростанций не заинтересованы в передаче излишков электроэнергии, так как это требует от них дополнительных выплат.
Счетчики, позволяющие учесть особенности режимов работы солнечных и ветряных электростанций, носят название «двунаправленных». Существует большое количество счетчиков, работающих с солнечными электростанциями. Меньшая часть из них является однофазными, тогда как самым распространенным является трехфазный способ работы.
Недостатком многих двунаправленных счетчиков является то, что в них отсутствует возможность подсчета разницы между поступающей и отдаваемой энергии.
Современное российское законодательство направлено на развитие альтернативных источников генерации и позволяет производить взаимозачет между получаемой и отдаваемой энергией. В конце расчетного месяца будет проведено подведение баланса. Электросеть в этом случае становиться бесконечным аккумулятором энергии.
Сетевая солнечная станция с функцией продажи.
Процесс подключения солнечных батарей к электросети приводит к насущной необходимости установки двунаправленного счётчика. В зависимости от региона и особенностей нормативных документов, покупка и установка может осуществляться как владельцем, так и электросетями. Распространенной ситуацией является установка дополнительного счетчика непосредственно на саму солнечную электростанцию.
В результате этого, при подведении баланса определяется, кто будет осуществлять платежи. Собственник, который потребил больше чем отдал или сети, если количество отданной энергии больше полученной.
Рассмотрим сейчас разрешенные на территории Российской Федерации счетчики электроэнергии, позволяющие осуществлять учет в обоих направлениях.
Особенностью всех этих устройств является то, что они не осуществляют суммирование различных потоков электроэнергии.
Отметим, что многие из представленных счетчиков возможно эксплуатировать без использования контроллеров типа WATTRouter, но при этом отдача энергии будет осуществляться без ее учета. Из всех рассмотренных вариантов радует СО-505, который при своей работе отдавая электроэнергию в сеть, осуществляет вращение в обратном направлении.
Характеристики счетчиков сформированы на основании отзывов многих пользователей альтернативных источников электроэнергии.
Модель счетчика
СО-505
Счетчик работает с одной фазой и позволяет регистрировать два направления движения электроэнергии. Измеряет активную электроэнергию. Однотарифный. С нарастающей суммой
СЕ208
Счетчик работает с одной фазой и позволяет регистрировать два направления движения электроэнергии. Имеется возможность работы с множеством тарифов. С индексом R5 – измеряет активную энергию в прямом и реактивную энергию в прямом и обратном направлении.
CE301-R33, CE301-S31
Счетчики работают с тремя фазами и позволяют регистрировать два направления движения электроэнергии. Имеется возможность работы с множеством тарифов.
CE302 S33 503-JY
Счетчик работает с тремя фазами и позволяет регистрировать два направления движения электроэнергии. Место установки – электрический щиток. Осуществляет измерение активной и реактивной электроэнергии прямо или с помощью трансформатора.
Матрица 7-й серии (NP71E, NP73)
Счетчики работают с одной и тремя фазами. Позволяют регистрировать два направления движения электроэнергии.
Учитывает потребление по модулю.
Меркурий 230 АRT2, Меркурий 233 АRT2
Трехфазные счетчики с возможностью регистрировать два направления движения электроэнергии с различными тарифами.
Счетчики работают с тремя фазами и позволяют регистрировать два направления движения электроэнергии. Имеется возможность использования четырех каналов учета. Включение в сеть по прямому варианту. Измеряется активная и реактивная энергия в обоих направлениях.
МАЯК 103АРТ, МАЯК 103АРТН
Счетчики работают с одной фазой и позволяют регистрировать два направления движения электроэнергии. Имеется возможность использования четырех каналов учета. Измеряется активная и реактивная энергия в обоих направлениях. Эксплуатируются автономно или в автоматизированных системах.
МАЯК 302АРТ, МАЯК 302АРТН
Однофазные двунаправленные многотарифные счётчики. Измеряют активную и реактивную энергию прямого и обратного направления в трехпроводных и четырехпроводных сетях. Эксплуатируются автономно или в автоматизированных системах.
СЭБ-1ТМ.03
Счетчики работают с одной фазой и позволяют регистрировать два направления движения электроэнергии. Присутствует возможность использования различных тарифов. Счетчиком осуществляется формирование двух массивов учета мощности нагрузки (базовый по четырех каналам и с расширением до 16 параметров).
ME172
Однофазные двунаправленные многотарифные счётчики. Осуществляет измерение активной энергии в двух направлениях и мощность. Модели ME162 и MT174 отсутствуют в продаже.
Альфа A1140RAL-SW-4П
Трехфазные двунаправленные многотарифные счётчики с возможностью прямого трехфазного и четырехфазного подключения
Альфа A1800
Трехфазные двунаправленные многотарифные счётчики. Подключается только через трансформатор (максимум до 10 А)
МЕГА СБ1М (ФОТО ОТСУТСТВУЕТ)
Однофазные двунаправленные многотарифные счётчики с возможностью авансовой работы.
Трехфазные двунаправленные многотарифные счётчики. В полной маркировке 12-я позиция отвечает за измерение энергии в направлениях (D-в двух направлениях).
Однофазные двунаправленные многотарифные счётчики. В полной маркировке 12-я позиция отвечает за измерение энергии в направлениях (D-в двух направлениях).
ФОБОС 3 S, ФОБОС 3, ФОБОС 3 Т
Трехфазные двунаправленные многотарифные (NB-Fi) сплит счётчики. Осуществляет учет активной и реактивной энергии в обоих направлениях.
ФОБОС 1 S, ФОБОС 1, ФОБОС 1 Лайт
Однофазные двунаправленные многотарифные (NB-Fi) сплит счётчики. Осуществляет учет активной и реактивной энергии в обоих направлениях.
Рассмотрев имеющиеся счетчики, можно отметить, что только у дорогих моделей присутствует возможность работы в двух направлениях, которые чаще всего ведут счет активной и реактивной составляющих энергии.
У большинства моделей имеется возможность удаленного получения информации для передачи в диспетчерские пункты поставщиков электроэнергии. Здесь отметим, что этот функционал наиболее востребован в городской застройке и избыточен для загородных вариантов проживания. В связи с этим, нет необходимости в увеличенной стоимости из-за отсутствия оплаты электроэнергии отданной в сеть.
Оптимальным видится установка в загородном доме такой модели счетчика, которая имеет минимум функций – учет активной составляющей потребляемой энергии и возможность работы с различными тарифами. Стоимость этих счетчиков не превышает нескольких тысяч рублей.
Например, Меркурий 230 ART2 в 4 раза дороже простой версии Меркурий 231 ATi, но, не смотря на то что он двунаправленный, отсутствует возможность полного использования возможностей солнечных панелей в вопросе отдачи энергии. Тогда как менее дешевый счетчик с модулем WATTRouter позволяет учитывать отдаваемую в сеть энергию и получать оплаты на нее.
Компания TESLUM является самым крупным интегратором солнечной энергетики на территории Приволжского Федерального округа.
На рынке альтернативной энергетики компания работает с 2012 года.
TESLUM является сертифицированным партнером таких марок как BENY, DEYE, EPsolar, FEEQ, Fronius, MNB, OSDA, Vektor Energy, B2.Solar, Сибконтакт, Микроарт, Sofar, MUST, Hevel, Geliomaster, YASHEL, Growatt, STEHER, ЗУБР, SRNE, Hiden, NEOSUN Energy, HUAWEI, KSTAR, TopRay
Коммерческий директор компании TESLUM. Сорокин Александр Андреевич
Современный человек все больше и больше стремится слиться с
природой. Загородный дом заменяет собой мечту о хорошей квартире в городе для многих людей во всем мире. Наличие постоянного электроснабжения является обязательным условием, предъявляемым к месту жительства. Солнечные электростанции и ветрогенераторы позволяют не только обеспечить необходимые условия для работы
современного оборудования, но и сохранить окружающую природу. Мы верим, что за альтернативной энергетикой БУДУЩЕЕ.
Компания TESLUM прошла длительный путь к своему современному состоянию. Собственное производство и большое количество
высококвалифицированных сотрудников позволяет выполнять заказы
любой сложности в сфере альтернативной энергетики. Компания за годы
своей работы сформировала собственную партнерскую сеть. Широкую номенклатуру используемых устройств и агрегатов, позволяющих решить множество проблем, стоящих перед клиентом.
Установка систем автономного освещения, солнечных панелей и
ветрогенераторов на объектах любой сложности – от загородного дома и до промышленных объектов это все TESLUM. Каждый из этих объектов имеет свои особенности, которые учитываются нашими специалистами.
12 лет работы компании TESLUM это более 1500 выполненных проектов различной сложности по всей России.
Наша деятельность связана с разработкой и введением в эксплуатацию таких объектов как:
-автономные системы электроснабжения для стационарных и передвижных объектов;
-сетевые солнечные электростанции станции;
-гибридные солнечные электростанции станции;
-системы резервирования энергии.
Все работы ведутся под ключ и сопровождаются нашими специалистами. Работа компании с клиентами осуществляется следующим образом.
Заказчик формирует запрос на необходимые работы. Телефонный звонок, сайт или социальные сети позволяет оперативно связаться, с лучшими сотрудниками отросли.
Менеджер компании посредством контакта с заказчиком уточняет отдельные вопросы по имеющемуся заказу.
Затем наступает непосредственно этап проектирования и разработки проекта. По известным требованиям заказчика. Неважно где находится наш клиент. В процессе проектирования наши сотрудники учитывают все
характеристики местности и особенности энергопотребления на объекте. Учет особенностей энергопотребления можно осуществлять как силами заказчика, так и сотрудниками компании. Проведенный мониторинг энергопотребления позволит получить конкретные качества об объекте.
Разработанный проект поступает в производство и оперативно готовится к выдаче заказчику.
Именно заказчик определяет необходимые условия, а проектный отдел реализует его чаяния в конкретном воплощении.
Широкая логистическая сеть позволяет в течение 5-7 дней осуществить доставку заказанного оборудования. Высококачественный монтаж,
учитывающий особенности объекта, позволит получить максимум возможностей из имеющегося оборудования. При самостоятельной установке можно получить удаленную поддержку процесса монтажа.
Оборудование нашей компании TESLUM имеет срок гарантии до 15 лет, что позволяет с уверенностью смотреть в будущее реализованных проектов.
Бесспорно, отдельные элементы солнечных электростанций имеют свои
сроки гарантии, но гарантийный срок в 5 лет на выполняемые нами работы, позволяют решить все эксплуатационные проблемы.
Компания внимательно относится к используемому клиентами оборудованию. Во время эксплуатации оборудования функционирует постоянная техническая поддержка. Квалифицированные консультации позволят добиться идеального качества.
В процессе эксплуатации оборудования клиенты могут осуществлять:
сезонное хранение аккумуляторов (в зимнее время);
обмен вышедших из строя аккумуляторов с получением скидки на приобретение нового;
ремонт используемого оборудования в гарантийный и послегарантийный период
Учитывая широчайший интерес к альтернативной энергетике со стороны государства и частных потребителей, компания открыла франчайзинговое направление.
Франшиза TESLUM представляет собой помощь в открытии собственной точки продажи оборудования. Помощь в подборе и обучении персонала позволит сформировать высокодоходное предприятие. Более 70 % всей работы будет выполнено самой компанией, что позволит
значительно снизить нагрузку на организатора этой точки продажи.
Реклама, маркетинг, доставка и многое другое не будет тяжелым грузом на плечах предпринимателя. Торговая точка площадью 60
квадратных метров позволит осуществлять продажу оборудования для широкого круга покупателей.
Как известно, руководство Третьего рейха в поисках «чудо оружия » тратило огромные ресурсы на развитие ракетных технологий, и после капитуляции нацистской Германии странам-победительницам досталось богатое наследство. Особый интерес представляли крылатые ракеты, которые активно использовались на завершающем этапе войны и стали объектом изучения и копирования в ряде стран.
Создание самолёта-снаряда Fieseler Fi 103
В конце 1930-х годов в Германии начались исследования по созданию беспилотных самолётов-снарядов (летающих бомб). По замыслу немецких конструкторов, дистанционно управляемый или оснащённый автопилотом с заданной программой летательный аппарат должен был доставлять заряд взрывчатки к вражескому объекту. На первом этапе рассматривалось два варианта: одноразовый самолёт-снаряд и возвращаемый беспилотный бомбардировщик.
В ходе проектных работ стало ясно, что существующая на тот момент аппаратура дистанционного управления не обеспечивает необходимой дальности действия. Кроме того, беспилотный летательный аппарат, оснащённый поршневым двигателем при высокой степени уязвимости к средствам ПВО, по стоимости был сравним с пилотируемым самолётом, что при невысокой точности автопилота с инерциальной системой управления делало боевое применение такого самолёта-снаряда неоправданным.
Дело сдвинулось с мёртвой точки после того, как фирма Argus Motoren довела до приемлемого уровня свой пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД). В 1941 году его проверили на земле, закрепив двигатель на автомобиле, а затем в полёте — на биплане Gotha 145. Двигателю присвоили обозначение Argus AS 014. Горючим для ПуВРД служил дешёвый низкооктановый бензин.
Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель Argus As 014
ПуВРД Argus As 014 представлял собой цилиндрическую камеру сгорания с длинным цилиндрическим соплом меньшего диаметра. Передняя часть камеры состыкована с входным диффузором, через который воздух поступал в камеру. Между диффузором и камерой сгорания имеется пластинчатый воздушный клапан, работающий под воздействием разницы давлений в камере и на выходе диффузора: когда давление в диффузоре превышает давление в камере, клапан открывается и пропускает воздух в камеру. При обратном соотношении давлений диффузор закрывался. Горячие газы истекали через открытый конец трубы, создавая реактивную тягу. Частота повторения цикла при маршевом режиме работы составляла 47 раз в секунду. Для первичного воспламенения воздушно-топливной смеси в камере имелась свеча зажигания, которая выдавала высокочастотную серию электрических разрядов.
Благодаря наличию клапанов на решётке Argus As 014, в отличие от прямоточного воздушно-реактивного двигателя, уже не требовалось постоянное высокое давление воздуха на входе в трубу, запирающее её от «обратного выхлопа». Достаточно было только запустить двигатель — и цикл работы поддерживался сам собой, используя для воспламенения очередной порции воздушно-топливной смеси сильно нагретые детали и остатки раскалённых газов.
По меркам существовавших тогда поршневых моторов двигатель Argus As 014, развивавший тягу до 300 кгс, был очень прожорливым. О его неэкономности наглядно свидетельствовал обширный факел, «бьющий» из сопла ПуВРД — следствие неполного сгорания топлива в камере.
В то же время основным преимуществом Argus As 014 перед поршневыми, турбореактивными и жидкостными реактивными двигателями являлась очень низкая стоимость и простота конструкции.
Созданием самолёта-снаряда (по современной терминологии – крылатой ракеты) занялась фирма Fieseler Flugzeugbau. Предварительный проект, получивший обозначение Р-35, был готов в апреле 1942 года. Ознакомившись с ним, руководство Люфтваффе включило его в свою ракетную программу Vulkan и выделило финансирование, присвоив кодовое обозначение Kirschkern — «Вишнёвая косточка». Однако этот летательный аппарат больше известен как Fi 103, а также Vergeltungswaffe-1(V-1) – «Оружие возмездия». В русскоязычных источниках часто встречается название Фау-1.
Также в проекте участвовала фирма Askania, отвечавшая за систему управления. Для постройки наземной пусковой установки привлекли компанию Rheinmetall-Borsig, имевшую большой опыт проектирования артиллерийских лафетов.
Крылатая ракета Fi 103, имевшая максимально простую и дешёвую конструкцию, представляла собой летательный аппарат со среднерасположенным крылом и однокилевым хвостовым оперением. Двигатель длиной около 3,2 метра располагался над фюзеляжем и хвостовым оперением. Большая часть деталей планера изготавливалась при помощи штамповки из тонкого стального листа, что удешевляло и ускоряло производственный процесс.
Подача топлива к форсункам осуществлялась сжатым воздухом из сферических баллонов, создававших избыточное давление в топливном баке, которое вытесняло бензин по медной трубке. Топлива хватало на 22 минуты работы. Средний расход топлива составлял 2,35 л/км. Ёмкость топливного бака – до 640 л.
Достаточно простая система управления основывалась на магнитном компасе, контролировавшем курс, и гироскопах, используемых для стабилизации ракеты по крену и тангажу. Высота полёта определялась барометрическим высотомером. Пройденное расстояние фиксировалось одометром, который вращала двухлопастная крыльчатка, установленная в носовой части фюзеляжа. Через 100 километров пути происходило взведение взрывателя, а после преодоления заданного маршрута одометр выставлял рули ракеты на пикирование и отключал двигатель. В случае отказа системы управления боевая часть подрывалась часовым механизмом, по истечению двух часов после старта.
Самолёт-снаряд Fi 103 имел длину 7,73 м. Размах крыла – 5,3-5,7 м. Диаметр фюзеляжа – 0,85 м. Стартовый вес – 2180-2250 кг. Вес боевой части составлял 700-850 кг. Обычно фугасная боеголовка снаряжалась дешёвым аммотолом (смесь тротила с аммиачной селитрой). На первом этапе полёта скорость составляла примерно 500 км/ч. Однако по мере выработки топлива и снижения массы она могла дойти до 640 км/ч. В ряде источников говорится, что максимальная скорость Fi 103 доходила до 800 км/ч. Но, по всей видимости, речь идёт о скорости, развиваемой на пикировании. Крылатая ракета могла подниматься на высоту более 2500 м. Но, как правило, полёт к цели осуществлялся в диапазоне высот 800-1100 м. Дальность полёта – более 220 км.
Запуск осуществлялся с наземной пусковой установки или с самолёта-носителя. На наземной ПУ ракета устанавливалась на тележку, которая разгонялась до 400 км/ч при помощи поршня, толкаемого паром, возникающим при соединении концентрированной перекиси водорода и перманганата калия. Оторвавшись от земли, ракета отделялась от тележки и летела в сторону цели.
Самолёт-снаряд Fi 103 на пусковой установке
24 декабря 1942 года состоялся первый пуск с наземной установки, с включением двигателя. Запущенная ракета достигла скорости 500 км/ч и, пролетев около 8 км, упала в море.
Летом 1943 года состоялись испытания Fi 103 со штатной системой управления. При этом выяснилось, что при стрельбе на максимальную дальность и штатной работе всех систем ракета с вероятностью 0,9 попадала в круг диаметром 10 км. Такое круговое вероятное отклонение позволяло применять новое оружие только по крупным площадным объектам, что и предопределило выбор целей.
Производство и боевое применение Fieseler Fi 103
Серийное производство Fi 103 началось в августе 1943 года. Сборка велась на четырёх заводах: в Нордхаузене, Хаме, Южном Фаллерслебене и Магдебург-Шенебеке. Ещё 50 фирм были привлечены для производства комплектующих. До марта 1945 года удалось построить более 25 000 крылатых ракет.
На северо-западе Франции в 200 км от Лондона были развёрнуты 64 пусковые установки. Однако из-за технических и организационных трудностей первые 10 боевых Fi 103 запустили 13 июня 1944 года. Пять ракет упали сразу после старта, четыре отказали на пути к цели, и только одна ракета достигла Лондона. При её падении в районе Туэр-Хамлетс 6 человек было убито, и 9 получили ранения. В первые недели осуществлялось до 40 запусков ракет ежедневно, к концу августа количество ракетных атак за сутки доходило до сотни.
Некоторые ракеты оборудовались радиомаяками, и их положение отслеживалось немецкими пеленгаторами, что позволяло достаточно точно определять место их падения и на основе полученных данных вносить коррективы при последующих пусках.
Массированный неизбирательный обстрел крылатыми ракетами на первом этапе вызвал панику среди гражданского населения в крупных городах. Помимо Лондона Fi 103 атаковали Портсмут, Саутгемптон, Манчестер и ряд других британских городов. Согласно имеющимся данным, 2419 ракет достигли Лондона, убив 6184 человек и ранив 17 981. При этом было разрушено и повреждено около 23 000 зданий.
Fi 103 пикирует на центр Лондона, лето 1944 года
Ракетные удары по Великобритании продолжались до 29 марта 1945 года. Также немцы запускали Fi 103 по объектам в Бельгии и Франции после освобождения этих территорий союзниками.
Так как к началу 1945 года войска союзников заняли французское побережье, сделав невозможным старт крылатых ракет с наземных установок, командование Люфтваффе реализовало альтернативный план и осуществляло запуск Fi 103 с бомбардировщиков He 111.
Крылатая ракета Fi 103, подвешенная под крылом самолёта He 111
Авиационный вариант «летающей бомбы» имел увеличенную дальность стрельбы, достигнутую за счёт применения облегчённой боевой части и более вместительного топливного бака. При сбросе с бомбардировщика крылатая ракета Fi 103 могла преодолеть более 300 км.
Ряд источников утверждает, что «дальнобойные» Fi 103 также запускались с наземной стартовой позиции в Нидерландах. Всего с земли и воздуха стартовало около 300 ракет с увеличенной дальностью полёта. Большая их часть была перехвачена британскими силами ПВО.
Для более эффективной борьбы с Fi 103 британское командование развернуло на побережье Ла-Манша 1500 крупнокалиберных зениток и 700 прожекторных установок. Также была усовершенствована радиолокационная сеть. «Летающие бомбы», прорвавшиеся через этот рубеж, попадали в зону действия истребительной авиации. В непосредственной близости от города создали третью линию обороны — воздушные заграждения из 2000 аэростатов. В послевоенном британском докладе говорится, что в воздушное пространство Англии вторглось 7547 «летающих бомб». Из них 1847 сбиты истребителями, 1866 были уничтожены зенитной артиллерией, 232 стали жертвами аэростатов заграждения, и 12 сбито зенитной артиллерией кораблей Королевского флота.
Как известно из истории войн, бомбардировки жилых кварталов и объектов гражданской инфраструктуры чаще всего не способствуют успеху на линии боевого соприкосновения. В случае с Fi 103 и баллистическими Aggregat-4 (А-4 или V-2), о которых речь пойдёт в следующей публикации, нацисты даже добились противоположного эффекта. Обстрел крылатыми и баллистическими ракетами городов, после того как прошёл первый шок, способствовал сплочению британской нации и дополнительно мотивировал солдат к победе над агрессором.
Пилотируемая крылатая ракета Fieseler Fi 103R Reichenberg
Рассказывая о крылатой ракете Fi 103, стоит упомянуть пилотируемый вариант, который не использовался в бою. Появление этой модификации, известной как Fi 103R Reichenberg, связано с неспособностью базового «самолёта-снаряда» поражать точечные цели.
Первоначально планировалось, что пилот после наведения Fi 103R покинет кабину с парашютом, но впоследствии решили, что пилотируемая «воздушная торпеда» должна управляться вплоть до попадания в цель.
Fi 103R
Крылатая ракета переделывалась в пилотируемый вариант путём установки кабины пилота, на место, где в стандартном Fi 103 размещались баллоны со сжатым воздухом. Для поддержания давления в топливной системе и использовался один баллон, установленный сзади, на месте автопилота. Фюзеляж был удлинён на 25 см, чтобы создать необходимое пространство для ног лётчика. В ходе переделки также увеличили площадь хвостового оперения, а органы управления соединили с подвижными рулевыми поверхностями тросами. Рули высоты были дополнены балансирами. На крыльях появились элероны увеличенной площади.
Кокпит оснастили минимальным набором приборов и фанерным сиденьем. На учебном двухместном варианте имелась выдвижная посадочная лыжа, похожая на ту, что использовалась на Me 163. Всего было построено приблизительно 175 одноместных и двухместных Fi 103R. Большая часть пилотируемых «самолётов-снарядов» изготавливалась в авиационных ремонтных мастерских.
В ходе подготовки пилотов-смертников произошло много аварий и катастроф. Это было связано с тем, что Fi 103 не был изначально рассчитан на неоднократные взлёты и посадки, и конструкция имела низкий запас прочности. В итоге программу признали бесперспективной, и она была закрыта в марте 1945 года.
После капитуляции Германии несколько Fi 103R оказалось в распоряжении союзников. Сейчас два таких летательных аппарата находятся в музейных экспозициях.
Послевоенные крылатые ракеты, созданные на базе Fi 103
В США попытка копирования Fi 103 была предпринята в 1944 году. Для этого американцы запросили у британцев детали разбившихся «летающих бомб». Разработка была поручена корпорации Republic Aviation Corp., специалисты которой построили достаточно удачную копию, по ряду параметров превзошедшую оригинал.
Первая американская крылатая ракета имела несколько наименований. В ВВС она значилась как LTV-1, LTV-А-1 и LTV-N-2, в ВМС – KUW-1. В историю эта КР вошла под заводским обозначением Republic JB-2 Loon.
Американская ракета «Лун» была немного длинней и имела крыло большей площади. Одним из немногих видимых отличий между JB-2 и Fi 103 была форма переднего опорного пилона импульсного реактивного двигателя. Системы наведения и управления полётом были изготовлены компанией Jack and Heintz Company, компания Monsanto разработала систему запуска, а компания Northrop поставила стартовые салазки. Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель PJ31, созданный компанией Ford Motor Company, имел тягу, немного большую, чем оригинальный Argus As 014. В связи с тем, что головная компания-разработчик была перегружена заказами на истребители P-47 Thunderbolts, выпуск планеров JB-2 передали субподрядчику – фирме Willys-Overland. После начала массового производства специалисты отмечали, что ракеты JB-2 имели гораздо более высокое качество изготовления и весовое совершенство, чем Fi 103.
Полностью снаряжённая ракета JB-2, оснащённая 910-кг боевой частью, весила 2277,5 кг. Скорость полёта составляла 565-680 км/ч. Дальность стрельбы – 240 км.
Испытания JB-2 начались в октябре 1944 года на площадке С-64, расположенной во Флориде в 35 км к востоку от аэродрома Эглин. В ходе первых тестовых стартов выяснилось, что скопировать немецкую крылатую ракету оказалось проще, чем создать для неё стартовый комплекс, обеспечивающий стабильные запуски. Прежде чем удалось добиться удовлетворительного результата, было опробовано девять пусковых установок различной конструкции и длины.
В отличие от немцев, использовавших для запуска катапульту, работающую на перегретом газе, образующемся при разложении перекиси водорода, американцы применили гораздо более простой и безопасный в использовании твердотопливный реактивный ускоритель, обеспечивавший разгон ракеты.
Всего с площадки С-64 было произведено 233 старта. Также испытания велись на полигоне в штате Юта, находящемся в окрестностях авиабазы Вендовер-Филд. Помимо запусков с наземных пусковых установок, отрабатывался воздушный старт JB-2 с бомбардировщика В-17, для чего на авиабазе Эглин развернули испытательную эскадрилью.
В ходе испытаний крылатая ракета JB-2 подтвердила проектную дальность и скорость полёта. Однако американских военных категорически не устроила точность стрельбы. Для того чтобы многократно снизить круговое вероятное отклонение от точки прицеливания было решено использовать радиокомандное наведение с сопровождением при помощи РЛС SCR-584 и радиолокационной системы наведения AN/APW-1.
РЛС SCR-584
Для облегчения сопровождения ракеты на её борту имелся радиопередатчик. Радиолокационное оборудование, предназначенное для слежения и наведения, могло размещаться в буксируемом фургоне, на корабле или борту самолёта. После доводки этой системы при стрельбе на дистанцию 160 км круговое вероятное отклонение составляло 400 м, что позволяло эффективно наносить удары по железнодорожным станциям, портам, крупным заводам и складам.
Параллельно с испытаниями радиолокационной системы наведения весной 1945 года началось формирование ракетных эскадрилий, которые планировалось применять против Японии. В рамках операции Downfall перед высадкой американских штурмовых сил на Японские острова предполагалось в течение 180 суток вести массированные бомбардировки и обстрел территории Японии, активно задействуя в этом «реактивные бомбы». Согласно американским планам, общий выпуск JB-2 должен был составить 75 000 единиц, при темпе запуска с самолётов-носителей и кораблей по 100 штук в день. Приблизительно 12 000 крылатых ракет предполагалось выпустить по японским объектам непосредственно перед высадкой.
Япония капитулировала гораздо раньше, чем предсказывали американские военные аналитики, и производство JB-2 прекратили 15 сентября 1945 года. Всего был изготовлен 1391 экземпляр.
После окончания Второй мировой «Лун» какое-то время являлась единственной боеспособной управляемой ракетой в вооруженных силах США. В связи с этим JB-2 активно тестировалась, участвовала в разного рода учениях и экспериментах, а также служила летающей лабораторией при отработке новых систем наведения.
Ракеты с воздушным стартом в конце 1940-х служили воздушными мишенями в ходе тренировок расчётов зенитной артиллерии и истребителей. На них также отрабатывали первые тепловые головки самонаведения.
После 1947 года запуски крылатых ракет продолжились с авиабазы Холломан в штате Нью-Мексико, с использованием испытательного ракетного полигона Уайт-Сэндс. Испытательные пуски здесь продолжались до второй половины 1949 года.
Подготовка крылатой ракеты JB-2 к испытательному запуску на авиабазе Холломан, май 1948 года
В первые послевоенные годы JB-2 планировали сделать средством доставки ядерного заряда. Однако в связи с не слишком высокой технической надёжностью крылатой ракеты, стремительным физическим и моральным устареванием, её использовали только для отработки аппаратуры управления и стартового устройства, используемых на серийной крылатой ракете MGM-1 Matador, оснащённой ядерной боеголовкой мощностью 50 кт, имевшей в зависимости от модификации дальность полёта от 400 до 950 км.
Американские адмиралы также заинтересовались новым ракетным оружием, и экспериментальные старты ракет «Лун» продолжились на авиабазе Пойнт-Мугу. Первоначально крылатыми ракетами планировали вооружить крейсера и лёгкие авианосцы. Но впоследствии командование ВМС США решило, что более перспективными носителями являются субмарины.
Для этого ракета была доработана, а на подводной лодке она размещалась в специальном водонепроницаемом контейнере. Запуск осуществлялся из надводного положения, с рампы, установленной в кормовой части.
Запуск крылатой ракеты JB-2 с подводной лодки USS Cusk SSG-348 в 1951 году
Наведение ракеты осуществлялось с борта субмарины USS Carbonero (SS-337), на которой помимо радиолокационного оборудования и передатчика команд также предусматривалось установить контейнер и пусковое устройство для ракеты.
Флот продолжал пуски JB-2 до сентября 1953 года. При этом отрабатывалась аппаратура управления, новая двигательная установка и методика наведения дистанционно управляемых аппаратов. Полученные наработки впоследствии использовалось на морской крылатой ракете SSM-N-8 Regulus, которая оснащалась ядерными боевыми частями и могла наносить удары на дальности до 920 км.
В настоящее время несколько крылатых ракет JB-2 экспонируются в музеях и установлены в виде памятников.
В Советском Союзе на базе Fi 103 в КБ завода № 51 (будущее ОКБ-52) под руководством В. Н. Челомея был создан самолёт-снаряд 10Х. В качестве его носителей рассматривались бомбардировщики Пе-8 и Ер-2.
Самолёт-снаряд 10Х
По своим основным характеристикам ракета 10Х мало отличалась от немецкого прототипа. При стартовой массе 2130 кг летательный аппарат, оснащённый 800 кг боевой частью, имел максимальную дальность полёта 240 км. Скорость: 600-620 км/ч.
Запуск 10Х с бомбардировщика Пе-8
Первое лётное испытание 10Х состоялось 20 марта 1945 года на полигоне в районе г. Джизак в Узбекистане.
В 1948 году после комплексных испытаний самолёт-снаряд был рекомендован для принятия на вооружение ВВС. Однако военных не устроила низкая точность инерциальной системы наведения, и они отказались принять эту ракету на вооружение. Представители ВВС также указывали на то, что малая скорость и высота полёта делают 10Х лёгкой целью для истребителей.
В 1951-1952 гг. испытывался наземный стартовый комплекс с ракетой 10ХН, которая была оснащена твердотопливным стартовым устройством и имела новую систему наведения, создатели которой обещали повысить точность попадания.
Пусковая установка с крылатой ракетой 10ХН наземного базирования
Не дожидаясь окончания испытаний, Смоленский авиационный завод получил задание на выпуск 50 крылатых ракет 10ХН, которые рассматривались как учебно-тренировочные и должны были использоваться для подготовки ракетчиков до появления более совершенных образцов.
Для подтверждения заявленных характеристик в октябре 1956 года было решено отстрелять шесть серийных 10ХН. Из-за ошибок в предстартовой подготовке первый старт был аварийным. Летом 1957 года после проведения доработок произвели контрольные пуски ещё пяти 10ХН, из которых четыре достигли заданного района. При этом средняя скорость полёта оказалась на 10-40 км/ч ниже заявленной.
По мнению комиссии, состоящей из представителей Министерства обороны и Государственного комитета по авиационной технике, самолёт-снаряд 10ХН не соответствовал требованиям, предъявляемым к современному вооружению, и не обеспечивал надёжной работы во всём диапазоне температур. Серийно построенные самолёты-снаряды решили использовать в качестве учебно-тренировочных целей в системе ПВО и ВВС.
Дальнейшим развитием семейства 10Х стал двухдвигательный самолёт-снаряд 16Х. Его появление связано с тем, что, согласно расчётам, использование двух пульсирующих воздушно-реактивных двигателей теоретически позволяло приблизиться к скорости 900 км/ч.
Самолёт-снаряд 16Х
Так как военные отказались принимать на вооружение крылатую ракету, имевшую низкую точность попадания, на модификации 16ХА «Прибой» предусматривалось использование теленаведения, при котором на завершающем этапе полёта включалась бортовая телевизионная камера и изображение по радиоканалу транслировалось на самолёт-носитель, оператор на своём визире находил цель и радиокомандами корректировал полёт ракеты.
Модернизированный 16ХА «Прибой» с двумя двигателями Д-14-4 с суммарной тягой 500 кгс имел стартовый вес 2557 кг и нёс фугасную боевую часть массой 950 кг. Скорость – около 650 км/ч. Дальность – 190 км. Высота пуска – 5000 м. Высота полёта на основном участке – 800-1000 м.
Ввиду длительной доработки телевизионной системы наведения первый пуск ракеты с ней состоялся 2 августа 1952 года. В ходе испытаний теленаведение работало ненадёжно. Несмотря на это, 15 октября 1952 года 16ХА был рекомендован к принятию на вооружение. Ознакомившись с материалами испытаний, Главком Дальней Авиации отказался принимать 16ХА, сославшись на недоведённость аппаратуры телевизионного наведения и низкую скорость полёта. Ввиду появления ракет с другими типами двигателей, обеспечивавшими лучшие скоростные и высотные характеристики, доводку 16ХА признали нецелесообразной и в феврале 1953 года тему закрыли.
Французский ДПЛА, созданный на основе Fi 103, известен как ARSAERO CT 10. Этот летательный аппарат, спроектированный компанией Arsenal de l'Aéronautique, имел дистанционное управление по радио. Благодаря парашютному способу посадки имелась возможность многоразового использования. Запуск CT 10 происходил с наземной установки при помощи пороховых ускорителей.
Так как французский СТ 10 не нёс боевой части, он был намного легче и компактней. Его длина составляла немногим более 6 м, размах крыла – 4,3 м, стартовая масса – 670 кг. Максимальная скорость – 460 км/ч. Дальность полёта – 320 км. Максимальная высота полёта – 4000 м.
Испытания СТ 10 начались в 1949 году, а серийно ДПЛА выпускался компанией Nord Aviation с 1952 года. Всего было построено более 400 экземпляров, которые помимо ВВС Франции в качестве воздушных мишеней эксплуатировались в Великобритании, Италии и Швеции до второй половины 1960-х.
В Швеции после изучения обломков Fi 103, найденных на территории страны в 1944 году, также решили создать собственную «летающую бомбу». В 1946 году фирма Saab AB начала разработку крылатой ракеты Robot 310 (также известна как Lufttorped 7).
Крылатая ракета Robot 310 предназначалась для запуска с боевых самолётов по объектам противника из-за пределов эффективной дальности действия зенитной артиллерии.
Шведская ракета имела существенно переработанную в сравнении с Fi 103 компоновку. Конструкторы фирмы Saab AB разместили ПуВРД по оси корпуса, выведя щели воздухозаборников на бока в средней части фюзеляжа. За счёт этого им удалось существенно уменьшить габариты ракеты.
Длина корпуса с учётом двигателя составляла 4,73 м, размах прямых крыльев – 2,5 м. Масса – 265 кг (возможно, без боеголовки). Скорость полёта – около 670 км/ч, при дальности стрельбы 17 км.
Для тестирования в 1949 году было выпущено около 200 ракет. Но в серию Robot 310 по итогам войсковых испытаний не запустили. Характеристики ракеты уже были явно недостаточны, чтобы в условиях применения реактивных перехватчиков и наводящихся радарами зениток, имеющих в боекомплекте снаряды с радиовзрывателями, гарантировать уничтожение цели или хотя бы неуязвимость самолёта-носителя.
Мнения об индуктивных датчиках резко расходятся: одни неучи уверяют, что датчик всецело формирует звучание электрогитары, другие, надо сказать, редкие экземпляры, с пеной у рта вещают, что звучание формируется "деревом", а датчик только "снимает" колебания. Разберёмся, как оно и что.
Масса креативных юношей, конструируя струнный электроинструмент, обращают взор к различным типам датчиков, надеясь получить нечто лучшее, чем могли бы, применяя старые добрые индукционные системы. Только пока никому не удалось это лучшее получить. В чём же прелесть индукционки? Разберёмся.
Нередко датчики своими техническими параметрами искажают величину измеряемых параметров. Причём искажение бывает двух видов. Первое – датчик врёт, передаваемые им данные не соответствуют реальным параметрам на измеряемом объекте. Второе – датчик сам меняет измеряемые параметры объекта, и снимает уже изменённые. Пример?
Некая экзотермическая химическая реакция должна проходить при строгом контроле за температурой. Если масса термодатчика немала по сравнению с массой контролируемого вещества, он поглотит немало тепла, снизив температуру. Или привнесёт своего, повысив температуру. Датчик напряжения при невысоком собственном сопротивлении (а по настоящему высокое в данном случае - бесконечность), шунтирует измеряемую цепь, снижая тем самым напряжение в ней, и передаёт уже пониженное напряжение...
У конструкторов мерительной техники постоянная, в принципе окончательно нерешаемая задача – борьба с этими явлениями. Вот и разберём, какие искажения вносит индукционный датчик, и как с ними бороться (и надо ли?).
Самый простой нюанс работы индукционного датчика обусловлен самой конструкцией системы датчик-струна. Дело в том, что траектория любой точки струны представляет не прямую линию,по которой струна совершает возвратно-поступательные движения, а многоконечную звезду. Датчик же лучше всего воспринимает колебания перпендикулярные его полюсу, а параллельные почти не воспринимает. В результате в снятом сигнале присутствует явная амплитудная модуляция, придающая звучанию узнаваемый «электронный» характер.
Чтобы разобраться с другими вносимыми искажениями, представим себе стальную пластину, закреплённую с одного конца в некоем зажиме, расположенную параллельно плоскости столешни. Представим так же, что эта пластина оснащена неким идеальным датчиком, снимающим её колебания без искажений, никак не влияющим на колебательный процесс. Этот датчик подключен к компьютеру, на экране которого мы наблюдаем форму сигнала, временну́ю огибающую, видим значение основной частоты. Колеблется пластина благодаря тому, что мы имитируем на ней щипок струны. В таком виде колебания у нас строго синусоидальные. Помещаем под пластиной магнит. Форма колебаний заметно изменяется. Удаляясь от магнита пластина должна преодолевать притяжение, скорость удаления снижается, пластина движется как бы против течения. Зато в обратном направлении скорость возрастает. Форма колебания скорее похожа на пилу для продольной распиловки, нежели на синусоиду. Колебание обогатилось обертонами, причём строго гармоничными. Основная частота понизилась.
Это значит, что в сигнале, снимаемом со струны, присутствуют две линии обертонов разного типа. Первый тип – обертоны, возникающие в струне и без магнитного поля. Они по определению имеют некоторую негармоничность, и в магнитном поле она возрастает. Второй – обертоны, сформированные искажением основной гармоники, они строго кратны ей. Между обертонами двух типов возникают биения, так же способствующие специфической окраске звука.
Надеваем на магнит обмотку – ничего не меняется. Вот если мы замкнём выводы накоротко, у нас резко изменятся временны́е характеристики. Пластина будет словно задемпфирована. Если включить между выводами реостат, можно быстро заметить, что сила демпфирования находится в обратной зависимости от его сопротивления.
Так мы столкнулись с таким явлением, как сопротивление магнитного поля. Не путать с силой притяжения! Система датчик-струна является генератором электротока, струна выполняет работу по приведению в движение электронов в катушке, и встречает при этом определённое сопротивление. Возьмём самый обычный велотренажёр в спортзале – там увеличение нагрузки создаётся на том же принципе: в колесе смонтирован электрогенератор, переключателем меняем сопротивление, называемое сопротивлением нагрузки, и подбираем нагрузку для себя. Чем меньше сопротивление нагрузки, тем труднее крутить педали. А система струна-датчик представляет собой тот же генератор переменного электрического тока. Вот и струнам становится тяжелее совершать колебания, понижается частота, возрастает негармоничность обертонов первого типа, слабеет атака, сокращается сустейн.
Но по старому опыту возникает вопрос: если есть сопротивление, оно частотозависимо?
Рассмотрим повнимательнее катушку с точки зрения электротехники. Что она является индуктивностью, это понятно. Резистивное сопротивление – тоже. Но между витками возникает ещё и ёмкость. А индуктивность и ёмкость – знакомый нам из школьного курса физики колебательный контур. И он имеет собственную резонансную частоту. Вот и магнитное поле датчика имеет минимум по сопротивлению на этой частоте.
Отсюда и девиации гармоник, и разные скорость и время их нарастания в зависимости от их частот… Знакомая нам динамическая эквализация.
И добротность этого резонанса находится в обратной зависимости от сопротивления нагрузки. Тут мы можем объяснить и разницу в звучании гитары на ламповых и транзисторных усилителях – вход усилителя имеет сопротивление, и оно является сопротивлением нагрузки датчика. Сопротивление ламповых входов обычно намного выше, чем транзисторных. При малом входном добротность резонанса повышается до нежелательного уровня. Для электрогитары в усилителе главное не элементная база, а входное сопротивление. На транзисторах его тоже можно сделать очень высоким.
Вдобавок, колебательный контур – это ещё и частотный фильтр. Частоты ниже своей резонансной он преобразует в ЭДС вполне покладисто, а вот более высокие нещадно срезает. Спад 12 децибелл на октаву. И если на деревянных частях есть более высокие резонансы, то их можно послушать только на неподключенной гитаре, что стало поводом для сетований немалого числа гитаристов, и мотивом для поиска способов повысить частоту не теряя в чувствительности, что не очень получается. Поэтому глуховатое по сравнению с акустическими струнными звучание так же очень характерно для электрогитар.
Таким образом, главное преимущество индукционного датчика состоит в том, что он добавляет в спектр инструмента свой полноценный резонанс, чем обогащает звучание, а качество датчика определяется в первую очередь не чувствительностью (выхлопом), а параметрами резонанса. И нелепость вопроса «что формирует звучание в электрогитаре, дерево или датчики?» очевидна. В одной упряжке работают, разделительный союз неуместен.
Иногда в интернете попадается вопрос: «Я хочу поставить на гитару (балалайку, скрипку, мандолину) индукционный датчик и пьезу. Как мне их смикшировать?» Никак не надо, это ничего не даст. Гораздо продуктивнее хорошо разбираться в индукционных датчиках, и чётко подбирать лучшие системы и параметры в каждом конкретном случае.
Да, существует несколько разных систем индукционных датчиков. Самая первая система получила название сингл . Он появился на несколько лет раньше электрогитар, и предназначался для установки на акустические инструменты. Полный примитив: магнит, обмотка, ничего больше. Несмотря на это синглы применяются на гитарах до сих пор, по ряду показателей конструкция оказалась удачной.
Но есть у синглов и недостаток: они слишком хорошо улавливают различные электромагнитные колебания в окружающем пространстве. В выходном сигнале обычно присутствует масса посторонних призвуков. При игре на чистом звуке (клине, как выражаются гитаристы) они ещё терпимы, но на перегрузе невыносимы. Поэтому вскоре были изобретены хамбакеры.
Шумоподавление в хамбакере основано на том, что фаза наводки от электромагнитного колебания не зависит от полярности магнита, а фаза наводки от колебаний струн зависит. Если мы возьмём два одинаковых сингла, разместим на деке вплотную друг к другу, и подключим в противофазе, неважно параллельно или последовательно, а затем перевернём магнит в одном из синглов, чем изменим его полярность, то наводки от колебаний струн окажутся в фазе, а помехи так и останутся в противофазе. В итоге получаем в разы меньший уровень шумов.
Однако многим гитаристам не понравилось звучание хамбакеров на чистом звуке. Оказалось, что если взять два сингла, и подключить параллельно, резонансная частота повысится, а если подключить последовательно, она понизится. Как же так!? Резонансная частота контура обратно пропорциональна произведению ёмкости на индуктивность. При параллельном соединении двух одинаковых контуров ёмкость должна удвоиться, индуктивность вдвое уменьшиться, при последовательном – наоборот. Частота меняться не должна.
Похоже, мы что-то упустили… И это «что-то» – резистивное сопротивление. Если подключить резистор последовательно с катушкой, её частота не понизится, а вот когда сопротивление равномерно распределено в катушке, частота понижается.
Ещё большую разницу в звучании создаёт разное расположение магнитных полей. Во многих статьях утверждается, что сингл снимает колебания с одной точки, а хамбакер с двух. В реале наоборот,
но от этого не легче.
И если одних гитаристов хамбакеры во всём устраивают, то другие, и их немало, на клине (необработанном звучании) обожают сингловый звук. Для таких была придумана конструкция, получившая название хамкенселлер.
Мысль в том, чтобы к синглу подключить в противофазе катушку, которая будет улавливать только шумы. А расположить её придумали прямо под синглом, поэтому хамкенселлер ещё называют вертикальным хамбакером.
Но наилучшее решение (по моему скромному мнению) это сплит. Снова две катушки, подключенные в противофазе, одна снимает с одной половины струн, первой-второй-третьей в шестиструнном варианте, другая – с четвёртой-пятой-шестой.
Расположение магнитных полей как у сингла, звучание практически такое же, при хамбакерном подавлении помех… И есть у данной системы одна добродетель, какой нет ни у одной другой. Это практически стопроцентная устойчивость от «заводок». ЭДС от колебаний деки в двух катушках оказывается в противофазе, генерация не возникает. И это делает сплит наиболее предпочтительным вариантом для полуакустических электрогитар, и адаптеризации акустических.
Не смотря на то, что сейчас (вроде как) обязательны интеллектуальные приборы учёта, установленные на верху опоры, в некоторых местностях до сих пор стоят щиты учета на стене зданий.
Ученые Самарского университета имени Королева создали установку для заправки космических спутников газом ксеноном. В отличие от аналогов она позволяет закачивать топливо в баки, не снимая их с космических аппаратов и не разбирая конструкцию, — это делает процесс заправки более быстрым и экономичным.
Одна из главных новаций — специальная измерительная платформа. Помимо массы газа установка определяет его температуру и давление и по соотношению этих параметров вычисляет, сколько топлива нужно закачать, чтобы обеспечить точное количество рабочего тела в топливном баке — шар-баллоне.
При проектировании было разработано и запатентовано конструктивное решение с использованием мембранного компрессора — сердца установки. Компрессор снижает время заправки, обеспечивает контроль массы и высокий уровень чистоты закачиваемого ксенона.
— Дмитрий Угланов. Ведущий научный сотрудник Научно-образовательного центра газодинамических исследований Самарского университета имени Королева.
По словам ученого, мембранный компрессор, в отличие от обычных поршневых, позволяет более плавно регулировать давление, с которым газ подается в топливный бак — это тоже важно для соблюдения параметров по массе и чистоте.
Разработка прошла лабораторные и натурные испытания. Во второй половине 2024 года ее планируют ввести в эксплуатацию на одном из российских предприятий космической отрасли.