Идея эта у Станислава Викторовича появилась более
четверти века тому назад совершенно случайно. Он, тогда еще
молодой специалист, учился на вечерних курсах повышения квалификации, приходил
домой поздно и потихоньку раздевался в темноте, дабы не разбудить жену и
маленького ребенка (жили в одной комнате коммуналки). И вот однажды он снял с
себя тогда весьма модную нейлоновую майку, трещавшую от разрядов статического
электричества, и случайно махнул ею около выключенной настольной люминесцентной
лампы. И, о чудо, лампа загорелась! Мог ли пройти мимо такого непонятного
явления склонный к изобретательству выпускник ленинградского
электротехнического института? Какой там сон! Взял пластмассовую расческу,
натер ее и стал махать возле лампы, пока не разбудил всех домашних. Лампа опять
загорелась. А ведь в институте учили другому: нужно либо подвести к лампе два
конца, анод и катод, либо поместить газоразрядную лампу в переменное
электромагнитное поле достаточно высокой частоты. А тут, какая частота: махнул
пару раз, и все. Авраменко предположил, что здесь происходит вот что:
статические заряды каким-то образом приводятся в движение, и образуется то
самое переменное электромагнитное поле, которое и зажигает газ в лампе. Этому
никто не учил.
Станислав Викторович стал
проводить многочисленные эксперименты со статическим электричеством, которое
сегодня фактически не используется. Он рассуждал так. Статический заряд
практически невесом, чтобы получить его и переместить в пространстве, тяжелой
механической работы производить не надо, мощные и металлоемкие двигатели и
генераторы могут оказаться ненужными... Авраменко старался получить свободный
заряд, придать ему направленное перемещение, заставить действовать так же, как
и обычный ток в проводах. Для этого он пытался преобразовать обычный ток из
электросети в ток смещения свободных статических зарядов (так называемые
реактивные токи). Первичным источником служили обычные звуковые генераторы,
используемые в радиотехнике. Из литературы он узнал о трансформаторе Теслы,
который также пытался передавать на расстояние электрическую мощность с помощью
реактивных токов, использовал и его опыт. Наматывал различные входные и
выходные катушки, были и другие ухищрения (ноу-хау), и дело пошло. Сначала
появились малые токи, 2-3 Вт, потом больше, больше... В
результате этих опытов Станиславу Викторовичу удалось сделать то, что пока не
получалось ни у кого: создать систему передачи тока свободных статических
зарядов по одному проводу. Дело в том, что на выходе из созданного Авраменко
трансформатора мы имеем обычный переменный ток, который попал туда из обычной
же электросети, только с полной асимметрией выходного напряжения: один конец
вторичной обмотки остается под нулевым потенциалом, а вся синусоида подаваемого
тока находится на другом ее конце (кстати, у трансформатора Теслы второй конец
был заземлен, на нем небольшой потенциал все-таки был, нулевого добиться ему не
удалось). А в трансформаторе Авраменко подсоединяем к "нагруженному"
электроду всего один провод, ничего не заземляем и гоним электричество по нему. Так
же подробно, со схемами и формулами, старались объяснить природу этого
"однопроводного электричества". Там рассказывалось и о
трансформаторах без сердечников, подобным трансформаторам Тесла, да не совсем
(ноу-хау), о "вилке Авраменко" - включенных особым образом диодах. С
их помощью удавалось накачивать энергией некую емкость, из которой потом
получать эту энегрию и перемещать ее по незамкнутой цепи, то есть по одному
проводу. Причем течет она не внутри этого провода, а как бы вдоль него, как
говорит Авраменко, поле перемещается вдоль провода как по волноводу.
Из теории электричества
известно, что токи смещения закону Джоуля-Ленца не подчиняются. Стало быть,
сечение этого провода значения не имеет, он может быть тоньше волоса, его
задача - подобно нити Ариадны только указывать направление. Провод не
нагревается и потерь почти нет. В системе Авраменко ток проводимости из сети
выпрямляется, преобразуется в реактивный ток нужной частоты, который передается
по одному проводнику на любое расстояние, а там вновь преобразуется в обычный
ток проводимости, заставляющий гореть лампы, крутиться моторы, работать лазеры
и нагреваться утюги.
Полного теоретического
объяснения работы однопроводной системы нет и сегодня. Вопросы остаются, ответа
на них не находят самые что ни на есть светила электротехники. С тех пор прошло
почти 10 лет, и в судьбе этого удивительного изобретения многое изменилось, о
чем мы и расскажем. Прежде всего, выявились огромные преимущества однопроводной
передачи электроэнергии на расстояние. При передаче ее обычным способом
теряется 10-15% энергии на нагрев проводов (джоулево тепло). Для однопроводной
же передачи можно брать настолько тонкий провод, насколько это позволяют
соображения прочности, скажем 2-4
мм в диаметре. Если в современных цепях плотность
передаваемого тока не превышает 6-7 А/кв.мм, то по однопроводниковой уже
передавали 428 А/кв.мм при мощности в 10 кВт. Провод не нагревается, джоулевы
потери уменьшаются почти в сто раз. Во столько же раз уменьшается расход меди
на эти тоненькие провода. Мало того, они могут быть и из обычной стали -
электропроводимость их значения не имеет, ведь, повторяю, в однопроводной
системе они лишь указывают направление. Колоссальная экономия на опорах линии
электропередачи, а также контактных линий электротранспорта, которые можно
делать значительно менее громоздкими и материалоемкими, чем сегодня, поскольку
они несут куда более легкие провода.
Станислав Викторович стал
приглашать на демонстрацию своих опытов различных специалистов, тогдашних
руководителей Минэнерго, ученых из ФИАН, МИФИ и пр. Никто ни расчетам его, ни
своим глазам не верил: этого быть не может, фокусы какие-то... Первым
человеком, окончательно и бесповоротно поверившим Авраменко, стал директор
Всероссийского НИИ электрификации сельского хозяйства (ВНИИЭСХ), академик
РАСХН, профессор, д.т.н. Д.Стребков. Он понял, что все демонстрируемое
Станиславом Викторовичем вполне подчиняется существующим законам физики и
электротехники, никакой мистики тут нет, надо это развивать и внедрять. Дмитрий
Семенович пригласил Авраменко к себе в институт, создал там соответствующую
лабораторию, выделил оборудование, выбил под это деньги и начались опыты уже не
"на коленке".
Если раньше у Авраменко
была лишь небольшая десятиваттная установка, то в ВНИИЭСХ изготовили опытную
установку мощностью в 100 Вт, позволившую провести ряд важных экспериментов.
Они, например, экспериментально доказали, что однопроводное электричество можно
передавать не только по медному проводу. Выходящий из трансформатора Авраменко
и батареи конденсаторов, где генерируются мощные статические заряды, стальной
провод ныряет в лоток с водой, за которой идет графитовая нить, затем лоток с
грунтом (лотки, разумеется, изолированы). В линии специально устроены разрывы,
в них возникают дуговые разряды между проводом и водой, землей, графитом. По
проводу ползает однопроводная троллея (макет троллейбусной, например),
отбирающая энергию для находящихся тут же потребителей. В конце линии
подключена лампочка. Ток проходит по всем этим проводникам и зажигает ее. Стало
быть, устойчиво и без больших потерь можно передавать энергию по любым
токопроводящим изолированным веществам, например по трубопроводам,
оптоволоконным линиям (по волокну передается информация, а ток - по
металлической оплетке кабеля) и т.п.
А раз так, то можно
изобрести массу машин и устройств, использующих это явление. Например, Авраменко
совместно со Стребковым и к.т.н. А.Некрасовым, руководящим лабораторией
ВНИИЭСХ, разработали дождевальную машину, идущую вдоль арыка или лотка с водой
и получающую из них не только воду, но и энергию для своей работы. Или способ и
оборудование для питания трамваев, троллейбусов, электропоездов и даже
электромобилей с помощью одной троллеи взамен обычных двух, при этом по рельсу
ток не идет, мобильных электроагрегатов, вроде тракторов, аэростатов,
вертолетов по сверхтонкому и легкому кабелю. Мало того, реактивные токи из
установки Авраменко можно передавать и по лазерному лучу, без проводов, а за
пределами атмосферы - и по электронному лучу . Есть и другие интересные
запатентованные разработки (патенты начали выдавать только в последние
несколько лет, после проведения впечатляющих опытов с большими мощностями).
Но корифеи все не верили,
специальные журналы в публикациях отказывали: "Большие мощности все равно
не передадите на расстояние. Сделайте киловаттную установку". Сделали, все
равно передает, хоть ты тресни! Тут уже и специалисты призадумались. Первым
всерьез заинтересовался Газпром, организация далеко не бедная и на
перспективные разработки денег не жалеющая. Сегодня вдоль газопроводов
обязательно устраивают линии электропередачи для катодной защиты, питания
перекачивающих насосов и других эксплуатационных служб. Линии эти стоят дорого,
провода из цветных металлов воруют... А при однопроводной передаче энергии
можно протянуть стальной провод или как-то пустить ток по самой трубе.
Газпром спонсировал
изготовление еще более мощной установки, на 20 кВт. Ее сделали с запасом,
Дмитрий Семенович утверждает, что она и 100 кВт выдаст. Установленный в начале
этой линии высокочастотный трансформатор генерирует мощные электростатические
заряды, которые концентрируются вдоль линии к резонансному контуру понижающего
трансформатора Тесла и через выпрямитель отводятся к нагрузке, то есть к
потребителям. И передает она энергию по проводку толщиной всего в 80-100 мкм,
его можно увидеть, только подойдя вплотную. Он отчаянно вибрирует, когда
установка включена, иной раз даже отрывается от изолятора (разумеется, в
реальных условиях столь тонкий провод никто ставить не собирается, он разорвется,
даже если на него воробей сядет). И тем не менее по этому волоску течет ток,
который питает 24 киловаттных лампы, мощный электромотор и пр. Система эта
имеет в сотни раз лучшие электрические параметры, чем традиционные
двух-трехпроводные. При этом в конструкции установки применены стандартные,
серийно выпускаемые нашей промышленностью узлы, например преобразователь,
применяемый при термообработке труб, конденсаторы и пр. Впрочем, НПО
"Сапфир" по заказу ВНИИЭСХ разрабатывает сегодня во много раз меньший
преобразователь на теристорах, так что установка станет гораздо более
компактной.
Такая система позволит значительно упростить и
удешевить строительство троллейбусных и трамвайных линий, даст возможность
устанавливать на автомобилях электропривод с "антенной", чтобы любой
водитель, подъехав к устроенным повсеместно однопроводным линиям, подсоединялся
к ним и ехал куда угодно, отключив свой ДВС и не загрязняя атмосферу.
Можно было бы вернуться к
электротракторам, работающим от кабеля. От них отказались из-за того, что
барабан кабеля, устанавливаемый на тракторе, весил 3 т. Теперь же он будет
весить не более 30 кг.
Да и без барабана можно обойтись: изобретатели предложили подвешивать тонкий
проводок на воздушных шариках, тянущихся за трактором. А если заменить
спутниковое телевидение аэростатным, подняв его километров на десять и установив
там ретрансляторы? Или устроить аэростатную же систему мониторинга огромных
площадей лесов или полей? Ведь только вес кабелей мешает этому. А передача
энергии по лазерным и электронным лучам на спутники и ракеты? А невиданные до
сего дня сверхкомпактные электроустановки и плазмотроны? Однако остановимся.
Пока это все дело будущего, и не всегда близкого.
А вот настоящее:
коагулятор крови, изготовленный с помощью однопроводной системы. Эти приборы
применяют для остановки крови при ранах и операциях, они как бы сваривают
крохотной дугой электроплазмы края разорванных сосудов. Существующие сегодня в
мире коагуляторы мощностью 8 Вт представляют собой громоздкую тумбу,
стационарную или на колесиках, весом около сотни килограммов, охлаждаемую водой
из водопровода, потребляющую более киловатта энергии. Точно такой же мощности и
еще более эффективного действия коагулятор, изготавливаемый в ВНИИЭСХ, питается
от обычных аккумуляторных батареек, весит всего несколько сот граммов,
помещается в "дипломате", в бардачке автомобиля, так что может
работать и в полевых условиях, и в домашней аптечке (мало ли что случится?).
Тем более что стоит он сегодня примерно 1000 у.е., против 45-60 тыс у.е. - цена
громоздких зарубежных аналогов меньшей мощности. Он может использоваться и уже
используется не только в клиниках, но и в институтах красоты, для уничтожения
всевозможных бородавок, папиллом, татуировок и пр.
Сегодня работами
Авраменко и его коллег весьма пристально интересуются иностранцы. Изобретения
были отмечены золотой медалью Салона инноваций в Брюсселе и золотой медалью
Николы Теслы, выдаваемой за выдающиеся работы в области электротехники.
Англичане и японцы оплатили международное патентование, причем американцы
выдали патент, в котором эти работы названы "букетом открытий".
Авраменко побывал с докладами в Англии, Франции, Германии, Японии и других
странах. С Индией сейчас ведутся переговоры на поставку демонстрационной
установки в 25 кВт. Хорошо бы нам опередить их всех и начать массовое и широкое
применение однопроводного тока. Ведь прибыли он сулит немерянные, если,
конечно, с умом взяться за это перспективное дело.
24.08.2011