«Летающая ветроэлектрическая станция – задача ближайшего будущего»

В 1930-е годы активно обсуждалось использование альтернативных видов энергии. В частности – использование энергии ветра. Смелый проект представил инженер В. Егоров на страницах журнала «Техника – молодёжи» в 1938 году. Он предложил создать мощные ветростанции не на земле, а в воздухе, где на высоте 600–700 м над землёй наблюдаются весьма значительные скорости ветра. Ветросиловой агрегат В. Егорова состоял «из двухлопастного ветроколеса, насаженного на один вал с ограничительной муфтой, редуктором и генератором, смонтированными в особом металлическом кожухе, напоминающем по внешности фюзеляж самолёта». Муфта была предназначена «для ограничения вращающего момента при возможных толчках и неожиданных порывах ветра». Редуктор служил «для увеличения числа оборотов, передаваемых от ветроколеса к синхронному генератору переменного тока». Подобную несложную конструкцию ветростанции можно было устанавливать на высокие опоры. Но автор придумал более действенный, по его мнению, способ. Он предложил использовать дирижабли: «К цельнометаллическому корпусу дирижабля подвешивается на стальных тросах система ветросиловых агрегатов. Все агрегаты соединены между собой лёгкими, но весьма прочными металлическими фермами, что препятствует перемещению ветродвигателей друг относительно друга и придаёт жёсткость всей системе подвески в целом. Одновременно эти фермы могут служить и для передвижения обслуживающего персонала»^[42].

 

Иллюстрации А. Катковского к статье В. Егорова «Электростанция в воздухе»

Техника – молодёжи. 1938. № 12. С. 37

Было ли это технически возможно в то время? Автор статьи полагал, что да: «Уже сейчас существуют дирижабли с цельнометаллическим корпусом объёмом в 70 тыс. м³. Вполне возможно построить и такой корпус, который нам необходим. Больше того, существуют технические проекты подобных дирижаблей. Если до сих пор всё же цельнометаллические дирижабли такого объёма не строили, то главным образом потому, что в них не было особой надобности»^[43]. Подобная летающая ветроэлектрическая станция могла бы работать в любых комбинациях – самостоятельно, в связке с наземными станциями или совместно с другой воздушной электростанцией и т. д.

Такие летающие ветровые электростанции имели бы «огромное, совершенно неоценимое значение» в районах, где очень трудно или вообще невозможно построить наземную станцию, например, в болотистых местностях, в пустыне, «в районах, где отсутствует местное топливо, а привозное находится очень далеко, и особенно в Арктике», которая «необычайно богата сильными, постоянно дующими ветрами, и здесь можно создать огромные электростанции в воздухе». Заглядывая в будущее, автор статьи представлял себе такую картину: «Мощные гигантские ледоколы бороздят воды и пробивают льды Северного Ледовитого океана. Эти ледоколы не нуждаются в топливе – они пользуются энергией летающих электростанций, находящихся над ними и причаленных к корме»^[44].

Иллюстрации  К. Арцеулова  к статье В. Егорова «Электростанция в воздухе»

Техника – молодёжи.  1938. № 12

КОНСТАНТИН КОНСТАНТИНОВИЧ АРЦЕУЛОВ (17(29).05.1891–18.03.1980) – русский и  советский  лётчик,  художник-иллюстратор,  внук  художника  И.  К.  Айвазовского.  Участник Первой мировой и Гражданской войн. Первый в мире вывел самолёт из штопора, что ставит его в один ряд с П. Нестеровым. Организатор школы планеризма в СССР, испытатель первого советского истребителя. Был репрессирован, после чего перестал летать на самолётах, стал планеристом и художником-оформителем, акварелистом. Оформил более 50 книг, сотрудничал с журналами «Техника – молодёжи», «Знание – сила», «Крылья Родины», «Юный техник» и др. Участвовал в издании Детской энциклопедии.

В статье П. Дюжева описывался другой тип дирижабля-ветродвигателя. Выполнив задачу по перевозке пассажиров и грузов, воздушное судно поднималось бы на высоту в 600 м, где удерживалось бы стальными тросами. Там «на оболочке его раскрываются лопасти, идущие в несколько рядов», и корпус «становится мощным колесом ветродвигателя»^[45]. Данные идеи применения дирижаблей так и остались фантастическими.

Владимир Петрович Ветчинкин

Анатолий Георгиевич Уфимцев

ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ ВЕТЧИНКИН (17(29).06.1888–06.03.1950) – доктор технических  наук,  учёный,  работавший  в  области  аэродинамики,  ветроэнергетики,  ракетной техники.  Заслуженный  деятель  науки  и  техники  РСФСР  (1946),  действительный  член Академии артиллерийских наук (1947). Лауреат Сталинской премии.

АНАТОЛИЙ  ГЕОРГИЕВИЧ УФИМЦЕВ  (1880–1936)  –  учёный-самоучка,  изобретатель ветроэлектродвигателя.

В начале 1930-х годов свои работы над новыми типами ветроустановок начали инженеры В. П. Ветчинкин и А. Г. Уфимцев. Заглядывая далеко вперёд, они предложили использовать многоветряковые рамные ветроэлектростанции. По этому проекту рамная сверхмощная ветроэлектростанция на 100 тыс. кВт состоит из 224 ветровых колёс (диаметр каждого – 20 м). Ветроколёса смонтированы на общей вертикальной раме, имеющей вид гигантского ромба: «Ромб укреплён на вертикальной поворотной башне, опирающейся своим нижним концом на гидравлический подпятник, а верхним укреплённой в подшипнике, удерживаемом расчалками. С лобовой и тыловой сторон ромба из его центральной башни выступают вперёд и назад горизонтальные решётчатые фермы с растяжками, увеличивающими жёсткость всей конструкции. Задние фермы несут на своих концах поверхность хвостового оперения. Цель этого устройства – повернуть ромб с ветровыми колёсами лобовой стороной на ветер»^[46]. Размеры установки велики: ширина ромба до 500 м, вес около 10 тыс. т, высота 350 м (то есть почти равна по высоте самому высокому зданию на свете)^[47]. Использование подобных установок – плотин для ветра – возможно было в различных районах страны (в том числе в Заполярье и на Новой Земле).

Ветросиловая плотина В. П. Ветчинкина и А. Г. Уфимцева.

Иллюстрация В. Филатова и Л. Башкирцева к статье Б. Кажинского и А. Кармишина «Ветросиловые плотины» Техника – молодёжи. 1951. № 12. С. 16, 20

Проект большой рамной ветроэлектростанции оказался нерентабельным – по оценке заместителя генерального директора НПО «Циклон» А. Островского, данной в 1980 году, стоимость 1 кВт/ч энергии от ветроагрегата очень велика по сравнению со стоимостью 1 кВт/ч от традиционных производителей. Поэтому впоследствии обращались лишь к идее развития небольших ветроустановок (мощностью до 16 кВт)^[48].

Передвижные атомные электростанции

Послевоенные успехи атомной энергетики способствовали разработке мобильных атомных станций, которые предполагалось использовать именно в районах Крайнего Севера (в первую очередь для военных нужд). Основным проектом подвижной АЭС стала ТЭС-3 (транспортабельная атомная электростанция). Идея проекта принадлежала Е. П. Славскому, а непосредственными авторами разработки стали учёные из обнинского Физико-энергетического института Ю. А. Сергеев и Д. Л. Бродер.

Мобильная наземная станция имела двухконтурный водо-водяной реактор и представляла собой комплекс из четырёх гусеничных машин – «энергосамоходов» на увеличенном шасси тяжёлого танка Т-10. На одной такой машине размещался реактор, на второй – парогенератор, компенсатор объёма и насосы первого контура. Третья машина несла генератор, вырабатывавший энергию, а на четвёртом энергосамоходе находились пункт управления станцией и резервное энергетическое оборудование. Станция не могла работать на ходу. Чтобы её запустить, требовалось расставить энергосамоходы в нужном порядке, соединить их трубопроводами для теплоносителя и рабочего тела, проложить кабели.

Ефим Павлович Славский

ЕФИМ ПАВЛОВИЧ СЛАВСКИЙ (07.11.1898–28.11.1991) – советский государственный деятель, один из организаторов и руководителей атомной отрасли в СССР. По образованию – инженер-металлург (в 1933 году окончил Институт цветных металлов и золота в Москве). В 1946–1953  годах – заместитель начальника 1-го главного управления при Совете министров СССР, организатор производства оружейного плутония для первой советской атомной бомбы. В 1953–1955 годах заместитель, а в 1955–1957 – первый заместитель министра среднего машиностроения СССР. В 1957–1986 годах – министр среднего машиностроения СССР. При участии и под руководством Е. П. Славского разрабатывалась советская водородная бомба, строились атомные электростанции, развивалась атомная промышленность, укреплялся ядерный щит страны. Дважды лауреат Сталинской премии. Трижды Герой Социалистического Труда, награждён десятью орденами Ленина, двумя орденами Трудового Красного Знамени, орденами Октябрьской Революции, Оте-чественной войны I степени, многими медалями, иностранными наградами.

Опытный пуск готовой станции состоялся в 1961 году. Испытания продолжались до 1965 года. Параллельно обнинские конструкторы разрабатывали плавучую АЭС «Север» (её предполагалось использовать как для оборонных задач, так и в помощь нефтяникам, работавшим на арктическом шельфе). Станция должна была иметь два водо-водяных реактора мощностью по 3 МВт. Но в 1967 году Министерство обороны отказалось от плавучей станции, при этом были свёрнуты и все работы по ТЭС-3.

Так выглядели энергосамоходы станции ТЭС-3 – транспортабельной атомной электростанции

http://masterok.livejournal.com/443215.html

Другой вариант наземной передвижной АЭС был создан белорусскими конструкторами и получил название «Памир-630Д». Начатая под руководством В. Б. Нестеренко в 1963 году, разработка его отдельных узлов затянулась на многие годы. Станция была полностью готова лишь в 1980-х годах.

Станция имела одноконтурный реактор, который размещался на трёхосном автоприцепе с тягачом МАЗ-994. С целью уменьшения расхода воды в качестве теплоносителя и рабочего тела на АЭС «Памир» использовалась высокотоксичная тетраокись азота. Всего в комплексе были задействованы пять машин. Первый пуск станции состоялся незадолго до чернобыльской аварии. В 1988 году проект был свёрнут^[49]. Аналогичные проекты передвижных АЭС создавались в США.

В наши дни также существуют проекты подвижных АЭС для Арктики, один из которых – плавучая АЭС «Академик Ломоносов» – находится на стадии постройки (ввод в эксплуатацию намечен на 2019 год).

Планы гидростроительства в Арктике

Традиционный способ получения дешёвой электроэнергии – использование гидроресурсов. В 30–60-х годах ХХ века руководство СССР взялось за масштабные проекты гидростроительства в целях индустриализации страны. Затронули они и арктическую зону, правда, большая часть проектов так и не была реализована.

Ведущая организация по проектированию ГЭС «Гидропроект» прорабатывала варианты строительства гигантских гидросооружений в Арктике, среди которых особо следует отметить два мегапроекта – Нижнеобскую и Нижнеленскую ГЭС.

Нижнеобскую ГЭС рассматривали как важнейшую часть планируемой Единой энергетической системы для перераспределения потоков энергии между европейской частью СССР и Сибирью. Всего предполагалось соорудить три гидроэнергетических каскада на реках Обь, Иртыш, Томь. Нижнеобская ГЭС задумывалась как последняя в ряду каскада из 10 обских ГЭС и проектировалась как самая масштабная. Её предварительная мощность составляла 6 млн кВт/ч с площадью водохранилища в 113 тыс. км² (для сравнения – площадь Белого моря порядка 90 тыс. км²