Как рождаются изобретения - Мухачев В.

Автор: Мухачев В.

Теги: изобретения изобретательство

Год: 1968

Похожие

Когда появляются призраки

Личностью не рождаются

Алгоритм изобретения 1973

Алгоритм изобретения

Текст

ЙК Е.Мухдчев
вдамся
ИЗБЕРЕТЕ-
МОСКОВСКИЙ РАБОЧИЙ-1968-
6.0
М90
Автор книги — изобретатель, инженер-металлург,
кандидат химических наук.
В книге он показывает творческую лабораторию
изобретателя и раскрывает условия, благоприятствую-
щие или мешающие изобретательскому творчеству.
Зная их, можно планомерно устранять препятствия и
тем самым способствовать улучшению деятельности
изобретателей.
Некоторые выводы автора можно считать лишь ве-
роятными. Но ведь советского читателя интересует не
только то, что уже твердо установлено, но и то, что еще
находится в стадии становления, является предметом
изучения л горячих споров.
Цель книги помочь читателю установить правиль-
ный взгляд па работу изобретателя, повысить интерес
и привлечь к ней новых людей, увеличить «полезную
отдачу» изобретательского творчества.
Отзывы о книге и свои пожелания присылайте по
адресу: Москва, проезд Владимирова, 6, издательство
«Московский рабочий».
От автора
Двести лет назад великий Лейбниц писал: «Полезно
изучать открытия других таким способом, который и
нам самим открыл бы источник изобретений и который
известным способом дал бы нам самим усвоить приемы
изобретения. И я хотел бы, чтобы изобретатели дали
нам историю путей, по которым они дошли до своих от-
крытий» '.
Идея книги, описывающей творческую лабораторию
изобретателя, была одобрена друзьями. Они советовали
написать такую книгу, уверяя, что опа будет полезна
для многих. Получилась ли такая книга — судить не
мне, об этом скажут другие — ее читатели.
Книга написана на материале изобретений автора.
Из всего, что сказано в ней, понятно, что иначе и нельзя
было сделать.
Будет ли это объективно? Да! Ведь, как говорил про-
никновенный психолог писатель М. Пришвин, «мы,
человечество, как отдельные корешки, питаемся одним
общим стволом, и если я о чем-нибудь догадываюсь в
себе, то это значит для других корешков: все то же
самое. Вот почему, когда писатель говорит о себе, то
говорит и о другом» 2.
В разделе «Две новизны» описаны предложения по
экономичной конструкции тиглей и тому подобных из-
делий, разработанные совместно с И. И. Таланкиным,
В. И. Жуковым и Ф. И. Уткиным. В разделе «Чудо»
предложения по схеме переработки руд частично совме-
стные с П. А. Волковым. В разделах «Секрет плане-
ты», «Быстрые капли», «Искры из кремня» и «Летаю-
щие ленты» часть описанных предложений также кол-
лективные: я работал над ними вместе с доктором фи-
зико-математических наук Ф. Ф. Ланге и кандидатом
технических паук Л. В. Мигуновым.
Материал книги распределен по разделам соответст-
венно циклам изобретений, т. е. изобретений, имеющих
отношение к определенной отрасли промышленности.
В каждой главе описывается путь, приведший к изобре-
тению, развитие первой группы новых технических идей
в целый цикл. Показано, как тот или иной цикл изобре-
тений ассоциировался с другими циклами и разработкой
принципиальных вопросов изобретательского творче-
ства.
Многие из описанных в книге изобретений приняты
для реализации или уже реализованы, и о пих думаешь
с гордостью. Из числа таких изобретений назову метал-
лический фильтр, «скользящий» пирометр, автомат для
сжигания флотационного колчедана, изобретения по
платине и по сублимации, дробное сорбционное осажде-
ние, регенерация бросовых щелочных растворов, способ
борьбы с кавитацией, центробежный способ перемеши-
вания, получение чистого железа, способ обработки ве-
ществ высоким давлением, центрифугу для измель-
чения.
Далеко не все изобретения автора, описываемые в
книге, реализованы и имеют практическое применение,
хотя они и защищены авторскими свидетельствами Гос-
комитета по делам изобретений и открытий СССР. Бо-
лее того, возможно и даже вполне вероятно, что неко-
торые из них окажутся по разным причинам практичен
ски неприемлемыми. Это не лишает нрава писать о них
и показывать творческий путь или процесс их возник-
новения. Инженерам хорошо известно, что во всем мире
дело обстоит так, что из числа заявляемых изобретений
и изобретений, защищенных патентами и авторскими
свидетельствами, очень малая доля реализуется на прак-
тике. Однако изобретения, не увидевшие света, также
имеют большую ценность, потому что они' во всяком
случае, являются двигателем технической мысли или
той питательной1 средой, на, которой впоследствии вы-
растут изобретения, реализуемые на практике.
Некоторые из описанных в -книге изобретений это
уже пройдейный этап в технике, например регулятор
прямого действия колокольного типа для пропорциони-
рования двух потоков, прибор, для определения полнб-
4 .' ;’ ' - 'Т,.'
ты протекания химической реакции. Они стали достоя-
нием патентных архивов и моих воспоминаний, но здесь
тоже описаны. Ведь мы решили показать творческую
лабораторию изобретателя, рассказать, как рождаются
изобретения, а не как они живут и умирают. Для этого
пришлось бы написать еще целую толстую книгу.
По большинству остальных изобретений в области
центрифуг, химии и металлургии, как это видно из их
описаний, проведены необходимые эксперименты или
расчеты, дана соответствующая конструктивная разра-
ботка^ Некоторые из них уже направлены на реализа-
цию.
Все они — удачливые и неудачливые — дети моего
ума. В книге речь идет, повторяю, об их младенческом
возрасте, когда их взрослые судьбы еще были никому
не известны, даже и их родителю.
Но есть средства — и я пытаюсь показать их — чуть
приподнять завесу, отделяющую нас от будущего, и за-
глянуть издали в книгу судеб изобретений.
ПО ПОВОДУ ВТОРОГО ИЗДАНИЯ
Автор благодарит читателей, приславших свои от-
зывы о книге, вышедшей первым изданием в 1964 г.
При подготовке второго издания учтены их пожелания
о более полном освещении некоторых тем. Так, в раздел
«Терра инкогнита» включены дополнительные фраг-
менты «Волшебный час». В раздел «Первая молния»
добавлена оценка систем, программирующих изобрета-
тельство, и изобретательских школ. В разделы «Мера
эффективности» и «Мера прогрессивности» внесены
уточнения и исправления; показан ход расчета. В раз-
дел «Двигатель прогресса» внесена комбинаторная ха-
рактеристика изобретательства. Раздел «Дела о мыс-
лях» значительно расширен. В нем дан более полный
анализ положения дел и отвечающие ему новые пред-
ложения.
Кроме того, исправлены замеченные опечатки и
ошибки и дополнен список литературы.
ТЕРРА ИНКОГНИТА
Волшебный час
Пять часов утра. Просыпаюсь. Иногда успеваешь
заметить, как улетает черный полог сна. Оказываешься
наедине с самим собой. И начинается волшебное время.
Расскажу о нем по порядку.
Момент пробуждения — это очень интересный и пси-
хологически сложный момент. Отдохнувший за ночь
мозг свободен от напряжения огромнейшей системы
выработанных автоматических программ, помогающих,
как считается, жить. Жителям больших городов осо-
бенно хорошо известен этот автоматизм, с которым они
выполняют весь утренний ритуал, сломя голову несутся
к автобусу, пересаживаются с одной линии метро на
другую, не думая о том, как это они делают.
Приходя утром па работу, вы выключаете в своем
сознании все, что не относится непосредственно к ва-
шим прямым обязанностям на производстве. Если вы
этого не сделаете, то и работать не сможете. Научным
работникам знакомо чувство «погружения» в предмет
статьи, излагающей сложный вопрос,— в это время
ничего другого человек не видит и не слышит.
В своей деятельности вы постоянно тормозите все,
что непосредственно не относится к решаемой вами за-
даче. Совместное существование и деятельность мил-
лионов людей в обществе накладывают на каждого из
нас тысячи ограничений, создают в сознании разные
запретные зоны и всякие барьеры.
Люди обычно не замечают этих ограничений, они
стали привычными. Но вдумаемся в такое положение
вещей: ведь оно означает ни более ни менее как искус-
ственное сжатие границ работающего сознания. В обще-
стве человек живет лишь небольшой долей своего со-
6
знания. То, остальное, что заторможено, мы называем
подсознанием. Вероятно, все это представляет вполне
естественный и нормальный процесс развития человека
как животного общественного. Вместе с тем это говорит
о том, что проблема подсознания может оказаться с
большими сюрпризами.
В только что пробужденном сознании пет никаких
заторможенных полей, нет никаких барьеров. Но это
только один миг. Обычно в следующий же за пробуж-
дением момент человека охватывают автоматизмы...
Можно ли этот миг остановить? После некоторой трени-
ровки мне стало это удаваться.
Пять часов утра... Любой толчок сдвигает мысль в
своем направлении. Днем, когда мой мозг инженера,
ученого, столичного жителя восстанавливает всю выра-
ботанную им систему торможений, возбуждений и уко-
роченных автоматизированных путей мысли, воспоми-
нания о давно пережитом спят глубоко в подсознании
и не тревожат, дневные мысли привычными виражами
обходят многие запретные участки.
Растянув миг пробуждения, я отдаю себя во власть
могучих демонов подсознания — не злых, не добрых, но
в тысячу раз сильнее меня — дневного.
...Почему это я вчера на заседании поддался медо-
точивым речам Лисы Патрикеевны и согласился с ним?
Оригинальный способ фильтрования остался незащи-
щенным. Казнюсь. Фу, как глупо получилось!
...Много лет держу в памяти, как неожиданно для са-
мого себя на глазах у товарищей-мальчишек я отвесил
директору школы подобострастный поклон... Еще... и
еще... зло и мне и от меня... Неприятные воспоминания
выжимают стоп сквозь зубы, который тут же более или
менее искусно маскируешь кряхтением, покашлива-
нием.
Утренние терзания знакомы многим. Всякий спешит,
стряхнув их с себя и вздохнув, поскорее включиться в
дневную жизнь. Но, вероятно, только немногие знают,
что это лишь начало и что за этим началом скры-
вается.
Дух экспериментатора однажды заставил меня тер-
пеливо пройти через всю зту свою голгофу. Экспери-
мент удался. Оказывается, череда паприятных воспо-
минаний очень быстро затухает. Потрогав старые раны,
7
мысль в конце концов сама собой приходит в изобрета-
тельский угол и тут останавливается. И быть может,
именно эта увертюра накладывает на все последующее,
на весь час отпечаток в высшей степени цепного беспо-
щадно-критического обнажения мыслей. Так была най-
дена дорога в подсознание. Длительной тренировкой она
была улучшена.
В этот час — с пяти до шести — думается легко и
свободно. Находишься в привычном, выработанном мно-
голетним повторением, состоянии обдумывания того,
что вынашивается годами, десятилетиями. В этот час
приходят многие «крамольные», совершенно неожидан-
ные мысли, с которых всегда и все начинается...
Где-то этажом выше прозвонил будильник... Шесть
часов утра... Вскакиваешь с постели и две-три минуты
проводишь за письменным столом. Стенографически
записываешь на отдельных листах итоги мечтаний. На
них тут же ставишь шифр специально выработанного
классификатора. Потом, в свободное время отсорти-
руешь материал. С течением времени (месяцы, годы)
в той или иной папке соберется много заметок и расче-
тов па определенную тему и проблема получит какую-то
степень завершенности...
Вместе с одеждой надеваешь на себя тысячи услов-
ностей и предрассудков, выключаешь все то поле, па
котором только что шло волшебное представление, за-
хлопываешь дверь туда и отдаешься во власть сидящих
в тебе роботов — автоматизмов столичного жителя...
Между тем за закрытыми дверями работа мысли не пре-
кращается. И даже когда забываешь о том, что было
сегодня утром, все равно весь день сквозь пелену днев-
ных дел брезжит изнутри какой-то чистый свет — путе-
водный огонек мечтаний «с 5 до 6». И это, наверное,
мое настоящее «Я».
Происходящие в подсознании какие-то неясные про-
цессы время от времени (иногда через десятки лет!)
через наслоения воспоминаний пробиваются в открытое
сознание и среди бела дня. Это случается, когда то или
иное дневное впечатление резонирует с ходом «под-
польной» мысли. Незначительное внешнее событие при-
обретает совершнно несвойственное ему большое значе-
ние. Закрытые двери вдруг распахиваются, сверкают
молнии, рождается изобретение. По-видимому, резонанс
8 ' / . 4 '
подсознательного процесса обдумывания с каким-то
внешним впечатлением и есть тот курок, который спу-
скает пружину и производит выстрел — изобретение.
Быть наедине с собой хотя бы час в сутки значит
очень много. Когда я вспоминаю слова Ленина о том,
что нужно, чтобы изобретатель ничем иным, кроме
своих изобретений, не занимался, то я это представляю
как волшебный час, растянутый на целый длинный ра-
бочий день... Когда я занимался только своими изобре-
тениями в предоставленной мне однажды специальной
лаборатории, поводов для резонанса находилось гораздо
больше. Вот это и есть идеальные условия, которые для
изобретателей прочил Лепин — сам великий мечтатель,
знаток душ и судеб человеческих.
Дороги мира
Все дороги в наше время ведут к коммунизму. Но
первое, что мы должны твердо усвоить, отправляясь в
путь,— не искать автострад там, где еще не ступала
нога человека. Мы, советский народ, проложили тропу
для всех жителей земли. Это — каменистые, крутые
подъемы, по которым приходится порой карабкаться,
пробиваться. Потом, конечно, на месте этих тропинок
будут первоклассные бетонированные автострады. Но
для авангарда их нет и не может быть.
Строительство коммунизма — это всенародное дело.
Чем успешнее трудится каждый из нас и весь советский
парод, тем ближе заветная цель — коммунистическое
общество.
Какие же средства нужны для достижения этой ве-
ликой цели?
Прежде всего, создание материально-технической
базы коммунизма, совершенной, мощной и непрерывно
развивающейся техники, обеспечивающей изобилие ма-
териальных и культурных благ для всего населения, и
осуществление принципа распределения по потребности.
Вместе с созданием материально-технической базы идет
воспитание нового человека коммунистического обще-
ства на основе постепенного преобразования социали-
стических общественных и производственных отноше-
ний в коммунистические.
9
Одно из самых дорогих качеств, которые превыше
всего ценятся в человеке советским обществом,— высо-
коразвитое чувство нового, способность к смелому
почину. Наряду с преданностью коммунистическим
идеям, самоотверженностью в борьбе за общее дело, тру-
долюбием и коллективизмом проявление творческой
инициативы определяет собой моральный облик строи-
теля новой жизни.
Новаторство по праву рассматривается советскими
людьми не только как чисто деловое, но и как нравст-
венное качество работника, неразрывно связанное с
моралью нового человека. Иначе и не может быть в
обществе, которое революционно по самой своей при-
роде, которое живет, трудится, борется под знаменем
идей великого преобразования жизни — идей марксиз-
ма-ленинизма.
i Неустанный поиск, размышление над тем, как сде-
лать быстрее, лучше, дешевле, как ускорить движение
нашей страны к коммунизму,— вот что такое социали-
стическая инициатива.
Огромное, решающее значение имеют темпы техни-
ческого прогресса и устранение всего, что мешает его
ускорению. И это тоже всенародное дело.
Не надо думать, что на этом творческом пути все и
всегда проходит без труда и гладко. Успех никогда не
приходит сам собой. За творческое решение технических
проблем надо бороться. И за них стоит бороться, потому
что они позволят многократно повысить темпы техниче-
ского прогресса.
Нельзя говорить о творчестве в технике, о будущем
и не говорить об изобретениях. Ведь вся существующая
техника когда-то была новой, когда-то она была изо-
бретена.
Изобретательство — это творческий процесс, не менее
сложный, чем творческие процессы в области науки и
искусства. Изобретателем нужно родиться. Это, однако,
не означает, что изобретательство не требует стимули-
рования, а изобретатели не нуждаются в ряде условий
для своего развития и роста.
До сих пор дело обстояло и пока обстоит так, что
изобретательский талант проявляется только при удач-
ном стечении счастливых обстоятельств.
Изобретателем можно стать или не стать. Для того
10
чтобы стать, нужны и природное дарование и случай.
Став изобретателем, уже невозможно перестать им быть.
Но с равной или, может быть, с еще большей долей
вероятности изобретательский талант может остаться
непроявленным.
Задача вовлечения максимального числа одаренных
людей в науку и технику решается в нашей стране эф-
фективными и разнообразными путями: Дома пионеров,
многочисленные школьные кружки, научные спарта-
киады юношей и девушек, научные кружки в высших
учебных заведениях, институт стажеров, отбор в аспи-
рантуру, конкурсы на лучшие конструкции приборов,
машин и аппаратов и т. п. Не для чего-то иного, а
только для выявления новаторских талантов и для по-
мощи в реализации их замыслов созданы были в свое
время научно-технические общества (НТО) и Всесоюз-
ное общество изобретателей и рационализаторов
(ВОИР).
В борьбе за творческое решение воспитывается, из-
меняется сам боец, становясь сознательным строителем
коммунизма. Ведь изобретают всегда для всех, а не
только для себя. В случае успеха 99% выгоды от ис-
пользования изобретения в конечном счете получают
народ, государство, а изобретатель в лучшем случае ка-
кой-нибудь один процент. Так, личные интересы сами
собой переплавляются в государственные.
Но все это происходит лишь после того, как изобре-
татель что-то уже изобрел. Главное в изобретательском
процессе — это само появление изобретения. После
этого требуются годы видного и понятного всем упор-
ного, большого труда для внедрения изобретения в на-
родное хозяйство. Это будут уже вопросы экономиче-
ские и организационные.
Взаимоотношения изобретателя и трудовых коллек-
тивов — это особый вопрос. Но без факта изобретения
никакого труда по реализации попросту не потре-
буется. Поэтому главной темой книги взят именно про-
цесс появлепия изобретения, а организационные во-
просы освещены лишь в той мере, в какой они непо-
средственно связаны с изобретательским творчеством,
вернее, когда они непосредственно влияют на пего.
Наука еще не дала нам инструмента, при помощи
которого мы могли бы узнавать действительный ход
11
мысли другого человека. Поэтому то, что одному ка-
жется простым и само собой разумеющимся, для другого
является загадкой, а логичный, но неожиданный вы-
вод — чем-то таинственным, даже сверхъестественным,
«божественным откровением» и т. и.
Двести лет назад знаменитый Лейбниц призвал уче-
ных и изобретателей изучать творческую лабораторию
изобретателей. С тех пор многие пытались снять покров
тайны с процесса появления изобретений. Много в этом
направлении сделали русские ученые Энгельмейер и
Лапшин, жившие на рубеже XIX и XX веков. Но они
оказались в плену триад формальной аристотелевской
логики и творческую лабораторию изобретателя на са-
мом деле так и не показали. Дело материалистов —
приступить к диалектическому изучению изобрета-
тельского творчества.
Творчество определяется и личными качествами изо-
бретателя, и условиями, в которые он поставлен обстоя-
тельствами жизни, и родом занятий, и получаемыми за-
даниями, и сложившимися интересами, и местом в рабо-
чем коллективе, и багажом знаний, и т. д. Особенно
важны возникающие при этом противоречия и борьба.
Борьба начинается в сознании изобретателя — это
борьба идей. На определенном этапе она выходит на-
ружу и превращается в борьбу за признание изобрете-
ния и изобретателя, когда в нее уже вовлекаются люди.
Творческий же процесс так и остается загадкой, его еще
не научились изучать со стороны, т. е. объективно.
Творческий процесс может быть рассказан только
самим действующим лицом. И это очень важный мо-
мент. Добросовестное свидетельство действующих
лиц — главный источник в познании изобретательского
творчества. Для чего это свидетельство нужно? Для
того, чтобы узнать закономерности творческого процесса
и на их основе поставить техническое творчество в наи-
лучшие условия, при которых изобретатели смогут
работать с максимальной отдачей.
Латентный (скрытый) период «изобретательской
болезни», совершенно незаметный для окружающих,
длится иногда годами и даже десятилетиями, а потом
разрешается внезапной яркой вспышкой.
Отсюда пошли многочисленные недоразумения.
Одно время даже считали изобретателей-индивидуа-
12
лов анахронизмом, подлежащим принципиальному «из-
живанию». Теперь эта точка зрения, к счастью, больше
не развивается, по вреда она, увы, успела принести
немало.
Пренебрежение скрытым периодом процесса изобре-
тательства породило массу легенд о «внезапном оза-
рении», о «мгновенном изобретении», о «наитии», об
«интуиции», о «божественной искре» и т. д. Опо повело
к ошибочному выводу о том, что изобретения достаются
изобретателям без всякого труда, даром.
На самом же деле изобретать очень трудно. Я даже
думаю, что это — самое трудное на свете дело. Стать
изобретателем — это значит, преодолев (в борьбе!) при-
вычные представления в своем сознании, обречь себя на
всю жизнь бродить, быть аргонавтом своего времени.
Нужно немало мужества для того, чтобы решиться изо-
бретать и пробивать новые тропы. Успех может и не
прийти, зато ошибки неизбежны, а неудач более чем
достаточно. Яркий свет собственных идей может осле-
пить творца, и он может сделать ложный шаг, уводящий
в сторону. Изобретатель может неправильно приложить
свои усилия и напрасно растратить силы и драгоцен-
ную, единожды даваемую жизнь. Нужна неистребимая
вера в свое дело, придающая бодрость, когда изобрета-
тель находится на верном пути. Но нужно и мужество,
чтобы решиться расстаться со своим детищем, если опо
уродливо или представляет один из воздушных замков,
в которых подчас погибают самые талантливые люди.
Нельзя изучать происхождение одного изобретения,
не учитывая влияния на его появление предшествовав-
ших изобретений того же автора. Нельзя ограничивать-
ся изучением творческого пути одного изобретения, не
связав его с последующими изобретениями того же
автора. Короче говоря, чтобы попять что-то, установить
какие-то связи, какие-то пути творчества, надо изучать
весь комплекс изобретательского творчества действую-
щего лица па фоне других основных событий его жизни
и интересов. Тогда станет попятным, почему творческий
комплекс именно такой, а не иной. А в этом уже содер-
жится некоторый намек на то, что изобретения можно
планировать. Изучив биографии и творческие пути мно-
гих изобретателей, можно выбрать из их числа немно-
гих, которым нужное задание должно прийтись «по
13
душе». Затем предложить им подумать над этим зада-
нием и выдвинуть что-нибудь как решение поставлен-
ной задачи. В принципиальной возможности такой пло-
дотворной работы в Советском Союзе — одно из преиму-
ществ социализма перед капитализмом.
Почва и воздух
Предрасположение к изобретательству у меня, я счи-
таю, наследственное. Дед (по линии матери) «выбился
в люди» из рабочих, приписанных к Александровскому
заводу (на Урале). Он был неспокойным человеком, но-
ватором, как говорят теперь, в своем деле. Эту черту в
нем высоко ценили, по служебной лестнице он дошел до
положения мастера завода. По тем временам это был
практически потолок для человека, не имеющего ди-
плома инженера. Понимая это, он дал своим детям обра-
зование. Мать окончила Бестужевские курсы, мой стар-
ший дядя получил образование во Фрейбургской горной
академии. «Личное знакомство его с Дизелем определило
линию его жизни: он окончил академию по двигателям
внутреннего сгорания и был известен в Советском
Союзе как видный конструктор авиационных моторов.
Другой дядя получил образование горного техника и
успешно работал по золоту. Был коммунистом, убит в
гражданскую войну. Младший дядя был еще более та-
лантлив, но, унаследовав от деда весьма неспокойный
характер, остался не у дел, неудачником. Детство я про-
водил в его мастерской-лаборатории, которую он
устроил с помощью деда у себя дома в Перми.
В Пермь в годы столыпинской реакции родителей
выслали из столицы после отбытия ими заключения в
«Крестах». Приютил нас дед. Отца я почти не видел.
Он был все время в служебных разъездах. В памяти
детства лучше сохранился дед.
Моим мальчишечьим чтением были увлекательные
романы Майн-Рида и такие правдоподобные фантазии
Жюля Верна. Эти книги я прочел, как только научился
бегло читать, а начал читать очень рано. Сад дедова
дома превращался в девственные джунгли, насыпная
горка в нем — в вулкан на полюсе, а я — в капитана
Гаттераса. То была эпоха открытия полюсов земли.
14
Подвиги Пири и Амундсена были еще свежи в памяти
всех. Их хладнокровное мужество и воля в достижении
цели поражали, учили и звали. Это была романтика той
эпохи.
Наскучив играть, я шел в мастерскую дяди и был
несказанно счастлив, если мне доверялось замесить гипс
для изготовления формы или просто подержать что-ни-
будь, пока дядя привинчивал или приколачивал. Я го-
тов был часами вертеть ручки электрических машин,
одна другой причудливей и красивей. Какое это было
колдовство: треск и запах фиолетовых молний, шарики
из бузины прыгают, как живые... Только строгий ок-
рик — осторожнее! — возвращал меня к действитель-
ности.
Кончалось лето. Прощай сад, который так послушно
превращался во все, что хотелось! Но дома было тоже
множество интересных дел. Ну разве это не здорово:
поговорить при дедушке по-немецки, чтобы он не знал,
о чем я говорю! Потом, конечно, обязательно сказать
ему по секрету, о чем я говорил. А «Детская энциклопе-
дия» — это был первый перевод с английской детской
энциклопедии — показывала весь мир сразу. Какой он
большой и старый! Как изменяют жизнь людей техника,
изобретения! Какие замечательные люди — изобрета-
тели! Слава Эдисона была в то время в апогее.
Волнующая романтика географических открытий,
огромное уважение к гению Эдисона, романы Жюля
Верна — вот та почва, на которой выросло впоследствии
мое изобретательство.
Если мой младший брат (впоследствии инженер),
страстно полюбивший лошадей, выработал себе к тому
времени определенную цель жизни — быть водовозом,
то и для меня выбор был сделан тоже бесповоротный —
я буду изобретателем. Так я и отвечал на обычные во-
просы взрослых, кем я хочу быть.
Решено — сделано. Я изобретаю. Нам, мальчишкам,
много неприятностей доставляли царапины и ссадины,
без которых не обходились приключения в необыкно-
венных странах, в какие так легко превращался дедов
сад. И вот я изобретаю... моховую присыпку из суше-
ного кукушкиного льна. Присыпка и в самом деле помо-
гает заживлению ранок! Работаю над усовершенствова-
нием такого замечательного средства: добавляю к по-
15
рошку мха молотый черный перец. Увы, все испорчено!
Запасы порошка иссякли, кукушкин лен исчез, завтра —
в школу. Прощай, беззаботное детство!
То, что закладывается в ребенка в дошкольном воз-
расте, остается на всю жизнь. В детские годы в мою
душу были вложены поиски терра инкогнита. Потом
это годами дремало в подсознательной сфере, чтобы в
подходящий момент напомнить о себе и с хорошо ука-
танной автострады обыденной жизни вытолкнуть на
каменистые тропы первооткрывателя.
Прошло пять лет. Свергли царя. Рабочие и крестьяне
взяли власть в свои руки. Отгремели первая мировая
и гражданская войны. Утвердилась Советская власть.
Дед одним из первых в Советской России получил по-
четное звание Героя Труда. В школе кормили супом из
ржавой селедки. Хлеб сначала нюхали, а потом ели.
Был голод.
Отец — председатель завкома маленького химиче-
ского завода. Живем мы в заводском доме, на терри-
тории завода. Перед расположенным неподалеку завод-
ским складом — скопище вонючих бутылей из-под кис-
лот и водного аммиака, который использовали на за-
воде. Если долго держать такую бутыль горлышком
вниз, то в подставленное блюдечко набегает несколько
наперстков едкой жидкости... Так я составил себе кол-
лекцию кислот, а потом и солей. Из боя химической
посуды тоже удалось кое-что выбрать... Первые опыты:
взрываю смесь из бертолетовой соли и серной кислоты,
жертвуя драгоценным кусочком сахара.
В школе скучно. Не стесняясь учителя, ребята и я с
ними лузгаем семечки. На полу слоем хрустящая ше-
луха. Дома интереснее: книга Герца, лекции Френкеля
о природе света, порядочная библиотека, оставленная
нам кем-то па сохранение. Книги по химии, математике,
астрономии, физике, механике, электротехнике. Длин-
ные ряды томов энциклопедических словарей. Фило-
софы, о существовании которых я узнал еще из «Дет-
ской энциклопедии». Много книг на немецком языке.
Почему-то особенно запомнилась книга со странным на-
званием «Platous Gastmahls» («Платоновы пиры»).
Смешно! Оказывается, знаменитый философ Сократ был
отъявленным лентяем: он сам ничего не писал, а только
изрекал во время пиров. Все его изречения записывали
16
его приверженцы, вот таким образом и составилась
книга, восславившая того, кто ее не писал, па тысяче-
летия. Много, на мой взгляд, в ней глупостей, совер-
шенно неуместных после революции. Но как у него все-
таки здорово сказано: «Изобретательский гений — отец
богатства»! Попятно, что теперь надо считать, что богат-
ство — это все, чем владеет народ. Стало быть, Со-
крат — это все-таки умнейший философ.
Я совсем перестал ходить в школу. Взасос читал и
читал дома. Изобретал новые гальванические элементы,
которые «помогли» бы осуществить смелый план
ГОЭЛРО. Электрифицировал свою каморку — бывшую
ванную. Руки мои были вечно обожжены и разукра-
шены пятнами всех цветов радуги от химических реак-
тивов. Испарения кислот разъедали легкие, я кашлял.
Хорошо, что этому безумству самообразования вскоре
был положен конец. И вот как: снова начался учебный
год. На этот раз учителя покончили с разгильдяйством
ребят, подтянули дисциплину, семечки исчезли. Я сел
к своим новым товарищам, «перескочив» через класс —
домашнее чтение вполне позволило это сделать. Уроков
задавали мало, и я, подумав, поступил работать в сле-
сарную мастерскую завода. Дома я изредка с грустью
трогал свои установки, перегонные батареи, реакторы,
но все лучше понимал, что это игрушки, а детство уже
кончилось.
Мизонеизм
Прошел еще ряд лет. Я инженер. Работаю на стройке
огромного алюминиевого завода. Ко мне пришел изо-
бретатель. С горящими глазами он излагал свои заме-
чательные мысли. При электролизе алюминия, как
известно, угольные электроды должны содержать мини-
мум золы, чтобы она не загрязняла получающийся
алюминий. Изобретатель предложил применять для этой
цели пековый кокс, способ получения которого он раз-
работал. Он просил материально поддержать его начи-
нания. Это было дельное предложение. В этом я был
уверен, так как безуспешно сам предпринимал такие
поиски. Но случилось нечто постыдное, что до сих пор
заставляет краснеть при воспоминании. Чем больше
изобретатель развивал передо мной свои мысли, чем
2 В. Мухачев
17
очевиднее становилась полезность его предложений, тем
мрачнее становилось у меня на душе. Под конец рас-
сказа я испытывал по отношению к нему чувство, похо-
жее па застарелую ненависть. Он вернулся в Харьков
ни с чем.
Можно ли любить новое? Зачем оно? Ведь все было
так ясно и просто. Лучшим материалом был признан
нефтяной кокс. Было известно, откуда будут его достав-
лять на завод. А тут появился этот инженер из Харь-
кова, и все полетело прахом. Надо ему помогать, хлопо-
тать о получении денег для опытной установки, успеть
ее запроектировать и построить. Успеть испытать про-
цесс и убедиться в качестве кокса. Наконец, надо было
успеть наладить промышленное производство этого
кокса, переоборудовав одну из старых коксовых батарей
в Донбассе. Конечно, все это можно было бы сделать
при известной поворотливости. Но зачем это мне? Пред-
ложение инженера свалилось как большая неожиданная
неприятность. Было еще время вернуть инженера из
Харькова. Я этого не сделал: хотел жить спокойно и...
сделался ненавистником нового. Жить мне стало проще,
но в душе появился уголок, в который совсем не хоте-
лось заглядывать.
К счастью, в ненавистниках нового я ходил недолго.
Через год я сделал свое первое по-настоящему большое
изобретение, испытал все, что испытывал инженер из
Харькова, и еще того больше. У меня больше пет в
душе поганого уголка. И я осознал постыдность своего
поступка.
* * *
Много раз впоследствии я мысленно возвращался к
этому инциденту. Я легко мог стать самым настоящим
бюрократом: стоило только немножко побольше поду-
мать о себе и поменьше — о деле, которым я зани-
мался. Когда с таким своим бюрократизмом работник
свыкается, может получиться нечто гораздо худшее.
Известный русский патептовед Эпгельмейер показал,
что среди людей распространена большей частью неза-
метная для окружающих страшная психическая болезнь
мизонеизм — ненависть к новому. Это болезнь слабых
духом людей, в страхе цепляющихся за все им извест-
ное, привычное, как ребенок за юбку матери.
18
Плохо, когда мизонеист имеет более или менее от-
ветственную должность в ответственном учреждении.
Хуже, когда ответственный мизонеист обнаруживает и
насаждает своих собратьев возле себя... Когда мизо-
неисты на какой-либо почве объединяются, они стано-
вятся поистине грозной силой. Вот почему борьба с
бюрократизмом в Советском Союзе посит государствен-
ный характер и пользуется широкой общественной под-
держкой. Ей уделяется огромное внимание в решениях
руководящих партийных органов.
Борьба с бюрократизмом ведется планомерно, путем
различных законодательных актов. В результате этого
в уголовных кодексах ряда союзных республик и в под-
законных актах, таких, как «Положение об открытиях
и изобретениях», имеются статьи, квалифицирующие
бюрократизм и волокиту в отношении продвижения
изобретательских вопросов как уголовное преступление.
Попятно, что такая мера борьбы с бюрократизмом со-
вершенно немыслима в условиях капитализма. В этом
заключается серьезное преимущество нашего строя пе-
ред капиталистическим. Стало быть, социалистической
закоппости предначертано сыграть важную роль в де-
ле построения материальной базы коммунистического
общества. Попятно, что таким специфическим нашим
оружием надо пе только умело пользоваться, но и не-
прерывно его совершенствовать.
Ёюрократы-мизонеисты приносят обществу огром-
ный материальный ущерб. Одпако простая констатация
этого факта ничего не дает. Для того чтобы предприни-
мать какие-то активные действия против них, надо убе-
дительно показать огромность ущерба, чтобы видно
было, что убыток, наносимый мизопеистом, больше, чем
польза от его труда. Оказывается, такие расчеты можно
сделать.
Изучение данных Всесоюзной переписи населения
1959 г. и патентной статистики, а также сведения о
национальном доходе дают такую возможность. Нацио-
нальный доход страны в 1959 г. составлял 125 млрд. руб.
(в новых ценах) 7. 34,9% населения занято у пас про-
изводительным, общественно полезным трудом (в ус-
ловном пересчете па работников, запятых трудом круг-
лый год). Средняя доля национального дохода, созда-
ваемого одним таким работником, равна 1715 руб. в
19
год. Пусть даже вклад бюрократа в национальный
доход в год будет равен этой же сумме.
В 1960 г. 2,4 млн. рационализаторов внедрили
2,5 млн. рационализаторских предложений, которые
сэкономили стране 1,5 млрд. руб.11 — каждый рациона-
лизатор сэкономил стране 600 руб., т. е. примерно
третью часть доли национального дохода на одного ра-
ботника.
Изобретений в 1960 г. было внедрено 2600. Они дали
в среднем экономию по 46 500 руб. в год на одно изо-
бретение11. Одно изобретение вносит в национальный
доход столько же, сколько вносят 27 граждан, добросо-
вестно выполняющих полезную для общества и создаю-
щую действительные ценности работу.
Из приведенных выше цифр видно, что, тормозя
реализацию только одного признанного изобретения,
бюрократ наносит стране ущерб, в 27 раз превышаю-
щий ту условную пользу, которую мы приписали его
деятельности, приравняв его к производительно рабо-
тающим работникам. Численно убыток получается сле-
дующий:
46 500 — 1715 = 44 785 руб. в год.
Если же такого бюрократа уволить, то страна полу-
чит большую прибыль, равную тем же 44 785 руб. в год,
а если еще учесть экономию на зарплате бюрократа в
скромном размере 1200 руб. в год, то прибыль от свое-
временного снятия с работы бюрократа достигает, по
нашим подсчетам, 45 985 руб. в год в среднем.
Мизонеисты должны безжалостно смещаться со сво-
их постов. Надо ввести личную материальную и уголов-
ную ответственность за любой зажим изобретательства
пропорционально размеру ущерба, нанесенного государ-
ству торможением изобретений.
Став изобретателем, я радикально излечился от ми-
зонеизма, которым было заболел. Не попробовать ли, в
порядке использования этого опыта, излечивать бюро-
кратов, прописывая им в качестве лекарства обязатель-
ную подачу определенного числа дельных рационали-
заторских предложений? Это — шутка, но нет ли в ней
доброй доли истицы? Радость творчества — вот что из-
лечит мизонеиста.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР
Первая молния
— Изобрел! Вот здорово — изобрел! — И обычно не-
людимый сосед по лаборатории возбужденно трясет
мою руку.— Ну, действуй. Я буду помогать!
С горящими глазами, с каким-то сиянием на лице,
от которого, как мне потом говорили, добрели профес-
сора, я, не чуя ног под собой, носился по институту, вы-
прашивал и стаскивал в свой рабочий угол прессы, печи,
приборы, сита и всю ту страшно необходимую рухлядь,
без которой самые лучшие аппараты остаются безжиз-
ненными.
Металлический фильтр — это мое первое настоящее
изобретение. Хотя родилось оно 33 года назад, впечат-
ления так свежи и ярки, как будто все это произошло
только вчера. Но тогда, в 1935 г., я не умел выразить
свои ощущения, не знал, как назвать то, что происхо-
дило со мной, у меня было только одно слово «вдруг».
Теперь этому нашлись названия, появились нужные
слова.
В институте изобретение произвело большое впечат-
ление. Спрашивают у меня: «Как это у вас получи-
лось?» — «Бросил курить и... изобрел».— «Ну, знаете ли,
если бы это было так просто и только в этом дело, на-
верное, наши профессора давно бросили бы курить».
А ведь все именно так и было!
Перевести невыразимые тогда ощущения и впечат-
ления со своего языка, понятного только мне, на язык
общечеловеческий и воссоздать стройную картину про-
цесса изобретения мне удалось много позже после того,
как я узнал из трудов Ленина, что «в теории познания,
как и во всех других областях науки, следует рассуж-
дать диалектически, т. е. не предполагать готовым и
21
неизменным наше познание, а разбирать, каким обра-
зом из незнания является знание, каким образом непол-
ное, неточное знание становится более полным и более
точным» 13.
Как же появилось то, чего еще никогда не было?
Как неизвестное стало известным?
* * *
Еще накануне я был в подавленном состоянии. Ра-
бота зашла в тупик. Профессор иронизировал насчет
самоуверенной молодежи. Мне нужно было определить
состав щелочного раствора, находящегося в равновесии
с твердой фазой в автоклаве. Равновесие в данном слу-
чае сильно зависело от температуры и давления, и со-
став раствора с изменением этих факторов изменялся
довольно быстро. Поэтому нельзя было поступать, как
было намечено в программе работы: заваривать ампулы
с вложенными внутрь веществами, выдерживать их дли-
тельное время при заданной температуре, потом охлаж-
дать, распиливать ампулы, собирать содержимое и опре-
делять состав жидкости и осадка. Это была бы явно бес-
полезная работа, которая ничего не может дать. Но за
эту нелепость стоит авторитетный профессор. Послу-
шаться его — неудача неизбежна, и она все равно будет
моей неудачей.
Не послушаться? Но как же сделать иначе? Я пред-
ложил сделать не ампулу, а автоклав с отборной труб-
кой. Профессор высмеял меня и высмеял правильно.
«Если будете фильтровать горячую пульпу, отобранную
из автоклава, то учтите,— говорил он,— что это уже не
та пульпа, что была в автоклаве. Вот так-то, молодой
человек!»
«Что же делать? Что делать? Что же делать?» — сту-
чало в голове. Снова и снова возвращаюсь к работе...
Приготовлены исходные вещества высшей степени чи-
стоты, в никелевой и даже в серебряной аппаратуре.
А вот с отбором проб ничего не получается... Я бродил
в состоянии оглушенности, немного опьяненный неуме-
ренной дозой валерьянки: как раз в эти дни я бросил
курить, шел третий день без курева, нервы были напря-
жены, как тетива, и я глушил их валерьянкой.
Еще, еще и еще перебираю в уме весь путь этой
22
работы, заведший меня в тупик. Серебряная аппаратура
для-изготовления препаратов, а в заключение, в самом
решающем эксперименте — такая грязная техника! Нет,
все это решительно никуда не годится. Чувство ката-
строфы — не то тону, не то задыхаюсь. Ужасно про-
тивно!
Впоследствии в моменты, предшествовавшие появле-
нию изобретения, я еще не раз испытывал это отврати-
тельное ощущение неудовлетворенности, отрицания
всего, что относилось к делу. По-видимому, такое со-
стояние отрицания — это необходимый первый акт тво-
рения. «Дух изобретателя-творца,— как писал извест-
ный теоретик изобретательства И. И. Лапшин14,— есть
прежде всего дух отрицания»...
К тому же какой-то разброд мыслей. Одна мысль
упирается в другую. Никак не могу ни на что решиться.
«Закон противоречий,— говорил Ленин,— присущий
вещам, явлениям, то есть закон единства противополож-
ностей есть основной закон природы и общества и, сле-
довательно, основной закон мышления» 15. Когда проти-
воречий нет, нет и развития. Значит, чтобы было раз-
витие, иногда противоречия надо даже вносить созна-
тельно, искусственно. Ведь именно так делал Мичурин
в своем методе отдаленной гибридизации, расшатывая
предварительно наследственность. Первым актом творе-
ния Мичурин, как видим, считал отрицание, внесение
противоречивости, сумбура в наследственный порядок
организмов.
Мысль, появляющаяся в сознании человека в со-
стоянии его неудовлетворенности, имеет большую при-
тягательную силу. Она — соломинка, за которую хва-
тается утопающий. Человек уже готов изобрести, ему
нужен лишь небольшой толчок, который заставил бы пе-
решагнуть через степу, которой он как бы отгородился
в такой тяжелый для него момент.
Затем я стал ощущать себя как бы в пустыне,
безмолвной и однообразной. По-видимому, это да-
вало себя зпать трехдневное злоупотребление валерь-
янкой.
Подобно метеору, с грохотом и блеском сваливше-
муся с неба, был для меня стук упавшей шайбы. Поток
нахлынувших с этим стуком мыслей можно изобра-
зить примерно такой схемой:
23
«Пробоотбор — металл. Удар — сила. Шайба — ме-
талл — дырка — тысяча дырок — тьма дырок — сито.
Мелкое-мелкое сито, но все-таки не сито, а металл
с дырками. Металлы — медь, серебро — хорошо сопро-
тивляются разъеданию едкими щелочами, особенно се-
ребро. В любом случае при пробоотборе пульпу нужно
фильтровать. Фильтровать снаружи автоклава пелепо,
нужно фильтровать внутри. Фильтр должен быть метал-
лический, потому что никакой другой стоять не будет».
Все это словно взорвалось в моем сознании, пробе-
жало в нем за те короткие секунды, пока я, сидя на сту-
ле, наклонялся за упавшей шайбой и положил ее на
прежнее место.
Вместо размеренного шага, мысли — бегом, прыж-
ками. Какой-то галопирующий ход мысли, вроде фут-
больного репортажа.
Там, где раньше была пустыня, стало тесно от мыс-
лей, образов. Все, о чем думалось долгое время, появи-
лось вдруг. И все образы помогают главному течению
мысли.
Сразу припомнились и проплыли перед глазами все
средства фильтрования: фильтры бумажные, стеклян-
ные, керамические, матерчатые, прессованные из метал-
ла — платиновые. Без колебаний решил, что фильтр
должен быть серебряным, а делать его надо, как дела-
ются керамические фильтры: формовкой и обжигом.
Пресс надо взять там-то. И надо будет сделать не только
серебряный фильтр, а и железный, и медный, и нике-
левый. И надо еще подумать, куда такие фильтры
можно ставить с пользой для дела. За секунды, про-
шедшие с момента возникновения мысли, я успел охва-
тить возможные случаи применения еще не существую-
щего фильтра и произвести между пими определенный
выбор. Значит, фантазия успела вступить во взаимодей-
ствие с разумом.
Прекрасная иллюстрация ленинским словам: «Диа-
лектичен не только переход от материи к сознанию, но
и от ощущения к мысли» 16.
Этот проблеск внезапного озарения был, несомненно,
очевидным результатом долгой сознательной и подсоз-
нательной внутренней работы.
К. Паустовский описывает этот процесс как «насы-
щение человека мыслями, чувствами и заметами па-
24
мяти. Накапливается все это исподволь, медленно, пока
не доходит до той степени напряжения, которая требует
обязательного разряда. Тогда весь этот сжатый и еще
несколько хаотический мир рождает молнию — замысел.
Ливень — это воплощение замысла» 17.
Сверкнуть моей первой молнии безусловно помогло
совпадение кризиса в работе с первыми днями моего
«некурящего» состояния, когда организм подвергался
жестокой встряске, усиленной еще примененными сред-
ствами.
Счастливое совпадение в данном случае помогло мне
лучше понять суть и всю внутреннюю логику изобрета-
тельского процесса.
В преодолении барьера привычных представлений
решающее значение имеет полное отрицание всего сде-
ланного ранее в работе. Направленность же мышления
сохранялась. При внешнем толчке, как-то связанном с
темой размышлений, сознание, не сдерживаемое более
предрассудками, возбудилось, и мысли, при их конкрет-
ной направленности, покатились, как лавина, в одном
направлении, придавая нервному процессу необыкновен-
ную силу. После вспышки сознания эта лавина воспри-
нимается изобретателем как чувство огромного духов-
ного подъема.
Объект размышлений находится в фокусе созна-
ния, а внешние, посторонние для данного предмета
события воспринимаются сквозь дымку, как бы изда-
лека.
Изобретатель по природе своей диалектичен. Это по-
могло мне понять и выработать технологию изобрета-
тельского процесса. Правильное представление о про-
цессе появления изобретения сложилось у меня в ре-
зультате изучения диалектического материализма,
ленинской теории познапия, Маркса, Энгельса, Френ-
сиса Бэкопа, которого очень уважали и Маркс и Ленин.
Со временем я научился создавать себе необходимое
рабочее творческое состояние по желанию. Для этого я
настраиваю себя на критический лад. Подвергаю сом-
нению и обоснованному отрицанию все, что до сих пор
было сделано мной и другими в отношении данного
предмета. Безжалостно разрушаю иллюзии на успешное
решение вопроса, которыми мы все так любим тешить
себя.
25
Постепенно в сознании начинается невероятный
сумбур. Мысли как бы поедают друг друга. Заодно по-
едаются и все привычные, казалось бы незыблемые
представления о данном предмете. Привычное течение
мыслей нарушается. Это — фаза отрицания, фаза под-
готовки «безжизненной пустыни», расчистки места для
изобретения. Если мое подсознание успело к этому вре-
мени выработать что-то подходящее, то вдруг появ-
ляется как бы ниоткуда яркий образ предмета, относя-
щегося к мучающей меня проблеме. А затем уже начи-
нается чрезвычайно ускоренный, прыгающий ход мыс-
лей и слепящие молнии догадок.
Настанет время, когда опытные изобретатели и пси-
хологи смогут развивать у начинающих изобретателей
их умение изобретать. Это, безусловно, дело огромного
социального значения. Но как далеки от понимания
сути дела люди, пытающиеся поучать изобретателей,
дать единую методику творчества, разрабатывать про-
граммы, пользуясь которыми якобы всякий может стать
изобретателем.
Писания этих «метров» пользуются успехом. Правда,
не у изобретателей, а у тех, кто ими управляет. Да это
и понятно: ведь соблазнительно спять с обсуждения все
проблемы изобретательства, поскольку его можно запро-
граммировать и поручить ЭВМ.
Любопытно отметить, что авторы всех этих «систем»,
как правило, люди некомпетентные, не изобретатели.
Но их ничто не смущает, их не останавливает даже
коварный вопрос: «Почему же, обладая такой расчу-
десной методикой, вы, уважаемый товарищ (имярек),
сами ничего не изобрели»?
Пользы от «систем» такого рода никакой нет, а
вред — налицо, так как на базе этих спекулятивных
измышлений шло «изживание» специфичности и про-
фессионализма в изобретательстве, вместо того чтобы
создавать для изобретателей рабочую обстановку.
Нельзя также считать, что изобретателей можно го-
товить надлежащим воспитанием детей. Знакомство с
техникой, заинтересованность в ней — это всего лишь
почва, питающая изобретательский талант, по прежде
всего нужно обладать этим талантом, а он проявляется
только после того, как человек сумел свой опыт и зна-
ния приложить к делу.
26
Прорыв фронта
Фропт незнания прорван. Я овладел высотой. С нее
мир выглядит иначе. Знакомые вещи стали непривычно
свежими, гладкие показались угловатыми, на них вы-
явились новые детали, как будто освещенные молнией
среди ночи. Кругозор стал несравненно шире. В поле
зрения попали такие области техники, о которых я даже
и не думал, что буду иметь к ним какое-то отношение:
многотонпажное фильтрование, катализ, электрохимия.
Огромная работа мысли потрясла, преобразила меля.
Польза изобретения не только в том, что оно полезно
само по себе. Важен и другой, обратный процесс: изо-
бретение формирует человека-творца. А это в тысячу раз
важнее!
Вот урожай, который был собран за несколько дней:
— Металлический фильтр из частиц металла, сва-
ренных между собой.
— Способ изготовления металлического фильтра
прессованием металлических порошков, проволоки,
сетки, стружек, опилок и прокаливанием полуфабри-
ката.
— Предварительное восстановление пленки окислов
па исходных гранулах металла.
— Вибропрессование и прессование с выдержками.
— Прессование при давлении в местах соприкосно-
вения зерен, превосходящем предел текучести.
— Двухстороннее прессование.
— Добавка связующего — наполнителя пор, улету-
чивающегося при прокаливании.
— Прокаливание при температуре ниже темпера-
туры плавления самого легкоплавкого металла или
сплава композиции.
— Электронагрев полуфабриката пропусканием
тока, токами высокой частоты или погружением в
ванпу.
— Нагрев полуфабриката в нейтральной и восста-
новительной атмосфере или в вакууме.
— Пропитка полуфабриката улетучивающейся при
нагреве жидкостью, пары которой образуют защитную
атмосферу.
— Нагревание полуфабриката в коробках с инерт-
ным сыпучим материалом.
27
— Помещение дисперсного металла в коробку, прес-
сование и нагрев коробки с начинкой и освобождение
изделия из коробки после охлаждения (теперь в каче-
стве коробки берут стальные трубы).
— Впрессовывание массы в обойму и прокаливание
вместе с ней (теперь так делают пластины аккуму-
ляторов).
— Пропитка при длительном хранении металличе-
ского фильтра легко удаляемым органическим вещест-
вом.
Дело с фильтром началось с маленького, ничтожного
по сути дела затруднения в работе. А вскоре была про-
верена и подтверждена целесообразность использования
металлического фильтра не только для фильтрования
жидкостей и газов, но и в качестве распределительной
диафрагмы, олигодинамического фильтра и для электро-
фильтрования. Второй областью применения оказалась
электрохимия: электроды и диафрагмы для различных
электрохимических процессов, мембраны в диализато-
рах, электроды аккумуляторов и гальванических эле-
ментов, особенно топливных и газовых. Третьей обла-
стью стал катализ: применение металлического фильтра
в качестве катализатора и носителя катализатора.
Миллионы бомб и снарядов, обрушенных па голову
фашистам, имели взрыватель с металлическим фильт-
ром... Теперь металлический фильтр получил всеобщее
признание. О нем говорится в докладах на годичном
собрании Академии наук СССР, для его внедрения со-
зданы специальные институты и конструкторские бюро,
построены заводы.
Исключительно удачное сочетание свойств в этом
новом материале химического машиностроения — ме-
таллическом фильтре открыло широкие возможности
его применения в промышленности.
Вот эти свойства и диапазон промышленного приме-
нения:
— Жесткая фиксированность скелета с извилистым
и многослойным расположением пор и исключительно
устойчивая характеристика марок пористого металличе-
ского фильтра по пористости и размерам пор, с макси-
мальным разбросом не более 10% от средней величины,
при широком диапазоне марок по размерам пор: от 0,01
микрона до 0,1 мм. Эти свойства обеспечивают лучшее
28
♦ ♦
Рис. 1. Металлические фильтр-
электроды.
задержание твердых ча-
стиц и исключают засо-
рение фильтрата части-
цами фильтра.
— Высокая эффек-
тивность металлическо-
го фильтра использует-
ся для фильтрования
дизельного топлива и
смазочных и электро-
технических масел, при
очистке отходящих га-
зов металлургических и
химических производ-
ств, при кондициониро-
вании воздуха и в за-
щитных масках.
— Повышенное сопротивление на удар и изгиб за-
ставляет предпочитать металлический фильтр в каче-
стве пламягасящих перегородок во взрывобезопасных
устройствах и контрольных окнах, в виде удаляющих
воздух элементов прессформ и пуансонов в производ-
стве изделий из пластических масс, а также в тяжелых
условиях службы забойных фильтров в нефтяных
скважинах.
— Хорошая обрабатываемость металлического филь-
тра обеспечивает его удобное и простое крепление в ап-
паратах, значительно упрощает и удешевляет конструк-
цию последних.
— Стерильность нержавеющей стали, никеля и мно-
гих других металлов и бактерицидность серебра нашли
применение в виде фильтрования через соответствую-
щие металлические фильтры пищевых продуктов, как,
например, растительного масла, соков, вина, молока, а
также в биохимических производствах.
— Теплопроводность обеспечивает устойчивость при
резких изменениях температуры и делает металличе-
ский фильтр ценным материалом для рекуперативных
теплообменников и охладителей, «потеющей» жаростой-
кой футеровки и бескомпрессорных холодильников.
— Жаростойкость металлического фильтра исполь-
зуется в устройствах с кипящим слоем, в химических
реакторах и топках, в системах пневмотранспорта горя-
29
Чйх порошков, а также при устройстве газопроницаемы#
кокилей в изложницах.
— Благодаря химической стойкости металлический
фильтр применяют при фильтровании щелочей и кислот.
— Каталитические свойства смешанных керамико-
металлических композиций, так называемых «керме-
тов», позволяют применять металлические фильтры в
качестве катализаторов различных процессов, напри-
мер дожигания выхлопных газов автомобилей, получе-
ния водорода из водяного газа и др.
— Электропроводность металлического фильтра по-
зволяет отводить образующиеся на нем электрические
заряды, сочетать фильтрование с пропусканием элек-
трического тока и проводить электрохимические про-
цессы, требующие низкой плотности тока, снижения пе-
ренапряжений на электродах и увеличения электрод-
ной емкости. Металлический фильтр применяется в ка-
честве электродов в промышленных электролизерах,
аккумуляторах и гальванических элементах, в том
числе топливных (прямое превращение химической
энергии топлива в электрическую), а также в качестве
диафрагм при электролизе воды.
При движении по капиллярам обычного фильтра
плохо проводящей электричество жидкости от ее трения
о стенки капилляра жидкость и стенки, как известно,
заряжаются электричеством противоположных знаков.
Вследствие электростатической индукции одноименный
со стенками заряд получают взвешенные в жидкости
частицы. В фильтрующих перегородках из диэлектриков
заряды накапливаются на поверхности пор. Взаимодей-
ствие их с заряженной жидкостью тормозит движение
жидкости по порам, увеличивает сопротивление филь-
тра. Взаимодействие одноименных зарядов стенок пор
и взвешенных в жидкости чцстиц удерживает послед-
ние в фарватере каналов и увеличивает их проскок
сквозь фильтр, т. е. ухудшает фильтрование.
Металлический же фильтр электропроводе!!, заряды
на стенках его пор можно нейтрализовать или отвести
в землю. Поэтому сопротивление фильтра резко умень-
шается. При одинаковой затрате мощности проницае-
мость металлического фильтра для жидкостей в не-
сколько раз больше, чем у других сравнимых фильтров.
Мало того. Устраняется взаимное отталкивание ио-
30
верхпости пор и частиц. Частицы лучше задерживаются
фильтром. Особенно при вибрации.
Простой перечень особенностей нового' материала
убеждает, что пористый металлический фильтр признан
по заслугам и имеет отличные перспективы.
Несколько лет назад в мои руки попала специальная
монография по металлическому фильтру «MetaUfilter»,
написанная в содружестве немцем Куртом Агте и чехом
Каролом Оцетеком20. Я немедленно же связался с
нашими издательствами, объяснил, что эта книга — о
нашем изобретении, и вскоре с огромным удовлетворе-
нием редактировал перевод этой книги, снабдив ее в
предисловии необходимыми дополнениями. Работа пад
этой книгой снова пробудила прерванный было ход
мыслей о металлическом фильтре. Из кладовой подсо-
знания выплыли новые изобретения, недодуманные
двадцать лет назад.
Металлический фильтр вносит новое в технику филь-
трования, устоявшуюся веками. И вот как это полу-
чается.
Современная техника вынуждена мириться с тем,
что при фильтровании больших масс газов и жидкостей
мельчайшие частицы проскакивают сквозь фильтр.. Это
присуще всем без исключения фильтрам нашего вре-
мени.
Мельчайшие частицы дыма, например, вообще пе
могут осаждаться в сухих золоуловителях, так как ско-
рость конвективных движений их в потоке газа больше
скорости осаждения. Потоком газа уносятся даже те
мелкие пылинки, которые уже коснулись поверхности
осаждения.
Наиболее распространенные сухие способы очистки
газов от пыли принципиально не могут обеспечить улав-
ливания мелкой пыли (дыма). Так, в циклонах и других
сухих иперционных пылеуловителях скорость осажде-
ния пропорциональна квадрату радиуса частицы. По-
этому с уменьшением размера частиц скорость осажде-
ния резко снижается.
В электрофильтрах можно уловить более мелкие
частицы, по и в них скорость осаждения пропорцио-
нальна радиусу частицы. Уменьшение размера частиц
пыли вызывает ухудшение очистки газа.
Игра стоцт свеч, как видно на примере хотя бы це-
31
ментнои промышленности: страна теряет ежегодно в
виде уносов пыли миллионы топи цемента, причем те-
ряются как раз лучшие фракции цемента.
Инженеры давно свыклись с мыслью, что любой
фильтрующий элемент со временем засоряется, филь-
трует все хуже и хуже, сопротивление его возрастает в
несколько раз, а количество пропускаемой под тем же
напором жидкости уменьшается также в несколько раз.
Выходит, что фильтр нужно заменять новым или как-то
восстанавливать его фильтрующие свойства. Так это и
делается, и «ничего особенного» в этой практике не на-
ходят.
Непостоянство фильтрующей способности элемента
во времени — далеко не безобидное свойство. В зависи-
мости от того, где фильтр применяется, от этого полу-
чается вредная диспропорция в различных узлах хими-
ческого процесса, непостоянство условий смазки в
двигателях и т. д. Это заставляет держать излишние ре-
зервы аппаратов или сознательно брать в расчет какие-
то худшие «средние» условия.
Сначала по инерции так же поступали и с металли-
ческим фильтром. Но новые качества создают предпо-
сылки для новых решений: металлический фильтр мо-
жет быть «вечным», не требующим периодической чист-
ки и замены.
Прочность, электропроводность и более правильная
форма капилляров в металлическом фильтре позволили
перешагнуть через барьер обычных, въевшихся в созна-
ние инженеров мыслей и добиться того, что никак не
удавалось при использовании других фильтрующих
элементов. Металлический фильтр можно регенериро-
вать непрерывно, т. е. непрерывно удалять из его пор
набивающиеся туда частицы, и, следовательно, обеспе-
чить постоянство протока сквозь него жидкости при по-
стоянном сопротивлении.
Вопрос решен выполнением фильтра в виде полого
цилиндра с направлением фильтруемой жидкости с на-
ружной поверхности во внутреннюю полость. Этот ци-
линдр служит ротором центрифуги, и его заставляют
вибрировать.
Достаточно частице, проходящей через металличе-
ский фильтр, прикоснуться к стенке капилляра, как она
приобретает кинетическую энергию от ротора и, сколь-
32
Рис. 2. «Вечный фильтр»:
1 — пористый металлический
фильтрующий цилиндр; 2 —
поры; з — привод; I — вход
газа, II — выход очищенного
газа, III — отброс отфильтро-
ванных частиц.
зя по стенкам капилля-
ра навстречу току жид-
кости, постепенно раз-
гоняется до больших
скоростей. Потеря ча-
стицами заряда при
соприкосновении с
фильтром способствует их аг-
регированию.
По мере увеличения по-
перечника частиц их трение
о жидкость, благодаря кото-
рому они увлекаются током
жидкости, возрастает про-
порционально поверхности,
т. е. пропорционально квад-
рату поперечника. Но цент-
робежная сила, отбрасываю-
щая частицы из капилляров
к поверхности фильтра, воз-
растает быстрее, а именно
пропорционально кубу по-
перечника. Поэтому образо-
вавшиеся на фильтре агрега-
ты частиц не увлекаются то-
ком жидкости в поры фильт-
ра, а отбрасываются от
фильтра в соответствующий
приемник. Совершенно те же
явления происходят и при
фильтровании запыленного
газа.
Мало того, что металли-
ческий фильтр сделался веч-
ным фильтром, сама техника
фильтрования в отношении
3

В. Мухачев
33
размера проскакивающих сквозь фильтр частиц резко
улучшилась. Сейчас даже трудно представить себе, в ка-
кой огромной степени улучшается качество фильтрова-
ния с применением «обратного металлического фильт-
ра» с вибрацией. Металлический фильтр решает задачу
идеального разделения любой суспензии — задачу аб-
солютного фильтрования. В качестве примера назовем
производство мельчайшей активной сажи для автомо-
бильных покрышек, которая извлекается из газов на са-
жевых заводах далеко не полностью 21.
Использование «вечного фильтра» в качестве элек-
трода при электрохимических процессах переработки
суспензий и эмульсий открыло перспективы широкого
применения электричества в гидрометаллургии и химии.
«Вечный фильтр» и вращающийся электрод появи-
лись как синтез фильтра и его применения в электро-
химии (моя старая изобретательская тематика) и цен-
трифуг (новая изобретательская тематика), а также
благодаря знакомству с вопросами пылеулавливания.
Когда я уже писал эти страницы, ожившие воспо-
минания заставили меня отложить в сторону авторуч-
ку и достать готовальню, чтобы нанести па бумагу то,
что мелькнуло в уме: диффузионная перегородка и по-
ристый сепаратор в центрифугах для разделения газо-
вых смесей. Расчеты показали высокую эффективность
этих применений металлического фильтра.
Вероятно, я мог бы еще изобрести за эти годы в об-
ласти изготовления и использования металлического
фильтра, если бы имел возможность все время работать
в выбранном направлении. Ведь появление последних
изобретений по металлическому фильтру доказывает:
изобретение — это не инцидент, а процесс (Ленин го-
ворил: «Истина есть процесс») 22 23. И нужно, чтобы
огонь этого процесса все время горел жарким пла-
менем, а не тлел едва-едва где-то под многолетним
слоем золы, вспыхивая лишь изредка. Поэтому при оче-
редном улучшении законодательства об изобретениях
падо обязательно предусмотреть включение соответст-
вующего пункта, в котором нашел бы отражение прин-
цип неотрывности изобретения от изобретателя. Одпо
это повысило бы во много раз продуктивность творчества
советских изобретателей.
34
Мера эффективности
После долголетнего перерыва металлический фильтр
снова потребовал внимания автора к себе. Я ознако-
мился со всей мировой литературой по металлическому
фильтру за прошедшие 25 лет и пришел к неутешитель-
ному выводу. Правда, почти во всех случаях использо-
вания металлические фильтры показали свое неоспори-
мое техническое преимущество перед другими
фильтрами: керамическими, текстильными, насыпными.
Эти преимущества настолько убедительны, что в ряде
случаев промышленной практики металлический фильтр
вытесняет все остальные. Но чтобы пористые металли-
ческие фильтры могли экономически конкуриро-
вать с другими фильтрующими перегородками во всех
случаях, нужно сделать их дешевле в 2—3 раза. А если
учесть, что превалирующую часть стоимости металличе-
ского фильтра составляет стоимость исходных металли-
ческих порошков, то главное сейчас — это сделать сырье-
вые порошки раза в 3—4 дешевле.
Не всегда можно получить порошок оплавлением
бесформенных гранул или разбрызгиванием расплав-
ленного металла. Ведь после этих операций поверх-
ность зереп металла покрывается слоем окислов, кото-
рые надо восстановить. В отношении нержавеющих ста-
лей это определенно не удается. Стоимость яге металли-
ческого порошка, получаемого путем окатывания наруб-
ленной проволоки в вихревой мельнице, непомерно вы-
сока. Только при размоле тратится 60 руб. на тонну.
Кроме того, при этом получается 40—45% отходов.
В общем порошок, полученный по этому способу, стоит
в три (!) раза дороже исходной проволоки.
Несомненно, существующие методы получения по-
рошков тормозят своей дороговизной распространение
металлических фильтров. Вот почему мпе пришлось
углубиться в экономику. Но тут на первых же шагах
меня ждали разочарования и растерянность.
Дело в том, что для экономического расчета эконо-
мисты предварительно требуют проекты, чер-
тежи конструкции, т. е. все то, чем обычно заканчи-
вается большая работа в проектном или исследова-
тельском институте. Рассчитать экономичность того или
иного решения до окончания соответствующих проект-
35
йых работ никто Не взялся. Не знал и Я, с какого конца
к ней приступить. Экономическая наука как-то оторва-
лась от техники, а мы, советские инженеры, отвыкли
вводить в свои технические расчеты экономические эле-
менты. К чему это ведет?
Бывает, что научно-исследовательский институт вме-
сте с проектной организацией длительное время зани-
мается какой-либо проблемой. Проходят многие меся-
цы, тратятся миллионы рублей, а на поверку оказы-
вается, что плоды их усилий никто не хочет исполь-
зовать, так как созданная установка неэконо-
мична. Так получилось, например, с работами
НИИОГаза и Гипрогазоочистки. Двадцать лет решали
опи проблему очистки дымовых газов тепловых электро-
станций и, наконец, соорудили на Московской ТЭЦ № 12
установку, оказавшуюся столь дорогой, что ни одна
другая электростанция не решается ее применить. Да
и рекомендовать ее никто пе берется.
А ведь каждый миллион излишпе израсходованных
средств — это не просто миллионный убыток, а и недо-
получение государством, как утверждает академик
Струмилин, ежегодно на 700 тыс. руб. продукта, кото-
рый можно было бы иметь, если рационально исполь-
зовать этот перерасходованный миллион.
С другой стороны, неумение некоторых работников
научно-исследовательских институтов и изобретателей
своевременно оценивать экономичность новых техниче-
ских идей зачастую приводит к тому, что на вооруже-
нии народного хозяйства остается старая техника, уже
не отвечающая возросшим задачам. Реализация полез-
ных изобретений, таким образом, тормозится.
Основные причины подобных просчетов — слабая
экономическая работа в институтах и отсутствие общей
методики расчета, обязательной для всех проектных и
исследовательских организаций.
Нередко экономисты ограничиваются составлением
смет номинальных капитальных и эксплуатационных за-
трат, пренебрегая временем как экономическим факто-
ром. Вопрос о действительной стоимости продукта оста-
ется открытым. Между тем расчеты себестоимости дают
неполное представление об эффективности капиталовло-
жений и социалистического производства продукции.
Отказ от учета времени как экономического фактора
36
обычно прйвоДйт к выбору Технических вариантой По
минимуму себестоимости продукции при наибольших
капитальных затратах.
Продолжение работы пад металлическим фильтром
уперлось в необходимость разработки специального ме-
тода экономического анализа новых технических идей.
Возникла потребность в изобретении новой экономиче-
ской методики.
Не буду занимать внимания читателя подробным из-
ложением экономических расчетов. Но о необходимости
расчетов и о ходе расчета сказать надо, потому что, как
правило, ни патентные эксперты, ни сами изобретатели
не обращают внимания на экономическую оценку изо-
бретения, а если и обращают, то большей частью не
знают, как правильно подойти к делу.
Весьма часто побудительные мотивы к разработке
новой идеи бывают чисто эмоциональными. Вспоми-
нается изобретатель, всю жизнь отдавший созданию
картофелехранилища элеваторного типа, сумевший
своим напором организовать работу в этом направлении.
Израсходованы сотни тысяч рублей, сделаны десятки
докладов, произнесено немало темпераментных речей.
И при всем этом — упорное нежелание произвести пра-
вильный экономический расчет с учетом ущерба, нано-
симого жизни картофеля и карману государства и по-
требителя. Ясный пример того, как не надо делать!
Начало путаницы заложено в «Инструкции по под-
счету экономии от внедрения изобретений и рационали-
заторских предложений». В ней говорится, что «эконо-
мия... должна быть исчислена пе позднее 20 дней со дня
утверждения плана внедрения предложения». Непонят-
но, как же можно планировать внедрение без предва-
рительного подсчета экономии? Ведь так можно
запланировать убыточное изобретение! Казалось бы,
право изобретения на существование, на реализацию
следует доказывать экономическими расчетами, а не
наоборот.
Надо изобретателям самим овладевать оружием
экономики. Только при помощи экономических расче-
тов они могут доказывать полезность своего изобрете-
ния и убеждать «противников» в необходимости реа-
лизации именно данного изобретения, а не какой-либо
другой техники.
37
Новые техничёские идей должны оцениваться НО
тому, в какой мере они способствуют техническому про-
грессу. Реализоваться должны только те изобретения,
которые ускоряют прогресс. Поэтому при самом возник-
новении повой технической идеи разумно как можно
скорее произвести нрикидочную оценку ее и опреде-
лить, стоит ли в этом направлении работать именно
над этой идеей, развивать именно ее.
В последнее время разработаны неплохие методики
расчета эффективности, почему-то не признаваемые при
оценке изобретений: «Типовая методика определения
экономической эффективности капитальных вложений
и новой техники в народном хозяйстве СССР», утверж-
денная Академией наук СССР («Госпланиздат», 1960);
«Методика определения годового экономического эф-
фекта, получаемого в результате внедрения повой тех-
ники», утвержденная ГНТК СССР («Госгортехиздат»,
1961). Последняя методика является сейчас обязатель-
ной при определении размеров премий за выполнение
работ по повой технике. А разве изобретение пе новая
техника?
Основная формула для расчета в конечном счете
имеет следующий вид:
S=C + E-K.
Здесь S — общественная себестоимость продукта;
С — эксплуатационные затраты;
Е — коэффициент экономической эффективности.
К — капитальные затраты.
Расчеты, проведенные бывшим Госэкопомсоветом по
методике Л. А. Ваага, дают для среднего по всему на-
родному хозяйству коэффициента экономической эф-
фективности цифру 0,2. Другие авторы определяют эту
цифру с учетом темпов развития отдельных отраслей
промышленности и приходят примерно к тому же
результату.
Экономия от реализации новых технических идей
должна определяться сравнением показателей техники
существующей и техники, подлежащей внедрению. На-
пример, при действующем процессе производства основ-
ные средства участка составляют 100 тыс. руб., а се-
бестоимость годового выпуска продукции 200 тыс. руб.
Внесено предложение об автоматизации участка. Для
реализации предложения потребуется увеличить основ-
38
ные средства до 150 тыс. руб., и себестоимость годового
выпуска продукции при автоматизации участка.составит
175 тыс. руб. Экономия определится так:
действующий процесс 200 -ф- 0,2 100 = 220 тыс. руб.;
по предложению 175 + 0,2 • 150 = 205 тыс. руб.
Разность — экономия 15 тыс. руб.
Однако, для того чтобы правильно оцепить любое
предложение, недостаточно просто определить эконо-
мию. Важна не столько абсолютная цифра экономии,
сколько относительный эффект на вложенный рубль.
После того как эффективность изобретения опреде-
лена, его можно пустить «в люди», па соревнование с
другими вариантами решения задачи.
Было бы правильно классифицировать всех претен-
дентов па финансирование (изобретения и обычная тех-
ника) по численным значениям установленной меры
эффективности. Предпочтение должно отдаваться реше-
ниям с наивысшими численными значениями эффектив-
ности, независимо от того, изобретение это или не изо-
бретение.
Желающие углубиться в вопрос выбора наиболее
выгодного вложения средств па капитальное строитель-
ство могут более подробно ознакомиться с ним по кни-
ге Л. А. Ваага и С. Н. Захарова «Методы экономической
оценки в энергетике», 196210, по статьям Л. Ваага9,
131, 132 и по брошюре об определении прогрессивности
новой техники 107.
Надо еще сказать, что сметная стоимость капиталь-
ных затрат может быть определена без смет и техниче-
ской документации, с применением упрощенных мето-
дов, основанных па статистическом анализе аналогов
рассчитываемого объекта («НТО СССР», 1961, № 3).
Для лиц, знакомых с английским языком, особенно ре-
комендую воспользоваться книгой Чилтона {С. II.
Chilton. Cost Engineer ing in the Process Industries.
Me Grow-Hill. New Jork, Toronto, London, 1960).
Гораздо сложнее получается, когда средства на реа-
лизацию изобретения затрачиваются в течение ряда
лет: ведутся исследовательские работы, испытываются
опытные образцы, проектируется завод, изготовляется
оборудование, строятся корпуса, монтируется оборудо-
вание и т. д. После пуска завода изобретение дает до-
ход в течение обычно ряда лет (см. стр. 40). Все это те-
39
Расчет эффективности изобретения
(в тыс. руб.)
Вид расходов и приходов Всего В первый и последующие годы па протяжении 12 лет
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 1 7 | 8 | 9 | 10 | 11 1 12
А. Обычный способ исчисления
Все расходы 1660,0 20,0 40,0 100,0 250,0 200,0 150,0 150,0 150,0 150,0 150,0 150,0 150,0
В том числе:
капитальные затраты . . . 510,0 20,0 40,0 100,0 250,0 100,0 — — — — — — —
иа научно-исследователь- ские работы 20,0 20,0 —
проектирование 40,0 — 40,0 —
изыскательские работы на площади 20,0 — — 20,0 — — — — — — — — —
-строительство 330,0 — — 80,0 250,0 —
пусковые расходы 100,0 — — — — 100,0 — — — — — — • —
эксплуатационные произ- водственные расходы . . . 1150,0 — — — — 100,0 150,0 150,0 150,0 150,0 150,0 150,0 150,0
Вид расходов и приходов Всего В первый и последующие годы на протяжении 12 лет
1 | 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Приход Стоимость произведенной продукции по отпускным ценам 2950,0 350,0 400,0 400,0 400,0 400,0 400,0 400,0 200,0
Сальдо (доход) 1290,0 —20,0 —40,0 -100,0 -250,0 150,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 250,0 50,0
Б. Приведенные расходы .... Исчис^ 519,3 ъение с 16,7 приее 27,8 дением 57,8 к наа 120,0 поящее 80,0 wy МО. 50,0 ненту 42,0 35,0 29,0 24,0 20,0 17,0
Приведенная стоимость про- дукции, т. е. приведенный приход 760,5 — — — — 140,0 133,0 112,0 93,0 77,5 64,5 54,5 22,5
Сальдо (доход) приведенное . 241,2 —16,7 —27,8 —57,8 -120,0 60,0 83,0 70,0 58,0 48,5 40,5 34,0 5,5
Эффективность неприведеппая
ч 2950
(неправильно) — 1,78 единицы — преувеличенная цифра.
Эффективность приведенная (правильно)
760,5
519,3
= 1,45 единицы — верная цифра.
перь в расчетах экономичности изобретений не учиты-
вается, а учитывать надо, потому что иначе никак нель-
зя оценить одним числом эффективность изобретения и
сказать, что вот это изобретение более эффективно, а
это — менее, и поэтому-де надо реализовать первое изо-
бретение, а не второе.
Что целесообразно принять в данном случае в каче-
стве меры эффективности реализации изобретения? Как
учесть все эти разновременные затраты и доходы? Ведь
понятно, что рубль в кармане и сто рублей через не-
сколько лет, это вроде как бы синица в руках и жу-
равль в небе. Они явно неравноценны.
Все дело заключается в том, чтобы разновременные
расходы и доходы привести к одному сроку, к тому мо-
менту, когда решается вопрос о том, выгодно ли изобре-
тение и стоит ли приступать к его реализации (или про-
должать уже ведущиеся работы по реализации).
Перенос денежных сумм во времени надо делать по
известному правилу сложных процентов. Понятно, что
будущие расходы и доходы при переносе их, скажем, на
сегодня, уменьшаются. Зато расходы прошлых лет, на-
оборот, при этом увеличиваются. Если обозначить че-
рез Ко начальную сумму, а Кп — ее значение через п
лет, то при пересчете прошлых затрат (или доходов) па
будущее время надо пользоваться формулой:
Кп = Ка^+Еу.
При пересчете будущих затрат (или доходов) на пре-
дыдущее время служит эта же формула, только решен-
ная относительно Ко :
Л° (1 + £)я‘
Покажем на численном примере ход расчета. Это
поможет читателю понять суть дела и успешнее обосно-
вывать экономически свои изобретения и рационализа-
торские предложения. Запишем все расходы и приходы
в таблицу с разделением по годам (см. стр. 40—41).
Примем Е = 0,2. Тогда приведенные (к настоящему
моменту) расходы определятся по следующему расчету:
20 , 40 , 100 , 250 , 200 , 150 150 , 150 , 150 ,
1,2 ' 1,2а ' 1,2»"г 1,24 "Г 1,2s + 1,2е + 1,2’4“ 1.28'’' 1,29 '
150 . 150 . 150 г.п о ,
+ + 17211 + 1?21Т = 519,3 тыс- руб-
42
Приведенный доход вычислится так:
350 400 , 400 400 400 , 400 , 400 200
1,25 "г 1,2е 'г 1,2’ + 1’2’ ' '1,2’ r 1.21’’"'1,2“ М,212“
— 760,5 тыс. руб.
В качестве меры эффективности в этом случае целе-
сообразно взять безразмерное отношение приведенного
прихода к приведенному расходу — приведенную эффек-
тивность Э. В нашем примере это будет выглядеть так:
Э= 1,45 единицы эффективности.
01У, о
Для разобранного примера приведенная эффектив-
ность получилась довольно высокая: на каждый рубль
вложенных средств получено продукта на 1 руб. 45 коп.
в отпускных ценах.
Если бы не учитывался фактор времени, то непри-
ведепная эффективность была бы еще выше, а именно
(см. таблицу) 2950: 1660 = 1,78. Но это обманчивый и
всегда завышенный результат. Иногда он приводит да-
же к такому положению, что дело кажется выгодным,
а проверка с учетом фактора времени обнаруживает,
что выгоды никакой нет, а бывает даже убыток.
Поэтому расчет с использованием приведенных рас-
хода и прихода надо проводить обязательно.
Если мы вернемся к разобранному ранее примеру
с автоматизацией участка, то теперь увидим, что и в
этом случае правильно было бы учесть экономию буду-
щих лет и тоже использовать метод приведенной эффек-
тивности.
Полученная в последнем примере приведенная эф-
фективность в 1,45 единицы, вообще говоря, высокая
эффективность. Исходя из определенной Ваагом сред-
ней нормы прибыли в 20%, приемлемой и в этом слу-
чае, надо считать при проектировании новых предприя-
тий приведенную эффективность не менее чем 1,2 еди-
ницы. Значит, полученная цифра Э = 1,45 — хорошая
цифра.
Мера прогрессивности
Но вот вопрос: как распределить расходы и приход
по годам? Выше описан прекрасный метод расчета эф-
фективности, страдающий только одним неудобством —
43
он пригоден для дел, уже свершенных, порой уже от-
ставленных за ненадобностью. Нам же для оценки изо-
бретений, так сказать, «на корню», этого мало. Нам
надо проделать расчет эффективности для дела, еще не
совершенного, чья судьба еще не совсем ясна. Не ждать
же свершения каждого дела и лишь потом оценивать,
как же мы сработали? Положа руку на сердце, скажем:
кому нужна такая экономика? Кому нужны ахи и охи
о прошлогоднем снеге?
Нам надо знать, хотя бы приближенно, сколько лет
будет выгодно использовать изобретение и как расходы
и приход распределяются по годам жизни изобретения.
Знать это нужно не когда-нибудь, а в первый же год
после рождения изобретения.
Над численным выражением прогрессивности новых
технических идей мпе пришлось изрядно поломать го-
лову. Пока спор вокруг достоинств и недостатков того
или иного моего изобретения не выходил за рамки тех-
нических показателей, его еще удавалось удерживать
в рамках убедительных численных доводов. Можно го-
ворить о том или ином техническом уровне, сравнивать
их между собой: например, удельный расход топлива на
одну лошадиную силу в час в автомобильном двигателе,
или срок службы цилиндра двигателя при использова-
нии металлического фильтра для фильтрования сма-
зочного масла и без него, или срок межремонтной ра-
боты нефтяных скважин с забойпым металлическим
фильтром по сравнению с каким-либо иным устройст-
вом. Но одного «больше» или «лучше» недостаточно.
Есть еще фактор времени, который нельзя упускать из
виду.
Пришлось мпе, изобретателю в области техники, вы-
ступить в качестве изобретателя в области экономиче-
ских методик.
Итак, как измерить прогрессивность изобретения?
Сама по себе постановка такого вопроса исключи-
тельно важна. Дело в том, что в соответствии с дейст-
вующей «Инструкцией по подсчету экономии от внед-
рения изобретений и рационализаторских предложе-
ний» (1959 г.) экономический эффект определяется
только «суммой экономии за первые 12 месяцев исполь-
зования изобретения или рационализаторского предло-
жения».
44
При этом совершенно не учитывается, только ли
12 месяцев будет иметь место эта экономия или госу-
дарство будет ее получать в течение 5, 10, 50 лет. А мо-
жет быть, экономия, полученная в первые 12 месяцев,
в последующий период времени будет сведена на нет
большими затратами, например, у потребителей?
Много раз мне приходилось переживать появление
новых изобретений, и сам процесс изобретения подска-
зал мне решение экономической задачи, вызвал рожде-
ние, так сказать, экономического изобретения.
Чем выше поднимаешься, тем шире горизонты от-
крываются. Это и есть чувство нового. Оно ощущается
как приподнятость над окружающим. Стоишь на высоте
и охватываешь взглядом такие дали, о существовании
которых и не подозревал до этого. Широта горизонта и
будет мерой высоты подъема, мерой прогрессивности
новой технической идеи.
Техника все время развивается. Совершенно ясно,
что сама возможность изменения технического уровня
пропорциональна средствам (приборам, инструментам,
станкам, материалам и т. д.), которыми, она создается.
Например, точность изготовленного прецизионного стан-
ка зависит от точности станков, качества инструмента
и совершенства контрольно-измерительных приборов,
примененных при его изготовлении. А этот прецизион-
ный станок, в свою очередь, открывает возможность из-
готовления более точных инструментов. Так и идет:
одно цепляется за другое и движется вперед к более
совершенному, опираясь на то старое, что считается
совершенным сегодня.
Скорость повышения уровня техники зависит от
уровня техники. Это аналогично биологическим законо-
мерностям размножения вида в неизменных условиях.
В обоих случаях скорость роста величины зависит от
пее самой. Математически такие процессы изобража-
ются экспонентой, уравнение которой можно записать
так:
х = е\
Здесь х — исследумая величина, t — время, е — 2,718.
Это уже чего-то стоит! Если по этому уравнению по-
строить график, откладывая по абсциссе время, а по
ординате — значение технического уровня х, то полу-
45
чим кривую, быстро убегающую вверх. Особенно на-
глядно это видно из сопоставления весьма отдаленных
друг от друга периодов жизни рода человеческого. Так,
на заре человечества совершенствование орудий произ-
Рис. 3. Кривая, круто убегающая вверх.
водства, например каменного топора, шло так медленно,
что только образцы в витрине музея, поставленные
рядом, но на самом деле отделенные друг от друга ты-
сячелетиями, позволяют заметить разницу в их каче-
стве. Между тем для нашего времени характерна стре-
мительность совершенствования техники. Резец для
металла, автомобиль, самолет, электроника за какие-ни-
будь десятки лет самым коренным образом изменились
буквально на наших глазах.
Председатель Женевской конференции 1955 г. по
мирному использованию атомной энергии индус Хоми
Баба, сравнивая темпы развития паровой, электрической
и ядерной техники, применяя энергетические масшта-
бы, утверждает, что в наше время год равносилен де-
сятилетию позапрошлого и пятилетию прошлого века24.
По этим данным простой расчет показывает, что по
сравнению с «золотым веком» древнего Рима (2000 лет
назад) уровень техники поднялся в 1010 раз. Если тех-
нику той эпохи обозначить на диаграмме столбиком
высотой 1 см, то для изображения техники нашего вре-
46
мени понадобился бы «столбик» высотой 100000 км.
Эта цифра показывает, что наша техника качественно
совершенно несоизмерима с техникой древнего Рима.
Весь вопрос в том, что взять за меру технического
уровня. Чтобы не было путаницы, мера эта должна быть
единой и всеобщей.
В качестве основного показателя технического про-
гресса можно взять, и это будет правильно, эффектив-
ность производства, т. е. отношение стоимости продук-
ции к затратам на ее производство.
В самом большом масштабе для всей страны эффек-
тивность может быть измерена национальным доходом.
Ежегодный прирост национального дохода у нас равен
8% 1 Это значит, что экономическое развитие и, как мы
приняли, технический прогресс Советского Союза опи-
сывается следующим уравнением:
1g х = 0,033f.
Здесь х — значение технического уровня, t — время.
Логарифмики на диаграмме (рис. 4) характеризуют
в среднем теми развития производительных сил общест-
ва. Диаграмма дает возможность экстраполировать
в будущее развитие выбранного показателя прогресса.
Для этого достаточно на полулогарифмической диа-
грамме нанести точки, характеризующие уровень пока-
зателя в различные моменты времени, провести между
ними среднюю прямую линию и попросту продолжить
ее для более отдаленных сроков.
Предлагаемый метод был бы, вероятно, полезен при
составлении всякого рода прогнозов и перспективных
планов.
К оценке эффективности новой технической идеи
надо подходить, не представляя сравниваемый исходный
уровень чем-то незыблемым, пеизменяющимся, а учиты-
вая, что десятки, тысячи других изобретений и техниче-
ских мероприятий из года в год повышают технический
уровень данной отрасли народного хозяйства. Умение
обращаться с логарифмикой технического прогресса ста-
новится, стало быть, необходимым элементом экономи-
ческого расчета.
Экономический уровень и, как пами было принято
выше, технический уровень, достигаемый благодаря
реализации новой технической идеи, следует сравнивать
47
Рис. 4. Графический способ
определения прогрессивно-
сти новой техники.
Ось ординат — ЭприВ1— приве-
денная безразмерная относи-
тельная экономическая эффек-
тивность; ось абсцисс — т —
время, в годах, начиная с мо-
мента появления замысла по-
вой техники; В = tga, коэффи-
циент, зависящий от темпов
технического прогресса;
эгод.~ приведенная безразмер-
ная относительная экономи-
ческая эффективность, вычи-
сленная для первого года ис-
пользования, за вычетом 0,08—
0,10 непроизводительных рас-
ходов государства; 0 — иско-
мая прогрессивность, она же —
срок морального износа, в го-
дах.
не с уровнем, первоначально существовавшим до ее реа-
лизации, а с непрерывно, из года в год повышающимся
уровнем по средней логарифмической кривой техниче-
ского прогресса. Тогда будет ясно видно, что годовая
эффективность повой технической идеи при том же объ-
еме использования в последующие годы будет все более
и более понижаться. Если же объем использования бу-
дет увеличиваться, то возрастание годового эффекта
будет резко непропорционально росту использования.
Через некоторое время логарифмическая прямая техни-
ческого прогресса пересечет условную горизонталь тех-
нического уровня, достигаемого реализацией новой тех-
нической идеи, как показано па рис. 4. Это значит, что
новая техническая идея из разряда прогрессивных пе-
решла в разряд устаревшей практики. Отказаться от ее
замены, если пет на примете другой, более эффективной
идеи, конечно, нельзя. Это повлекло бы за собой потери
и убытки. Но следует осознать, что ее использование
дополнительной выгоды производству более уже не при-
носит. Идея, так сказать, морально изнашивается.
Рис. 4 показывает, что чем выше темпы прогресса
(чем круче идет прямая па диаграмме), тем изобретение
быстрее устаревает.
Такой подход к делу позволяет обоснованно опреде-
лять срок морального износа техники. Технику надо за-
менять новейшей или модернизировать, как только она
перестает быть прогрессивной, передовой. Срок с мо-
мента появления на свет новой технической идеи до мо-
48
мента ее морального износа назовем прогрессивностью.
Из определения видно, что прогрессивность измеряется
в годах. Физический смысл этого понятен — это харак-
теристика прыжка, определяющая, па сколько лет дан-
ное изобретение обогнало время. Как показала жизнь,
через 25 лет с момента изобретения металлический
фильтр ничуть не устарел. Наоборот, он только сейчас
начинает входить в производственную практику и по-
служит людям, наверное, еще не один десяток лет. Рас-
четы показывают, что прогрессивность металлического
фильтра высокая, что-нибудь порядка 50—60 лет.
Для чего нужно знать прогрессивность повой техни-
ческой идеи? Пот для чего. Каждая новая техническая
идея, до того как она воплотится в металл и умение
людей, проходит более или менее длинный путь. Надо
соразмерять длину этого пути в годах и рублях со
сроком прогрессивности идеи. Можно провозиться с
разработками идеи так долго, что к тому моменту,
когда идея готова для направления ее на заводы или па
поля страны, опа уже морально изношена.
Стало быть, с рассмотрением изобретательских пред-
ложений медлить нельзя. Надо открывать им «зеленую
улицу» в проектировании, в экспериментировании и
внедрении в народное хозяйство страны. Нельзя ми-
риться даже с тем, что некоторые изобретательские за-
явки годами рассматриваются в наших патентных ор-
ганах.
Умение правильно отобрать для реализации наибо-
лее прогрессивные новые технические идеи обеспечит
наиболее эффективное использование средств, направ-
ляемых на оснащение нашей страны новейшей техникой.
Перехожу к определению интересных закономерно-
стей, вытекающих из всего сказанного.
Обозначим:
Э год. — годовой эффект от реализации новой техни-
ческой идеи в течение первого года использования. На-
помним, что эффект этот выражается отношением при-
хода к расходам, определяемым по формуле
S=C-\-Q,2K.
6 (тэта) — срок прогрессивности новой технической
идеи; выражается в годах.
На диаграмме (рис. 4) показаны логарифмика тох-
4
В, Мухачев
49
ййЧесКого Прогресса, эффект Эгод. Изобретения Н Пер-
вый год использования и прогрессивность 0.
Из диаграммы получаем следующую вполне точную
формулу для определения прогрессивности:
О __ 1g ^год.прив.
в
Из формулы видно, что для полного экономического
анализа новой технической идеи достаточно зпать
коэффициент В и годовой эффект Эгод . Приводим таб-
личку, в которой даны значения В для различных тем-
пов.
Темп прирос- та дохода (%) в _1 в' Темп прирос- та дохода (%) в _1 в
4 0,017 58,8 16 0,064 15,6
6 0,025 40,0 18 0,072 14,1
8 0,033 30,0 20 0,079 12,7
10 0,041 24,4 25 0,097 10,3
12 0,049 20,4 30 0,114 8,8
14 0,059 17,5
Планирующим органам, безусловно, необходимо,
планируя реализацию новых технических идей на ряд
лет сначала в научно-исследовательском институте, по-
том в проектном институте, потом в строительной орга-
низации, пе забывать о величине 0, помнить, что они
располагают определенным ограниченным временем, в
течение которого должны не только внедрить изобре-
тение в народное хозяйство, но и успеть получить от
него побольше выгоды..
Это заставит их строго рассчитывать планы реализа-
ции изобретений, не тянуть с этими работами.
Забота о сроках не должна, покидать инженера и эконо-
миста ни на миг. Об этом убедительно говорят нижеприведен-
ные простые расчеты. Например, если при годовом эффекте
Э год. нетто» равном 1,36 (1g В год. нетто ” 0,1335), и темпах раз-
вития 8% в год (В8=0,033) прогрессивность равна четырем го-
0,1335 Л
дам ^0g = Q-Q33 = т0 ПРИ повышенных темпах, равных
12% в год (S12 = 0,049), срок этот сокрашается до менее трех
0,1335 „ „ ,,
лет ^©12= = 2,7J. Как видно, даже для весьма эффек-
тивного (Э ГОд, нетто = ^>36) предложения сроки проведения
всех необходимых работ должны даваться самые жесткие и
чем выше темпы технического прогресса, тем сроки жестче.
50
Пользуясь найденой прогрессивностью, легко обосно-
ванно распределить расходы и приходы по годам, рас-
считать амортизационные отчисления и ввести в кальку-
ляцию стоимости продукта их правильное значение.
Единственно, что требуется для определения про-
грессивности, это знать приведенную безразмерную эко-
номическую эффективность для первого года использо-
вания. Обычно все сведепия для ее подсчета на пред-
приятиях имеются.
Выше было показано, что, пользуясь упрощенными
методами, капитальные затраты можно определить за-
ранее довольно точно. Можно, пользуясь методикой
бывш. ГНТК, определить эффективность для первого
года и неизменные производственные затраты, которые
можно считать одинаковыми для каждого года исполь-
зования изобретения.
Расчет ведется по методу последовательных прибли-
жений. Задаемся сроком прогрессивности @i, опреде-
ляем Э год прив. По диаграмме определяем значение
прогрессивности ©2, соответствующее найденной эффек-
тивности. Задаемся другим сроком прогрессивности ©з,
так, чтобы Он лежал между значениями ©i и ©2. По-
вторяем расчет до получения удовлетворительной схо-
димости результатов.
Так, неожиданно просто была решена неразрешимая,
казалось бы, на первый взгляд задача выяснения буду-
щей Судьбы изобретения в самый начальный период
его жизни, срок морального износа новой машины, но-
вой технологии.
Целых два года пришлось потратить на выработку
способов и приемов оценки новых технических идей в
их, так сказать, предплановом, предпроектном состоя-
нии. И только тогда удалось убедительно доказать, что
надо избрать другие пути получения порошков метал-
лов нужной сферической формы.
Экономические расчеты после всего этого показали,
что надо исходить прежде всего не из полноценных ма-
териалов, как проволока, а из отходов производства —
металлического лома и скрапа, стоящих копейки.
Стружку хрупких металлов нужно измельчать в цент-
робежной мельпице (см. раздел «Центрифуги») непо-
средственно. Вязкие, прочные металлы и сплавы следу-
ет предварительно насыщать водородом, после чего они
51
также становятся хрупкими. Готовое охрупченпое чи-
стое железо целесообразно получать попутно при ре-
генерации рабочих оборотных растворов при гидроме-
таллургической обработке каустобиолитов с осаждением
целевого металла железным скрапом (см. раздел «Хи-
мия и металлургия»). Будучи отходом производства, это
железо могло бы отпускаться по цене скрапа. Оно легко
дробится в валках. Окатку гранул следует вести не в
вихревых мельницах, а в центробежных мельницах, что
в десятки раз дешевле.
Последние мои предложения в области металличе-
ского фильтра мало чем отличаются от обычных разра-
боток научно-исследовательских институтов. Являются
ли они изобретениями? Да, это тоже изобретения, но
особенные: изобретения-поскребыши, изобретения эпи-
гонские. На их разработку была потрачена бездна тру-
да, но в них мало настоящего творчества. Дальнейшие
шаги в этом направлении потребуют еще больше труда
и будут содержать еще меньше элементов изобретатель-
ского творчества. Это можно сравнить с возрастающей
трудностью повышения к. п. д. машин или достижения
абсолютного нуля температур. Тут каждый новый шаг
часто оказывается гораздо труднее, чем все, что до сих
пор в этом направлении делалось. Огромную роль на-
чинают приобретать методические вопросы, вопросы
техники эксперимента. Изобретательность получает дру-
гое направление. Вот для чего я рассказал о новом спо-
собе получения исходных металлических порошков.
Стрежень творческого течения, видимо, теперь уже не
здесь, а в конструировании аппаратуры на основе при-
менения металлического фильтра, в раскрытии всех
свойств этого замечательного материала и в расшире-
нии сферы его использования. Хотя, пожалуй, сделан-
ной экономической работой я все же этому в какой-то
мере помог.
ЦЕНТРИФУГИ
Колесо и ось
Было время, когда люди не знали колеса. Огромная
империя инков в исторические времена жила, напри-
мер, обходясь без колес. Такой ее застали конквиста-
доры. Русские землепроходцы в свое время тоже были
немало удивлены, не найдя колеса у якутов.
Не было колеса, и колесо вдруг стало. Значит, оно
было изобретено. Значит, был изобретател ь... Ар-
хеологи установили, что родиной колеса был древний
Иран. Но история не сохранила нам имени изобрета-
теля.
Перенесемся мыслью в глубокую старину и посмот-
рим, как пять тысяч лет назад Изобретатель изобрел
колесо и что случается с ним в наши дни.
Как было изобретено колесо? Очень просто! Изобре-
татель заметил, что сердцевина на торце короткого тол-
стого круглого полена, используемого в качестве катка,
оставалась почти неподвижной. Древнему Изобретате-
лю чужды были такие отвлеченные понятия, как вооб-
ражаемая ось вращения. Он был практик и мыслил
предметно. Пылкая фантазия тотчас же нарисовала ему
палку, не связанную с деревом так прочно, как сердце-
вина. Изобретатель выжег из полена сердцевину и в
дыру вставил реальную крепкую палку. Он оказался
прав: действительно кругляк вращался на неподвижной
палке. Если палку вставить в обрубок поплотнее, то,
удерживая палку за концы па весу, кругляк можно бы-
ло вращать. Это и была формула изобретения. Можно
представить, что Изобретатель сделал все именно так
и остался своим творением доволен. Изобретение име-
ло огромный успех. С тех пор с легкой руки Изобрета-
теля повелось колесо всегда сажать на реальную ось.
И вот прошло пять тысяч лет. Изобретение колеса,
53
на которое «сел» весь транспорт, бесспорно признается
одной из замечательнейших вех технического прогрес-
са. Оглянитесь кругом: многоликие и бесчисленные
«родственники» колеса неутомимо работают в качестве
неотъемлемых деталей большинства машин. По в прин-
ципе — это по-прежнему материальная ось и само ко-
лесо.
А так ли все просто в этой паре «колесо — ось»?
И надо ли слепо всегда придерживаться древней фор-
мулы изобретения? Не устарело ли колесо? Не тормо-
зит ли оно технический прогресс?
Центрифуга — одно из интересных и важных приме-
нений древнего изобретения в современной технике.
Это — машина, главной частью которой служит своеоб-
разное быстро вращающееся колесо — полый ротор
(рис. 5). Центробежное ускорение, возникающее при
вращении, во много раз превышает ускорение силы тя-
жести. Этим пользуются для осаждения из жидкостей
и газов, помещенных в ротор, взвешенных в них частиц.
Такое разделение веществ происходит в центрифугах в
тысячи раз скорее, чем в естественных условиях под
действием силы тяжести. А ведь процессы разделения —
одни из самых распространенных в современной техни-
ке. Человек только и делает, что соединяет и разделяет
тела, а остальное довершают сама природа и условия,
создаваемые для этого человеком.
Центрифуги с успехом заменяют сложные и дорогие
фильтровальные устройства и громоздкие отстойные
установки в химической и металлургической промыш-
ленности. Центрифуги применяются для очистки сма-
зочного масла и жидкого топлива, благодаря чему в не-
сколько раз увеличивается срок службы двигателей.
При помощи центрифуг эффективно обогащают много-
сернистые угли, из которых извлекают и ценную кок-
сующуюся фракцию, и концентрат германия, столь нуж-
ного для полупроводниковой техники, и малосернистое
энергетическое топливо. Очень широко используются
центрифуги для отделения сливок от молока и в произ-
водстве крахмала. Центробежный способ разделения
гексафторидов изотопов урана признается сейчас наи-
более экономичным способом. Число примеров можно
значительно приумножить. Они показывают, сколь ве-
лико значение центрифуг в современной технике,
54
и
Дисбаланс
Ось инерции
Гзометри ческах,
ось /
Рис. 5. В природе тела вращаются вокруг
своих осей инерции. Поэтому мы живем на
земле без постоянной тряски. Колеса же и
их родственников человек принуждает вра-
щаться вокруг их геометрических осей. Вот
что из этого происходит.
Прошло много лет после «первой
• молнии». Работал я в химической лабо-
ратории. Слабым местом разрабатывае-
мого мной процесса оказалось фильтро-
вание. Студенистая масса никак не хотела отдавать до
конца раствор ценных компонентов. Рабочая комната
постепенно заполнялась всевозможными установками:
тут и вакуум-фильтры и фильтр-прессы самых различ-
ных типов, тут и электрофильтрование, суперцентри-
фуга, сепаратор, фарфоровая центрифуга. Все, что мож-
но было достать в этом институте, было под рукой. На
столе — куча книг, вороха эскизов, по которым в ма-
стерских делают все новые и новые "
все, за исключением успеха.
Я засиживался в лаборатории до
Прямо перед моим столом стоит
Ее ротор свободно подвешен. Именно
получение на ней высокого числа оборотов...
установки. Было
поздней ночи,
суперцентрифуга,
это обеспечивает
55
Позволь-Ка, позволь!.. Ротор подвешен? Дорогая цен-
трифуга! Раньше чем ротор был подвешен у тебя, я под-
весил по сути дела тоже ротор в машине, которую изо-
брел и о которой успел основательно позабыть. Давай-
ка вспомним историю, восстановим ее шаг за шагом.
* * *
Цикл моих изобретений по центрифугам берет на-
чало от тех же дней, когда рождался металлический
фильтр. Повинен в его рождении тот же самый авто-
клав.
1935 г. Уже решен вопрос отбора проб. Но мешалка
внутри автоклава мне не нравится. Он имеет сальник,
а это значит масло, его утечка, грязь. В только что по-
явившемся в Англии руководстве Тонга по технике вы-
сокого давления описан качающийся автоклав. Делаю
модель из стеклянной бутылки, но пульпа сильно раз-
брызгивается и будет попадать па крышку, где вделан
фильтр. Не годится! Фильтр будет забрызган, и, когда
нужно, через пего ничего не просочится. Решение ус-
кользало.
Вечер. Внимание привлекло гудение голосов под ок-
ном. Двое. Один, выбив ударом руки пробку, привел
поллитровку во вращательное движение, держа ее за
горлышко... Мгновение я ничего не видел, кроме этой
бутылки. Из моего сознания все остальное исчезло, как
будто бы кто-то стер в нем все, как стирают ненужные
формулы с доски.
И на чистой доске сознания сверкнула молния. Те-
перь я эту молнию вспомнил во всех деталях. Как я
мог ее забыть! Бутылка — страничка из Тонга, где изо-
бражен качающийся автоклав — бутылка — каталог
фирмы Аллис Чалмэрс, который я перелистываю. Как,
бишь, называются эти мощные дробилки? Да, кониче-
ские дробилки Саймонса, в которых роль щеки играет
качающийся копус. Дробилки называются жирирующи-
ми. Это значит, что их вертикальный вал с дробящим
конусом не вращается вокруг своей оси, которая надле-
жащим образом закреплена в точке подвеса сверху.
Нижний же конец вала описывает окружность. Именно
так под моим окном орудовал поллитровкой любитель
выпить.
56
Рис. 6. Прообраз мешалки.
Я моментально понял,
что это как раз то, что мне
нужно: жидкость в бутыл-
ке не расплескивалась.
Почему? Потому что, в то
время как донышко опи-
сывало довольно большую
окружность, радиус вра-
щения у горлышка был
совсем небольшой. Итак,
вот какой должна быть ме-
шалка автоклава: я ее
вижу в своем воображе-
нии, перевожу взгляд на
подвесную часть модели, и
все детали конструкции
дорисовываются... Посмот-
рел па опорную часть.
А там уже все только и
ждало моего взгляда: опор-
ная платформа — диск с
прорезью. В этом диске
прорезь—ласточкин хвост.
В нем закреплена болта-
ми подвижная пята. Соображаю, что так можно регули-
ровать эксцентриситет. Вал висит, значит, нужна не
пята, а шарикоподшипник. Однорядный шарикоподшип-
ник допускает качание вала. Именно он и нужен.
Молния длилась доли секунды. Я понял это, увидев
снова того же пьянчугу, который все еще вращал свою
бутылку. Не он медлил, а я жил этот момент удиви-
тельно ускоренной жизнью...
Никакие молнии, конечно, в голове изобретателя не
сверкают, происходит быстрая смена образов и необык-
новенной силы направленный нервный процесс. Можно
провести аналогию с взрывчатым веществом: подож-
женное, оно просто сгорит. Это мало чем отличается от
вспышки разлитого бензина. Но если заставить это же
количество взрывчатки детонировать, то от взрыва —
мгновенного сгорания, при котором выделяется точно
такое же количество энергии, но в очень сжатые сро-
ки,— разлетаются вдребезги крепчайшие скалы. Дело
физиологов и психологов изучить такие «взрывные» про-
57
Рис. 7. Такая, какой я ее уви-
дел в своем воображении:
1 — автоклав; 2 — подвеска; 3 —
шарикоподшипник; 4 — диск с
ласточкиным хвостом; S — при-
вод.
цессы в человеческом соз-
нании и решить, можно ли
процессы, происходящие в
головном мозге, ускорять
искусственно.
Буквально в ту же ми-
нуту ставлю опыт. Бутыл-
ка... в нее песок... вода.
Удерживая бутылку за
горлышко, вращаю ее
нижнюю часть. Быстро получилась однородная смесь, а
поверхность суспензии оставалась спокойной. Это было
как раз то, что нужно!
Тут только я понял, что опыт лишь подтвердил то,
что я уже увидел в своем воображении (см. рис. 7).
Я даже растерялся. Мне показался противоестествен-
ным, каким-то таинственным ход событий: не опыт, а
потом вывод из него, а сначала вывод, а потом опыт.
Когда я научился изобретать, меня это перестало пу-
гать. Изобретение — это логический эксперимент в со-
знании, возможный у людей с пылким, богатым вооб-
ражением. Богатое воображение, способность фантази-
ровать — это такое же качество, как музыкальная
одаренность й поэтический талант.
Вот как оценивают фантазию известные мыслители
и ученые.
Либих — знаменитый немецкий химик XIX века,
изобретатель минеральных удобрений: «Разум и фанта-
зия одинаково необходимы для наших знаний и равно-
правны в науке» 27.
Вант-Гофф — известный физик: «Фантазия — это
способность так ясно представить себе какое-нибудь
тело, что можно познать все его свойства с такой же оп-
ределенностью, как и простым наблюдением» 28.
Гениальный мыслитель-реалист Ленин: «Фанта-
зия — есть качество величайшей ценности» 29.
Блох: «Теперь возможно часто заменить фантазию
58
большей долей работы, но она этим все же не исключе-
на. Роль, которую она теперь играет, изменилась, но
не изменилась та роль, которую она в состоянии иг-
рать» 30. Фантазия (понятно, в хорошем смысле
слова) — это моя профессия. И вот что говорит мне про-
фессиональный опыт.
Фантазия — это то, что лежит за пределами дости-
жимого методом индукции (так называется метод дока-
зательства от частного к общему), это то, что не под-
чиняется существующей логике мышления. Если фан-
тазия оправдывается, то знание обогащается новым
элементом, ранее не известным, а мышление — новым
логическим узором, также ранее не известным, но от-
ныне вооружающим человека новым умением лучше
мыслить, богаче мыслить, богаче комбинировать, фан-
тазировать, изобретать и т. д.
Фантазия бывает двух видов:
L Гипотеза — фантазия, использующая макси-
мум знаний о природе, логически соприкасающихся с
ней хотя бы в одной точке.
Такой фантазией рождено подавляющее большинст-
во открытий и изобретений.
2. Химера — фантазия, не имеющая с природой
логически соприкасающихся точек, не использующая
всего багажа знаний о природе.
Казалось бы, ничего хорошего от химер ожидать не
следует. Но что тогда сказать о первом, кто в тиши
монастырской кельи объявил источником знания опыт,
а не авторитет отцов церкви, кто независимо от китай-
цев изобрел порох,— об одном из первых естествоиспы-
тателей Роджере Бэконе? Его пылкое воображение в
средние века нарисовало нашу современную машинную
цивилизацию. Для своего времени это были химеры, над
которыми смеялись. Мы же должны признать, что Род-
жер Бэкон обладал даром предвидеть на сотни лет впе-
ред. Поэтому будем осторожны и внимательны. Лучше
потратить время на анализ химеры, чем под видом хи-
меры отвергнуть труднопонимаемую гипотезу очень вы-
сокого творческого потенциала, которую, если она даже
и не имеет непосредственного утилитарного значения,
надо как-то зафиксировать и до поры до времени поло-
жить на хранение.
Вернемся к изобретенной мешалке.
59
В авторском свидетельстве № 53917 жирируЮщай
мешалка изображена точно такой, какой я ее увидел в
момент озарения. Я не решился описать ее хоть сколь-
ко-нибудь иначе. Эта нерешительность дорого обош-
лась. Когда фронт незнания был прорван и я взглянул
на свое детище с новой точки зрения, то стало ясно,
что изобрел не мешалку, а нечто более интересное.
Ход мысли был следующий: раньше жирировапие
применялось в конических дробилках; ширина коль-
цевой щели периодически изменялась от максимума до
минимума и обратно, и такое движение «разжевывало»
руду. Теперь нашлось новое применение: в мешалках.
А где еще можно было бы применить жирирование?
Я подумал, что можно сделать вертикальный цилиндри-
ческий или конический грохот с таким движением.
Возможно, удалось бы применить такое движение в
отсадочных машинах для обогащения руды и угля.
Теперь такие грохоты и отсадочные машины огром-
ной производительности изобретены независимо от ме-
ня, позже меня и не у нас, а за границей. Страх перед
непонятностью изобретательского процесса — таким яр-
ким видением мешалки — сковал меня, и тогда я не ре-
шился думать дальше об этом изобретении. И вот
вместо крупного изобретения, вернее, целой серии изо-
бретений — ведь мысль никогда не приходит одна,—
одна-единственпая мешалка.
Изобретать надо бесстрашно. Не бояться неожи-
данных выводов и ярких видений. Если брать край-
ние возможности, то, право же, предпочтительнее по-
краснеть единожды за выдуманную, никчемную химеру,
чем всю жизнь потом кусать локти из-за недостаточной
решительности, проявленной в нужный момент.
* * *
...Сосуд в моей мешалке был тоже подвешен. Ну что
ж, посмотрим, что это за мешалка. И я заново переос-
мысливаю старое изобретение. Но теперь мешалку
сравниваю уже с центрифугой.
Оригинальная особенность мешалки — в ней, собст-
вено, нет никакой мешалки. Активным является сам
корпус аппарата. Бич центрифуг — динамическая не-
уравновешенность из вредного явления превращена
60
здесь в полезное и целесообразным образом использо-
вана для перемешивания.
Ротор этой центрифуги вращается, как бутылка в ру-
ках пьяницы. В точке подвеса он удерживается от вра-
щения стопорами. Нижняя часть ротора вращается во-
круг оси привода с эксцентриситетом, описывая в про-
странстве конус с вершиной в точке подвеса. Величина
и направление центробежных сил, действующих на со-
держимое ротора, на протяжении одного оборота ме-
няется. Благодаря этому взвешенные частицы бросают-
ся то в одну, то в другую сторону по отношению к оси,
причем тяжелые частицы каждый раз немного опере-
жают легкие. Кроме того, частицы движутся то вниз, то
вверх, так как по высоте ротора центробежные силы
также на протяжении одного оборота изменяются. Во
всей массе содержимого образуются беспорядочные вих-
ревые движения, при которых легкие частицы очень
быстро смешиваются с тяжелыми.
Перемешивание идет хорошо даже при небольших
числах оборотов (несколько десятков оборотов в мину-
ту). Поэтому достаточна простая статическая баланси-
ровка устройства контргрузом. Мешалка непрерывного
действия показана на рис. 8.
Расход энергии в центрифуге-мешалке принципи-
ально меньше, чем в обыкновенных мешалках и смеси-
телях, так как исключен расход па всякие упорядочен-
ные и бесполезные для перемешивания циркуляцион-
ные движения, а масса корпуса во много раз меньше
массы перемешиваемого вещества, и поэтому главная
часть энергии расходуется по прямому назначению —
на целесообразное движение перемешиваемого вещест-
ва. Скорость перемешивания в пей принципиально боль-
ше, так как в движение приводится весь объем пере-
мешиваемого вещества сразу, без каких бы то ни было
застойных участков, а не поочередно, часть его, как в
существующих аппаратах. А раз скорость перемешива-
ния большая, то аппараты, надо полагать, будут сравни-
тельно небольшими и более дешевыми.
В технике ради хорошего перемешивания пульпы в
нее сплошь и рядом дают больше жидкости, чем это
требуется но условиям химического процесса. А с ка-
ким трудом и как долго перемешиваются густые массы
в различных существующих смесителях! Это потому,
61
что ice они, йак а жидкостные мепШйи,' создают ка-
кое-то упорядоченное движение. Перемешивание же
требует имепно неупорядоченного движения. А оно и
создается в центрифуге-мешалке.
Центрифуга-мешалка может быть использована при
перемешивании шламов, замесов и строительных раст-
воров, а также пульпы в различных процессах экстрак-
ции. В последнем случае количество рабочих растворов
может быть уменьшено до необходимого по химизму
процесса минимума (в несколько раз!). А это значит, что
объем всей последующей аппаратуры для их перера-
ботки также может быть
уменьшен.
Старое изобретение по-
лучит теперь настоящую
жизнь. А я благодаря ему
сделал еще шаг в сторону
изобретений по центрифу-
гам: уничтожающе раскри-
тиковал все существующие
центрифуги. Стало выяс-
няться, что природа, соб-
ственно говоря, протестует
против колеса.
* * *
Чем больше число обо»
ротов ротора, тем эффек-
тивнее работает центрифу-
га и тем выше ее произво-
дительность. Но вместе с
тем все явственнее высту-
Рис. 8. Центрифуга-мешалка
непрерывного действия.
Корпус 1 с внутренней перегород-
кой 2, загрузочной воронкой з и
разгрузочным лотком 4 подвешен
на гибком валу 5 к головке 6, вра-
щение которой предотвращено. Па-
лец корпуса входит в подшипник,
эксцентрично закрепленный на
валу 7 привода, посредством кото-
рого корпус, уравновешенный гру-
зом 8, приводится во вращение.
62
пают в ней недостатки, свойственные самой при-
роде колеса.
Дело в том, что изготовить «идеальное» колесо не-
возможно. Нельзя сделать дырку для реальной оси точ-
но в центре колеса. Нельзя вставить в нее материаль-
ную ось хотя бы без малейшего перекоса. Практически
неизбежны некоторая неточность сборки, неоднород-
ность материала и т. д.
При относительно медленном вращении колеса эти
пороки остаются скрытыми. Но ведь ротор центрифуги
должен вращаться с огромными скоростями, и тут недо-
статки колеса полностью выявляются — возникают виб-
рации, создающие ударную нагрузку. Поэтому при
расчете ротора приходится принимать большой запас
прочности и устранять неуравновешенность массы
ротора, укрепляя на нем в со-
ответствующих местах до-
полнительные грузы — противо-
весы. Все это ограничивает воз-
можности повышения числа обо-
ротов. Опыт же показывает, что
быстроходные центрифуги во
всех случаях более эффективны.
Но даже в идеально сбалан-
сированном роторе избежать
вибрации не удастся. Дело в
том, что при загрузке и выгруз-
ке вещества при вращающемся
роторе всегда образуются вих-
ри, воздействие которых невоз-
можно учесть и устранить. Они
сбивают равновесие, установ-
ленное с таким трудом. Кроме
того, через некоторое время в
отдельных частях ротора накап-
ливаются осадки, его подшип-
Рис. 9. Ротор подвешен в одной
точке. От малейшего толчка ротор
отклоняется в сторону и начинает
описывать в Пространстве конус,
63
ники изнашиваются неравномерно и т. д. Все это вы-
зывает вибрацию и требует частых профилактических
разборок, осмотра, чистки, ремонта и новой баланси-
ровки.
Особенно сложна балансировка непрерывно дейст-
вующих шнековых центрифуг. Вследствие некоторой
разности скоростей вращения ротора и шпека, необхо-
димой для транспортирования осадка к разгрузочному
концу ротора, динамическая неуравновешенность их
складывается, и вся система испытывает периодиче-
ские колебания, иногда очень опасных размеров.
Попытка конструкторов повысить, как это диктовал
расчет, скорость такой центрифуги окончилась полной
неудачей. Вибрация была так велика, что эксперименты
с центрифугой пришлось попросту прекратить. Не уда-
лось достичь успеха в борьбе с вибрацией суперцептри-
фуг и подвешиванием роторов па верхней опоре. В об-
щем здесь не помогают никакие конструкторские ухищ-
рения. От малейшего толчка, созданного хотя бы нале-
тевшим с размаху комаром, ось ротора отклоняется в
сторону, и он начинает описывать в пространстве конус
со все более увеличивающимся углом при вершине
(рис. 9).
Еще хуже получается, если ротор подвесить на
гибком канатике. Он перекручивается, и ротор превра-
щается в пращу (рис. 10). Поэтому в большинстве слу-
чаев крупные промышленные центрифуги недостаточно
закреплять в одной точке. Волей-неволей приходится из
двух зол выбирать меньшее и крепить ротор в двух
опорах, мирясь с вибрацией, как с чем-то абсолютно
неизбежным.
Как видим, современные цинтрифуги — машины до-
статочно капризные и даже опасные.
Кроме того, в то время как центробежные силы раз-
деляют смесь веществ, вибрация ротора действует в об-
ратном направлении — перемешивает их.
Увы, этим капризы центрифуги не ограничиваются.
Есть у роторов еще одна крайне неприятная «черта
характера»: они, так сказать, падки на энергию. Враща-
ясь с заданным числом оборотов, они стремятся при-
нять положение, обеспечивающее накопление ими наи-
большей кинетической энергии. Только в таком положе-
нии вращение ротора устойчиво.
64
Расчеты показывают, что цилиндр, длина которого
всего на 20% больше его диаметра, вращается вокруг
своей продольной оси неустойчиво. У роторов же быст-
роходных центрифуг длина обычно превосходит диаметр
в несколько раз. Ясно, что при создании быстроходных
центрифуг нужно учитывать еще и этот сюрприз.
Рис. 10. Ротор подвептеп на гибком канатике. Канатик скручи-
вается, как шнур телефонной трубки. При толчке ротор превра-
щается в пращу. Берегитесь!
Подсчитано, что кинетическая энергия вращения ци-
линдрической стальной болванки диаметром 40 мм и
длиной 300 мм, вращающейся вокруг продольной оси со
скоростью 40 тыс. оборотов в минуту, равна всего
0,5 кг • м, а при вращении вокруг поперечной оси —
76 кг • м, т. е. примерно в 150 раз больше. Эту дополни-
тельную энергию ротор набирает постепенно, маленьки-
ми порциями, за счет небольшой, практически незамет-
ной перегрузки вращающего его электромотора. Запас
энергии в таком роторе, если ему удается выскочить из
своих подшипников (например, при поломке оси), мож-
но сравнить с запасом энергии в артиллерийском сна-
ряде. Конечно, вылет ротора из подшипников — ката-
строфа, но этот случай наглядно иллюстрирует приве-
денное выше принципиальное положение о том, что вра-
щение удлиненных роторов вокруг продольной оси, даже
при самой тщательной балансировке, неустойчиво, ведет
к вибрации, создает ударную нагрузку па подшипники.
Опрокидывание роторов, накопивших большую энер-
гию, не раз служило причиной катастроф, и эта причина
пока не устранена.
б В. Мухачев 65
Но за центрифуги было то, что они не требуют ва-
куум-насосов и компрессоров, а главное — процесс раз-
деления в них можно осуществить обратимо. Это очень
важное свойство центрифуг, и на нем нужно остановить-
ся подробнее. Ясное понимание этого обстоятельства
помогло появлению впоследствии замечательного изо-
бретения.
Ротор центрифуги вращается на полых цапфах. Че-
рез левую цапфу подается смесь, которую надо разде-
лить, например масло с водой. Попадая в ротор с очень
небольшой, близкой к нулю скоростью, капельки масла
и воды теснятся около торцовой стенки ротора. Но стен-
ка вращается, и чем дальше от оси, тем больше ее ок-
ружная скорость. Пробираясь вдоль стенки, капельки
приобретают скорость, т. е. получают от стенки кинети-
ческую' энергию. Чем дальше от оси, тем большую энер-
гию получит капелька; Она «падает» вдоль стенки. Та-
ким образом, и масляные и водяные капельки попадают
в кольцевое, пространство. Центробежные силы во всем
подобны силам тяжести. Вращая ротор, в нем можно
создать на периферии центробежные силы, в тысячи раз
.превосходящие силы тяжести. Капельки масла и воды
становятся в тысячи раз тяжелее, а небольшая разница
их удельных весов становится огромной. Процесс отста-
ивания Масляно-водяной эмульсии, который в обычпом
отстойнике длится дни и даже недели, в центрифуге
завершается в считанные секунды. Водяные капельки
прижимаются к цилиндрической стенке ротора, а масля-
ные — над ними, ближе к оси.
Разделение совершилось. Но капельки масла и воды
вращаются вместе с ротором с огромной скоростью.
Они получили от ротора большую энергию, и если их
выпустить наружу, то накопленная энергия пропадет
бесполезно. Цептрифуга дает возможность использовать
накопленную капельками энергию. Оказывается, доста-
точно сделать выпуск масла по оси, а воды — возможно
ближе к оси, как водяные и масляные капельки честно
возвратят ротору всю энергию, которую они от него по-
лучили. Происходит это так. Капельки движутся вдоль
торцовых стенок. В период приближения к оси скорость
их вращения превышает скорость вращения. стенки.
Капельки, касаясь стенки, как бы ударяют по ней, под-
гоняют ротор, а самц теряют скорость. Цо реи капельки
66 . ' . . , .
йОхоДят с «нулевой» энергией — с нем пришли, с тём
и ушли. Значит, на процесс центрифугирования энергии
практически не тратится, ротор будет расходовать ее
только на трение в подшипниках и преодоление сопро-
тивления воздуха. Последнее, кстати сказать, при боль-
ших скоростях вращения может достигать огромных ве-
личин.
Чтобы избежать бессмысленного расхода энергии,
ротор помещают в герметический корпус, в котором
поддерживается вакуум.
Секрет планеты
Прошел еще год. Я с сотрудниками и со всем иму-
ществом перекочевал в специально созданную, заново
оборудованную лабораторию по разработке технологи-
ческого процесса. Хорошие результаты ободряли. Все
работали с подъемом. Поговаривали о расширении ла-
боратории, о полузаводской установке. Напряженная
работа перемежалась шутками, смехом.
Но, выходя в коридор, мы сразу умолкали. Другую
сторону коридора занимала лаборатория известного фи-
зика. Я его знал еще с военных лет на Урале. Знал, как
высоко ценились его работы в ученых кругах. Теперь
он был рядом. Но творилось там что-то такое, что никак
не укладывалось в нашем сознании. Лаборатория ликви-
дировалась! А ведь совсем недавно в ней были успешно
разрешены две крупные проблемы...
В те дни в этой лаборатории пе смеялись. По при-
казу свыше лаборатория пустела. Сотрудников одного
за другим переводили в другие отделы. В покидаемых
комнатах становилось неуютно и холодно. Зайдя без
стука в кабинет, начальника лаборатории можно было
застать неподвижно сидящим за столом, с головой, бес-
сильно поникшей на руки...
Наша молодая, еще не оперившаяся лаборатория то
и дело испытывала какие-нибудь недостатки, нехватки.
По праву соседства я часто обращался за помощью к
знаменитому физику. Он был всегда предупредителен и
отзывчив.
Чума неудач заразительна. Вскоре грозовая туча па-
67
висла и над нашей лабораторией. Судьба соседа ожидала
и нас...
Общность судьбы объединила двух опальных уче-
ных. Мы стали встречаться каждый день. Однажды я
принес товарищу по несчастью калькуляцию стоимости
переработки горнохимического сырья. Стоимость добы-
чи, дробления, измельчения, а в дальнейшем разделения
жидкого и твердого составляла две трети общей стоимо-
сти переработки. Такая высокая доля этих операций в
калькуляции производства колола глаза мпе, изобрета-
телю, и прямо говорила о том, что в этих разделах тех-
ники, очевидно, царит застой, маскирующийся большой
суетней , вокруг маленьких, эпигонских достижений.
Стало быть, нужда в изобретениях здесь есть особенная,
изобретения сами напрашиваются... Был заключен союз
двух ученых для совместной изобретательской работы
над процессами измельчения и разделения жидкого и
твердого и аппаратурой для этого. Мы оба были бро-
шены всеми. От пас отступились все. Мы были по-на-
стоящему одиноки. Пожалуй, наш союз был союзом са-
мой настоящей борьбы за право на жизнь.
Те, кто не потерял память, знают то время, которое
впоследствии вошло в историю нашей страны как период
культа личности. Время, боль от которого не утихла и
теперь.
* * *
Техника центрифугирования зашла в тупик. Произо-
шло это потому, что, следуя древней идее колеса с фик-
сированными цапфами (хотя бы одной!), конструкторы
не только «принуждали» ротор вращаться вокруг оси,
не совпадающей с его осью инерции, но и не учитыва-
ли принципиальную неустойчивость вращения роторов
вокруг их продольной оси.
Задачи технического прогресса в создании центри-
фуг были сформулированы совершенно четко: 1) необ-
ходимо исключить вибрацию и 2) добиться устойчивости
вращения роторов вокруг продольной оси.
Ротор нужно освободить от ограничений подшипни-
ков. Тогда оп сам собою станет вращаться вокруг своей
оси инерции подобно, скажем, небесным телам. В этом
и состоит простой и ясный секрет планеты, объясняю-
щий, почему она не вибрирует и не переворачивается.
68
Иаша планета, как и всё другие небесные тела, враща-
ется точно вокруг своей оси инерции и не получает ни-
какой дополнительной энергии, которая, могла бы повер-
нуть в мировом пространстве ее ось вращения. Вот и
Рис. И. Скручивания канатика можно избежать, обмотав его
прочной проволокой виток к витку (а). Всегда остающиеся
между витками люфты позволяют канатику немного изги-
баться. При небольших изгибах вал остается гибким, обеспе-
чивая этим вращение ротора вокруг оси инерции (б). При бо-
лее значительном изгибе вала люфты между витками в на-
правлении изгиба выбираются, и вал становится жестким
(в). Поэтому хотя при толчке ротор и отклоняется и начи-
нает описывать конус, но в пращу не превращается.
надо делать центрифуги, как планеты. При этом, есте-
ственно, исчезнет какой бы то ни было дисбаланс.
Неточности изготовления и неравномерное распределе-
ние масс поведут только к тому, что ось вращения будет
расположена не совсем так, как ожидалось при расчете.
Но разница будет практически не существенна.
Чтобы освободить ротор, недостаточно избавить его
от подшипников. Его следует также освободить и от
жестких связей с приводом. Вал, по которому подво-
дится энергия, должен быть гибким. Может быть, для
69
этой цели Пригоден КанатиК или шнурок? Но они скру-
чиваются. Скручивания канатика, однако, можно избе-
жать, обмотав его одним или несколькими слоями проч-
ной проволоки. В этой намотке между витками всегда
Рис. 12. Подвешиванием ротора на канатике, обмотанном
проволокой, с демпфировкой одного или обоих концов дости-
гается устойчивое вращение в неустойчивом положении. В ка-
честве демпфера применено распружиненное следящее
кольцо.
остаются небольшие, микронные люфты, которые толь-
ко и нужны для самобалансировки ротора. При более
же значительном изгибе люфты между витками в на-
правлении изгиба выбираются, и вал становится жест-
ким. Таким образом, ротор может вращаться вокруг своей
оси инерции и не вибрировать. Но этого недостаточно.
Если этим способом подвесить и вращать удлиненный
ротор, он все равно при первом же «комарином» толчке
выйдет из неустойчивого положения и начнет описывать
в пространстве конус (рис. 11).
А что, если преградить доступ дополнительной энер-
гии, выводящей удлиненный ротор из неустойчивого
равновесия? Не получая дополнительной энергии, ротор
не сможет описывать в пространстве конус. Мы знаем,
что дополнительную — вредную — энергию ротор накап-
ливает, изменяя свое положение в пространстве. Значит,
70
надо тщательно и непрерывно следить за положением
ротора и при малейшем его отклонении отнимать ту
часть дополнительной энергии, которая выводит его из
равновесия.
Если своевременно позаботиться о том, чтобы ротор
не получал излишней энергии, то отнимать придется
ничтожную мощность — порядка нескольких эрг в се-
кунду. Осуществить такой контроль можно с помощью
демпфера. На жесткий конец вала ротора надевали рас-
пружинепное кольцо с внутренними выступами. Эти
выступы касаются вала, так что при малейшем его от-
клонении вместе с пим перемещается кольцо. Выступы
кольца являются как бы датчиками автоматического
регулятора. При перемещении кольца пружины совер-
шают работу, поглощая избыточную энергию, и вал воз-
вращается в прежнее положение. Пружины служат
исполнительным органом и выполняют роль сервомотора
автоматического регулятора (рис. 12). Вибрацию такой
центрифуги нс удавалось обнаружить никакими средст-
вами. Вращение было совершенно устойчивым.
Демпфировать концы ротора можно различными ме-
тодами: механическими, гидравлическими, электриче-
скими, магнитными, пневматическими и т. д. Примене-
ние в качестве демпфера центробежного вакуум-затвора
дает возможность не только избавиться от подшипников,
но и вращать ротор в вакууме, т. е. избавиться также от
трения ротора о воздух (рис. 13).
Убеждает опыт, который легко может проделать ка-
ждый, пользуясь подручными средствами. Нужны ведро,
вода, электромоторчик на 100—150 вт, прутик «сереб-
рянки» и резиновая трубка. Соберите «установку»
(рис. 14), включите электромоторчик. Пока в ведре нет
воды, прутик хлещет по ведру. Налейте в ведро воды, и
«ротор», вращаясь, вытягивается в струнку.
Я такой опыт проделал. И у меня мелькнула новая
мысль. Вытягиваю стеклянную трубку на острый конус.
Повторяю опыт с маслом. Масло навивается на конус и
поднимается вверх.
При центрифугировании вязких жидкостей (патоки,
масла и т. п.) так можно использовать демпфер в каче-
стве питателя.
Заодно патока могла бы очищаться от минеральных
примесей. Минеральные частицы, более тяжелые, про-
71
Атмосфера.
Вакуум
Рис. 14. Убедитесь сами! Во-
да демпфирует конец буйно
ведущего себя прута, и он
смиряется.
Рис. 13. В качестве демпфера
использован центробежный ва-
куум-затвор. Самобалансирую-
щийся ротор вращается в ва-
кууме.
бивали бы поверхностную пЛепКу Жидкости, Пленка же
регенерируется подобно тому, как затягивается отвер-
стие от пули в бензобаке, защищенном резиной.
Устранение подшипников, автоматическая баланси-
ровка и как следствие этого устойчивость вращения от-
крывают большие возможности в центрифугостроепии.
Конструкции центрифуг упрощаются. Их можно рас-
считывать с меньшим запасом прочности, т. е. при том
же материале допускать большие, чем раньше, скоро-
сти. А изготовление ротора из легкого, прочного сплава
(например, по нашему предложению 1954 г.— из сплава
на титановой основе) позволит еще в 1,5 раза ускорить
вращение 34. При отсутствии вибрации это во много раз
повысит разделительную способность и производитель-
ность центрифуг.
Самобалансирующиеся центрифуги можно устанав-
ливать без фундаментов, обязательных для всех других
известных центрифуг. Их можно размещать и па верх-
них этажах зданий, когда этого требует технологиче-
ский процесс, переставлять с места на место почти так
же просто, как мебель в комнате.
По этому же принципу можно строить самобаланси-
рующиеся, нсвибрирующис осевые вентиляторы, дымо-
сосы, ротоклоны и турбинки. Подвеску ротора можно
сделать не сверху, а снизу. Это будет удобно для уста-
новки осевых дымососов прямо внизу дымовой трубы.
Машины центробежного литья для изготовления особо
плотных и качественных отливок, центробежные ма-
шины для получения совершенно однородного по тол-
щине минерального и другого искусственного волокна,
машины для формовки напорных железобетонных
труб — вот далеко не полный перечень новых областей
для использования пашей центрифуги.
Новый способ требует и нового решения проблемы
«внутреннего транспорта», который, как известно, тоже
связан с подводом энергии извне. И здесь нужно обяза-
тельно устранить жесткие связи механизма с приво-
дом.
Это достигается применением гидравлического дви-
гателя, использующего гидростатическое давление, кото-
рое возникает в жидкости при ее вращении. Давление
может привести в движение поршневой гидравлический
двигатель или турбину, как это показано на примере
73
Рис. 15. Ротор самобаланси-
рующейся шпековой центри-
фуги:
Г — полый вал; 2 — гидравличе-
ская турбина; 3 — шток, на кото-
ром полый вал подвешен к корпу-
су ротора; 4 — плавающий шнек,
соединенный с муфтой; 5 — гид-
равлическая муфта; I — питание;
“ — слив; 111 — выход осадка;
IV — силовая вода.
/И
ворка. Если погруженные в
непрерывно действующей
отстойной центрифуги
(рис. 15).
Шнек вращается внут-
ри ротора. Вода из водо-
провода впрыскивается в
полый вал ротора и попа-
дает в турбину, увлекае-
мую во вращение рото-
ром. Под действием вра-
щения турбины в воде
развивается давление,
под которым она выбра-
сывается из сопел и за-
ставляет вращаться гид-
равлическую муфту, соеди-
ненную со шнеком.
Внутрироторный меха-
низм может быть сделан
невесомым. Это не ого-
суспензию лопасти шпека,
лопатки и т. п. сделать плавучими, то сила, выталки-
вающая их из жидкости, умножается во столько раз, во
сколько центробежное ускорение больше ускорения
силы тяжести. Расчет показывает, что в центрифуге
диаметром 20 см с числом оборотов 10 тыс. в минуту на
пустотелые плавучие лопатки, сделанные из легкого
материала, действует выталкивающая сила более тонны.
Эта сила вполне может уравновесить те центробежные
силы, которые развиваются в частях внутрироторного
механизма, не погруженных в суспензию. Плавающий
внутрироторный механизм вследствие полной уравно-
74
Рис. 16. Ротор центробежного экстрактора:
рама с поворотными гребками; 2 — поршневой гидравлический
двигатель; 3 — полый вал для силовой воды; 4 — трубка для пода-
чи промывной жидкости; S — обратный фильтр; I — питание" II_
слив фильтрата; 111 — отработанная силовая вода; IV — промытый
осадок; V—промывная жидкость; а — зона фильтрования; б — зона
экстракции; « — зона противоточной промывки; г —зона сушки.
всшспности сил нс может вызывать внутреннего дис-
баланса. Потери на трение сведены к минимуму. Полу-
чается большая экономия энергии.
...Фронт незнания был прорван. Мысли обгоняли
одна другую... Мы с профессором Ф. Ф. Ланге работали
уже в разных местах, но настоящая наша жизнь била
ключом с 7 до 10 вечера в беседах, расчетах, обмене до-
гадками, в жестокой взаимной критике, и так до тех пор,
пока очередное изобретение не становилось доказанным,
убедительным и способным на самостоятельное сущест-
вование в бурном житейском море. Все чаще в наши раз-
говоры вклинивалась тема — изобретательство. Мы оба
много читали. Разговаривать нам было легко. Друг друга
мы понимали хорошо... Через много лет профессор, вспо-
миная эти разговоры, к моему бесконечному удивлению,
поблагодарил меня за то, что я научил его диалектике.
Рождалось целое племя центрифуг. Несколько лот в
каком-то упоении мы перемалывали самые сложные и
злободневные задачи химической и металлургической
технологии и решали их центрифугами и центрифугами.
Содружество оказалось очень плодотворным и полезным.
Мы работали коллективно, но в продукте каждый из
нас видел свой вклад. Мысли по обезличивались, а до-
полняли и развивали друг друга... Объясняли, уточняли,
расширяли поле действия...
Опыт такой работы говорит, по-моему, о том, что
творческий коллектив не может быть большим. Это —
два, три человека максимум. Длинные списки авторов,
украшающие некоторые авторские свидетельства, обра-
зовались, по-видимому, путем включения в число авто-
ров также и тех людей, которые помогали продвигать
изобретение. Такая практика, на мой взгляд, ведет к
тому, что подлинные авторы нс выявляются. С таким
неуважительным отношением к авторству, мешающим
изобретательству, надо бы по-настоящему бороться. К
включению в список соавторов следует относиться очень
критически и законодательным путем установить такой
порядок, чтобы в авторском свидетельстве было точно
указано, что именно каждый из соавторов изобрел. Это
вытекает из ясного материалистического положения о
том, что, как говорит советский философ П. В. Тавансц,
«мысль есть продукт материи, достигшей в своем разви-
тии высокой ступени совершенства, а именно — продукт
76
мозга. Отсюда следует, что любая мысль возникает и су-
ществует только как чья-то мысль, как мысль того или
иного человека. Ничьих мыслей быть не может» 35.
Центрифуги из экзотического аппарата превраща-
лись в универсальный аппарат, существенно увеличива-
ющий возможности многих технологических процессов.
Мы поставили цель заменять одной центрифугой целые
цехи и заводы и кое-что в этом направлении сделали.
Вот о чем стоит рассказать.
Для того чтобы быстро извлечь (или удалить) из
измельченного твердого вещества какой-то компонент,
его смешивают с растворителем этого компонента, опре-
деленное время перемешивают смесь, затем отделяют
раствор от твердого остатка. После этого остаток промы-
вают во избежание потерь растворителя и извлеченного
компонента и для обеспечения чистоты получаемого
твердого остатка. Приходится несколько раз репульпи-
ровать твердый остаток и таким образом добиваться
желаемых результатов за несколько приемов.
Самобалансирующиеся центрифуги позволяют весь
этот процесс упростить. Все будет делать одип-сдин-
ственный основной аппарат — центрифуга-экстрактор.
На рис. 16 показан ротор центрифуги-экстрактора с
поршневым двигателем. При надлежащем выборе числа
и размеров гребков, величины их хода, числа ходов в ми-
нуту и толщины слоя осадка можно избежать соедине-
ния между собой канавок, прокладываемых гребками
при перемещении осадка. Жидкость, двигаясь к слив-
ному порогу, будет просачиваться сквозь слой осадка по
принципу противотока. Гребки к тому же хорошо пере-
мешивают осадок. Высокой степени отмывки раствора от
осадка можно в этих условиях добиться самым малым
количеством промывной жидкости. Эта центрифуга
позволит осуществить идеальный процесс разделения
суспензии: осадок не будет практически содержать пер-
воначального растворителя, а количество чистого слива
будет в точности соответствовать первоначальному ко-
личеству растворителя.
Наши центрифуги могут решать такие задачи, какие
явно противопоказаны обычным центрифугам.
Возьмем хотя бы гелеобразные осадки.
Гелеобразные осадки — это камень преткновения для
инженеров. Фильтруются они очень медленно и удержи-
77
вают очень много раствора. Для их фильтрования и про-
мывки требуется большая фильтрующая поверхность,
т. е. целые «фильтровальные заводы» внутри завода с
целым морем растворов. Появление при разработке ка-
кого-либо нового процесса гелеобразпых осадков обычно
заставляет отказаться от данного варианта процесса, как
бы хороши ни были его другие показатели. Эти осад-
ки — один из тупиков современной техники.
Вспомните, читатель, свое детство! Вспомните, как
вы разминали глину, желая вылепить из нее забавных
зверюшек и другие фигурки. Комок глины при много-
кратном перебрасывании в руках разжижается, и на
поверхности его выступает влага. Эту влагу можно было
даже собрать на промокашку. Вот эта техника детской
скульптуры и была использована нами. Отделение влаги
от гидратных осадков возможно, конечно, только в отно-
шении той части влаги, которая не связана с ними хи-
мически. Для обезвоживания таких трудных осадков
хорошо применить метод
многократных ударов в со-
четании с фильтрованием.
Вот как выглядит такая
центрифуга (рис. 17).
Попадая в планетарно
вращающиеся барабаны
центрифуги, сырая масса
вовлекается в сложное дви-
жение. Ковши, укреплен-
ные на внутренней поверх-
ности барабанов, «подни-
мают» массу из положения
А в положение Б. Ковши
так устроены, что в «верх-
Рис. 17. Ротор центрифуги для
фильтрования с ударами:
1 — ротор центрифуги; 2 — бара-
бан, вращающийся планетарно и
плавающий внутри ротора; 3 —
гидравлический привод бараба-
нов; 4 — ковши; S — желоб-пово-
док; в — фильтровальная ткань;
Г — питание; II — слив фильтрата;
III — удаление обезвоженного
осадка; IV — впрыск воды или
оборотного слива.
78
йен» положеййи В ойи перестают удерживать массу, и
под действием разности центробежных сил в точке А и
В она «падает» обратно в точку А. При ударе упавший
комок массы частично выделяет влагу, которая просачи-
вается сквозь фильтрующую стенку барабана. Осадок с
каждым падением приближается к разгрузочному концу
и выходит из центрифуги обезвоженным.
Удары и перемещения масс внутри ротора противо-
показаны обычным центрифугам, и для них ударное
фильтрование вещь невозможная. Самобалансирование
центрифуги и в этом случае обеспечивает совершенно
спокойную работу.
* * *
Признаками, по которым можно определить, что та
или иная отрасль промышленности, тот или иной про-
цесс требуют революционного усовершенствовапия, при-
ложения головы и рук изобретателей, довольно просты
и понятны. Это — либо чрезвычайная сложность, какую
процесс приобретает, стремясь удовлетворить предъяв-
ляемые к нему все растущие требования, либо чрезвы-
чайная дороговизна его, что обнаруживается простым
взглядом на калькуляцию стоимости продукта, для из-
готовления которого процесс применяют, либо просто
невозможность достичь желаемых результатов методами
существующей техники. В химической и металлургиче-
ской промышленности такими можно считать процессы,
проводимые под высоким давлепием.
Высокое и ультравысокое давление применяется
(или может быть применено) для разрушения коллоид-
ных систем и для фазовых превращений, полимеризации
и синтеза по химическим реакциям, идущим с уменьше-
нием объема, часто даже без применения катализатора.
С применением гидрокомпрессоров до сих пор удает-
ся достигать и длительно поддерживать давления 5—10
тыс. атм. Однако создание высоких давлений средствами
известной техники представляет трудную задачу. Ком-
прессоры высокого давления — это громоздкие, малопро-
изводительные аппараты с низким коэффициентом по-
лезного действия (что-нибудь около 0,5), к тому же
с ограниченными возможностями создавать давление.
Компрессоры быстро изнашиваются, они дороги как по
79
капитальным, так и по эксплуатационным затратам. Да
и весь комплекс аппаратов высокого давления с его
специальными трубопроводами, клапанами и т. п. де-
лает применение высоких и ультравысоких давлений
делом весьма сложным и дорогим. Компрессия высоко-
агрессивных веществ (например, фторидов) чрезвычай-
но затруднена вследствие невозможности устранить ме-
ханическое трение внутри аппаратуры, особенно в обла-
сти высокого давления. Трение снимает образующуюся
защитную пленку и этим вызывает быстрое разрушение
аппаратов.
Очень многие детали аппаратуры высокого давления
массивны и должны быть весьма тщательно изготов-
лены из стали наивысшего качества.
Чем выше давления, тем больше возможностей для
химии, но... тем тяжелее и сложнее становятся аппара-
тура, трубопроводы и арматура, тем ниже производи-
тельность установки, том дороже обходится производ-
ство.
По-видимому, произошло то, что часто случается в
технике: в этом
направлении она исчерпала все свои
возможности, и каждый новый шаг
по проторенному пути обходится
все дороже и дороже, и эта техника
все менее подходит для многотон--
важных производств.
Давления 5 тыс. атм. можно, ко-
нечно, достичь при помощи U-об-
разной трубки громадных размеров
(рис. 18). По для такого устройст-
ва понадобилось бы вырыть шахту
глубиной 50 км, чтобы преодолеть
трение жидкости о стопки 100-ки-
лометровой трубки (в оба конца),
приемную воронку пришлось бы
поднять над уровнем слива при-
мерно па километр. Чем глубже в
шахту, тем массивнее должны быть
трубы и флянцы, иначе они по вы-
Рис. 18. Фантастическая шахта:
I — приемная воронка; 2 — сливная трубка.
80
Рис. 19. Центрифуга-автоклав:
1 — ротор; 2 — спиральный канал; 3 — полая полуось рото-
ра; 4 — центральная, загрузочная трубка; S — концентрич-
ная, разгрузочная трубка; 6 — камера ротора; 7 — центро-
бежный вакуум-затвор; I — сырьевые материалы; II — про-
дукты; III — вакуум.
держат увеличивающееся с глубиной давление. На дне
U-образной трубки действительно будет достигнуто дав-
ление 5 тыс. атм. Но таких шахт пока что никто еще не
умеет делать, а если бы и сделали, то сооружение и под-
держание ее в исправности обошлось бы во много раз
дороже, чем обычных современных заводов, применяю-
щих высокое давление. К тому же заметим, что этот
6 В. Мухачев 81
длиннющий «U-образ» все-таки оставался бы аппаратом
высокого давления.
Вместо всего этого можно обойтись одним аппара-
том— центрифугой (рис. 19), используя гидростатиче-
ское давление, возникающее в жидкости за счет центро-
бежной силы. Это давление зависит от окружной скоро-
сти, как показано в таблице:
Зависимость давления в жидкости от окружной скорости
Окружная скорость (м/сек) 100 200 300 400 500 700 1000
Давление в жидкости с плотностью 1 (атм.) 50 200 450 800 1250 2450 5000
Современная техника использует окружные скоро-
сти до 700 м/сек. Разными специальными мерами верх-
ний предел окружной скорости может быть повышен
примерно до 1000 м/сек.
Применяя в качестве жидкости воду, можно достиг-
нуть давления 5 тыс. атм., а взяв более тяжелые жидко-
сти, давление можно повысить принципиально даже до
68 тыс. атм. (для ртути). Длительно поддерживать та-
кое давление для промышленных аппаратов средствами
обычной техники пока что невозможно. Очень высокие
давления можно получить при взрыве, но это будет
ударная нагрузка и процесс совершенно необратимый,
т. е. принципиально невыгодный, неэкономичный.
Ротор центрифуги, создающей такие колоссальные
давления, выполняется в виде тела равного сопротивле-
ния. Внутри него имеется спиральный канал, концы ко-
торого выходят наружу по полой полуоси ротора. Обра-
батываемая жидкость практически без давления непре-
рывно впрыскивается в центральную трубку, а продукт
выходит по концентрической трубке, также без давле-
ния. Спиральный капал частично расположен в зоне
наибольших центробежных ускорений, и вещество, под-
вергаясь действию высокого давления, образующегося в
этой части канала, претерпевает различные нужные,
необратимые превращения.
Здесь нам помогли доводы в пользу цептрифугирова-
82
ния как обратимого процесса, которые и пробудили спе-
циальный интерес у пас, изобретателей, к центрифугам.
Двигаясь от центра к периферии, жидкость получает
энергию от ротора, а возвращаясь от периферии к цен-
тру, снова отдает ротору накопленную ею энергию.
Жидкость как бы берет энергию от тела ротора взаймы
и, когда дело сделано, честно отдает все, что она поза-
имствовала, за исключением, понятно, той небольшой
части энергии, которая израсходована на целевую реак-
цию и па всякого рода трение и вихревое движение.
В существующих системах высокого давления такого
честного отношения к возврату энергии аппараты пе
проявляют, потому что каждый из них в отдельности
безжалостно превращает ее в теплоту, которая безвоз-
вратно рассеивается. Отдавать взятую взаймы энергию
существующие аппараты практически могут лишь как
банкроты: по пятачку за рубль. В центрифуге же про-
цесс принципиально обратим. На обыденном языке это
означает то, что процесс может проводиться с мини-
мальной бесполезной затратой энергии — в основном
лишь па небольшое трение вещества при прохождении
ио каналам. Энергия на преодоление этого трения полу-
чается, понятно, от ротора же. Для этого предусмотрен
выпуск жидкости на чуть большем расстоянии от оси,
чем впуск.
Камеру ротора можно держать под умеренным ва-
куумом, путем ее герметизации вполне экономичными
по расходу энергии центробежными затворами. Эти за-
творы одновременно могут выполнять функции демпфе-
ров, обеспечивая самобалансировку и устойчивость вра-
щения ротора. При вращении в вакууме расход энергии
на трение ротора о воздух отпадает. Практически цен-
трифуга будет расходовать энергии только немногим
больше того, что требует целевая реакция.
Твердые вещества и газы можпо подавать в ротор в
виде раствора или даже в виде суспензии. Понятно, что
в последнем случае во избежание расслаивания надо
позаботиться о том, чтобы обеспечить турбулентность
движения.
Камера впрыска может быть поставлена под умерен-
ное давление. Это открывает возможность подачи в ро-
тор ожиженных углеводородов и осуществления таким
образом процесса получения полиэтилена, полибутилепа
83
и других чрезвычайно важных продуктов. Раствори^
мость газов в воде и других жидкостях под давлением
сильно увеличивается, и, таким образом, газы можно
вводить в ротор не только в виде эмульсии, но и в виде
истинного раствора.
Как видно из рис. 19, задача внутреннего теплооб-
мена решается довольно просто. Подогрев реакционной
зоны можно производить от излучателей, помещаемых
в камеру ротора. Отвод тепла, выделяющегося при экзо-
термической реакции, или необходимое термостатирова-
ние можно производить холодной водой, вводимой и
выводимой через противоположный конец ротора.
Центрифуга должна найти самое широкое примене-
ние в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, азот-
ной, химико-фармацевтической и пищевой промышлен-
ности, в промышленности пластмасс £в первую очередь,
по нашему мнению, в производствах полиэтилена поли-
меризацией его в растворе углеводородов, полимербен-
зина, полистирола и, частично, политерефталатов) и др.
Такое решение вопроса находит и сторонников и против-
ников. Спор еще только разгорается.
При работе над этой центрифугой мы, естественно,
узнали о том, как высокое давление заставляет металл
течь, а керосин — твердеть. Резина под давлением в
сотни атмосфер была текуча, как вода. В одном из опы-
тов резиновое кольцо утекало в этих условиях даже
через тончайшую щель, оставшуюся при прессовой
посадке деталей. Это происшествие причинило массу не-
приятностей.
Ну, а почему бы не применить эти неприятности с
пользой? Почему бы не использовать разжижаемость
резины под давлением для ее фильтрования?
Где фильтрование резины было бы полезно, искать
не пришлось. «Выстрел» лопнувшей автомобильной ши-
ны на улице дал громкий ответ. Миллионы старых, из-
ношенных автомобильных шин лежат в штабелях. Их
некуда девать. Прекращен прием резины в утиль. Ре-
зину жгут в топках. Вместе с ней сгорает ее армиров-
ка — шинный корд. Ежегодно третья часть хлопка, вы-
ращенного в Средней Азии, идет на производство корда,
который потом сжигают. А его можно отфильтровать от
резины и снова использовать. Тогда производство хлоп-
ка как бы увеличится в полтора раза!
84
Фильтровать через что? Только через тонкопористый
металлический фильтр. И фильтровать именно в центри-
фуге, не прибегая к прессам. Спорно? Безусловно, го-
ворят противники. Заманчиво? Да, говорят сторонники.
Решит подготовляемый эксперимент.
Быстрые капли
Наш союз с лабораторией «по ту сторону кори-
дора» — в действии. Второй вопрос, заинтересовавший
нас,— добыча, дробление и измельчение горного сырья.
Эти процессы стоят чрезмерно дорого; надо изобрести
принципиально новые, экономичные пути. Год от года
пускать на промышленные разработки приходится все
более и более бедные источники сырья. Особенно это от-
носится к горнохимическому и горнометаллургическому
сырью. От этого дорожает продукт. Стало быть, эксплу-
атация более бедных источников сырья требует новой
техники, революционных изобретений. «Нередко изобре-
татель,— как говорил известный советский патентовед
Энгельмейер,— должен, так сказать, угадать потреб-
ность уже тогда, когда она еще только назревает» 37.
Мы — трое ученых — профессор Ф. Ф. Ланге, канди-
дат технических наук Л. В; Мигунов и я собираем кон-
силиум. «Больная» — экономика измельчения. Диаг-
ноз — недостаточная интенсивность процессов. Болезнь
запущена. Лечение требуется радикальное. Для назна-
чения правильного лечения надо как следует изучить
организм больной. У каждого из нас на столе появляют-
ся стопки книг. Еще бы! Мы осмеливаемся подвергнуть
сомнению тот метод лечения, который применялся по
указанию специалистов. А мы — пе специалисты, но-
вички в этом доме. Но именно нам-то, со стороны, го-
раздо виднее общая картина. Кстати, специалист часто
из-за деревьев не видит леса. В этом — в отсутствии тра-
диций и предрассудков — было наше преимущество.
И вот мы приступили к работе. Приступили, движи-
мые только неудовлетворенностью состоянием техники
измельчения и желанием изобрести что-то, поднимаю-
щее эту технику на новый, более высокий уровень.
Достаточно ли этих стимулов, чтобы изобрести?
На мой взгляд, для изобретателей, уже имеющих
85
творческий опыт и знание материала, вполне достаточ-
но. Нельзя поручиться, что новое изобретение произве-
дет техническую революцию, но изобретение будет обя-
зательно. Вооружаемся такой решимостью и начинаем.
Ведь «наши желания,— как говорил Гете,— суть пред-
чувствия имеющихся у нас способностей и предтечи тех
вещей, которые мы в состоянии выполнить. То, что мы
можем и что желаем, представляется нашему воображе-
нию находящимся вне нас и в будущем, так что мы ощу-
щаем влечение к предмету, которым уже обладаем
втайне. Таким образом, страстное предвосхищение пре-
вращает возможность в воображаемую реальность»38.
Книги, книги, книги... Читаем. Сравниваем. Картина
становится все более ясной.
Ежегодно приходится измельчать миллионы тонн ка-
менного угля, руды и нерудных ископаемых. Требования
к качеству помола непрерывно повышаются. Это
понятно: ведь, например, тонкое измельчение угля поз-
воляет извлечь из него все цепные фракции (коксую-
щуюся часть, сырье для получения полупроводников,
химическое сырье) и предотвратить отравление атмо-
сферы сернистыми соединениями.
Тонкое измельчение руд, как правило, облегчает их
обогащение.
Мельницы в процессе измельчения материалов изна-
шиваются, значит, тысячи топи легированной стали
идут в скрап и пыль. На каждую тонну получаемого ма-
териала расходуется, в зависимости от характера мате-
риала и топины помола, от 5 до 55 квт-ч. Только ежегод-
ный прирост расходов на измельчение во всем мире по
размеру равен стоимости суточного пищевого рациона
населения всего земного шара.
Почему же измельчение стоит так дорого? Причи-
ны — неэффективность применяемых методов и аппара-
тов и многостадийность процесса, с чем связаны боль-
шие капитальные затраты, необходимость подготовки
целой армии рабочих и инженеров, изготовление увеси-
стой и разноликой техники для весьма длинной техно-
логической цепи.
Инженеры уже давно обратили внимание па возмо-
жность разрушения горных пород ударом воды, благо,
за малыми исключениями, ее можно считать самым
доступным природным материалом. К тому же попутно
86
решается вопрос об удобном и экономичном транспорте
добытых твердых материалов — по трубопроводам.
Гидравлические методы широко используются при
разработке россыпей, а в отдельных случаях — для от-
крытой разработки малопрочных углей. Гидравлическое
разрушение пород средней крепости ограничивается
опытными промышленными установками, а разруше-
ние крепких пород пока пе вышло за пределы экспери-
ментальных установок совсем небольшого масштаба.
Такое слабое развитие гидравлических методов приме-
нительно к более крепким горным породам имеет вес-
кие причины: неудовлетворительность самого способа
получения струи жидкости, неправильное и весьма не-
полное использование ее свойств.
До сих пор большие скорости жидкости придают
путем выбрасывания ее под большим давлением из соп-
ла. Высокое давление создается специальными гидро-
компрессорами или гидравлическим тараном. Но ис-
пользование высокого давления требует специальных
коммуникаций для его передачи и лишает установку
подвижности. Само создание предварительного высокого
давления связано с общеизвестными затруднениями и
ограничениями.
Второй недостаток вытекает из неправильного осве-
щения и разрешения в современной науке вопросов
энергетики собственно процесса разрушения твердых
тел гидравлическим методом. Для технических целей до
сих пор используют только разрушение струей «боль-
шого давления», постоянно направленной па предмет.
При этом для разрушения даже таких не очень
прочных материалов, как известняк или каменный
уголь, требуется давление до 200 атм. и выше, что соот-
ветствует скорости воды 200 м/сек. Между тем, приме-
няя метод частых ударов, более твердый и прочный
материал можно разрушать при скоростях в 3 раза
меньших, чем при методе постоянной струи.
Кто-то из товарищей по работе рассказал о том, что
па одном из кавказских рудников пробовали обстрели-
вать грудь забоя из пулемета. Руда измельчалась, и все
было бы хорошо, по... куда девать пули?
Надо взять такое вещество, которое было бы твердым
и прочным в момент выстрела и попадания в цель, а
потом исчезало бы.
87
Да ведь у нас как раз и получаются такие водяные
пули! При высоких скоростях они тверды, как сталь.
Когда же они сделали свое дело, то становятся обыкно-
венной водой и текут под уклон.
Физическая сущность разрушения горной крепкой
породы — это не гидравлический удар. Хотя энергия
гидравлического удара капли недостаточна для разру-
шения скальных пород, струя в виде отдельных капель
разрушает их при напорах ниже их предела прочности.
При сплошной струе для достижения того же эффекта
напор должен превышать предел прочности материала
разрушаемого тела.
Известно, что энергия струи жидкости на единицу
массы пропорциональна квадрату ее скорости. Следова-
тельно, идя методом частых ударов и добиваясь эффек-
тивного разрушения при меньших скоростях, можно
улучшить экономику технического процесса в десятки,
а может быть, даже в сотни раз.
При современных успехах техники быстроходных
машин проще и лучше создавать скорость непосредст-
венно, а не обходным путем, через давление, как делают
теперь.
Большие скорости легко получаются па ободе быст-
ровращающегося ротора. Струю ротор дает именно
такую, какую нужно: отдельными каплями. Чтобы изба-
виться от всех промежуточных «инстанций», посадим
ротор прямо на вал электромотора, а чтобы получить
максимальную скорость, электромотор возьмем высоко-
частотный. Он к тому же компактнее и легче других
двигателей.
Этим выбором мы берем быка за рога: облегчаем ор-
ганизацию серийного производства и получаем дешевый,
подвижный аппарат.
Полый вал высокочастотного электромотора заканчи-
вается ротором с соответствующими каналами и соп-
лами (рис. 20). Вода впрыскивается в ротор под напо-
ром, обычным для водопровода. В роторе она при-
обретает скорость, равную окружной скорости сопла.
Гидростатическое давление воды, порождаемое центро-
бежными силами, в сопле преобразуется в кинетическую
энергию, которая дает вторую слагаемую скорости. Ре-
зультирующая скорость получается сложением этих
двух векторов и зависит от конструкции ротора.
88
Рис. 20. Общий вид аппарата:
1 — корпус; 2 — статор высокочастотного электромотора; 3 — ротор
высокочастотного электромотора; 4 — полый вал электромотора;
5 — ротор центрифуги; 6 — капал; 7 — сопло; I — впрыск воды;
II — выход воды; III — грудь забоя.
Сейчас достижимы окружные скорости до 700 м в се-
кунду. Значит, применяя ротор, можно получить ско-
рость даже 1400 м в секунду — в 4 раза больше скорости
звука в воздухе и в 2 раза больше скорости винтовочной
пули. Чтобы создать такую скорость в гидромониторе,
потребовался бы гидрокомпрессор на давление по край-
ней мере в 10 тыс. атм., что нереально.
При расположении сопел на лобовой поверхности ро-
тора нормально рабочая скорость жидкости на 40%
больше окружной. Этот ротор особенно удобен для ряда
промышленных целей, так как дает направленное дви-
жение жидкости. Достигаемая посредством его скорость
жидкости 1000 м в секунду по расчетам более чем доста-
точна для разрушения даже таких крепких горных
пород, как кварц, особенно если применить сосредото-
ченный удар. Для пород средней крепости можно
довольствоваться окружной скоростью ротора что-ни-
будь около 100 м в секунду, что при диаметре ротора,
скажем, 200 мм требует всего около 10000 оборотов в
минуту. Частота тока при этом потребуется около 200—
250 герц.
На рис. 20 показан общий вид аппарата. Как видно,
по простоте, легкости изготовления, а значит, и по цепе
он лишь незначительно отличается от электромотора.
Массивный ротор па одном валу с электромотором —
89
Рис. 21. В канале ротора воз-
никает гидростатическое дав-
ление, преобразовываемое в
кинетическую энергию струи
со скоростью гСтруи> рав-
ной окружной скорости сопла,
как элемента ротора, обозна-
ченной ^окружная- Двигаясь
вместе с ротором, сопло при-
дает воде, протекающей через
него, скорость, равную по ве-
личине и направлению окруж-
ной скорости ^окружная- Дей-
ствительная скорость выбро-
шенной из сопла жидкости
^рабочая получается геометри-
ческим сложением векторов
Гструи И ^окружная-
это маховик, аккумулятор энергии. При периодическом
пропуске воды маховик позволяет развивать в то не-
большое время, какое требуется для процесса, громад-
ную мощность, во много раз превышающую среднюю
мощность привода. Маховик-ротор при этом тормозится,
по в интервалах, крутясь вхолостую, снова набирает
обороты и энергию от электромотора.
Регулируя частоту импульсов, можно получать от ро-
тора капли самого различного размера и вести разруше-
ние массива горной породы так, как это требуется в раз-
личных случаях. Можно превращать горную породу и в
тончайшую пыль, и в куски заданного размера: «оре-
шек», «кулак» и даже в глыбы.
Центробежные насосы для давлений в несколько сот
атмосфер сделать нельзя. По ряду вполне обоснованных
причин техника высоких давлений идет по пути приме-
нения поршневых гидрокомпрессоров. Они имеют малую
производительность и низкий коэффициент полезного
действия — около 0,5. Для промышленной гидравлики
они не пригодны. Только ротор может обесйечить полу-
чение мощной струи высокой скорости с хорошим коэф-
фициентом полезного действия.
Ротор позволит избежать излишнего большого рас-
хода стали при измельчении, совместить измельчение
90
Урабочая
V окружная
Рис. 22. Пользуясь тем, что
действительная скорость струи
v рабочая получается сложены-
ем векторов ^окружная и ^струи»
МОЖНО получить ^рабочую» рав-
ную удвоенной окружной ско-
рости. Для этого достаточно
направить сопло в сторону
вращения.
материала с его добычей и даже обогащением, получая
при этом желаемую тонину помола за один прием и су-
щественно снижая стоимость измельчения. Вместо длин-
ной цепи аппаратов — один ротор. Вместо тысячной ар-
мии людей — несколько «ротористов».
Мы подошли к задаче с предвзятым мнением: техни-
ка измельчения отстала от жизни, и нужно хорошее
изобретение, чтобы подхлестнуть ее как следует. Пра-
вильно ли начинать дело с предвзятого мнения? Да! По
двум^причинам.
Во-первых, рассуждая диалектически, начало всяко-
го нового дела — отрицание старого.
Во-вторых, во всяком начинании нужна руководя-
щая идея, которая дисциплинировала бы рассуждения
и давала направление в работе. Ведь в этом вся сила
изобретательской мысли. В начале творческого процесса
руководящая идея — это и есть предвзятость.
Рис. 23. Если сопло рас-
положить на лобовой по-
верхности ротора, то
жидкость будет выбра-
сываться ротором в од-
ном направлении: перед
лобовой поверхностью
ротора. Это практически
удобно.
91
Рис. 24. На рисунке схема-
тически изображено анфас
простейшее решение им-
пульсного способа работы.
В полый вал ротора 1 встав-
лена неподвижная труба 2 с
боковым отверстием 3. При
вращении ротора устье кана-
ла 4 периодически совмещает-
ся с отверстием 3. При этом в
канал 4 отсекается порция
жидкости. Периодичность
изображенного на рисунке ре-
шения — один импульс ва
один оборот. Другими приема-
ми периодичность импульса
может быть получена другая,
с большей выдержкой време-
ни, а импульсы — более мощ-
ные.
Хуже всего иметь предвзятое мнение, но не отдавать
себе отчета в том, что ты его имеешь, какое оно и го-
дится ли для рассмотрения вопроса, и тем не менее им
воспользоваться. Нетерпимость в отношениях между
изобретателем и людьми, к которым он обращается за
содействием, к сожалению, имеет основания именно в
том, что сталкиваются безотчетно предвзятые мнения,
часто противоположные по смыслу.
«Часто говорят, что экспериментировать необходимо
без предвзятого мнения. Но это — вещь певозмощная...
Бессознательно предвзятые мнения в тысячу раз опас-
нее,— говорил известный французский физик . и ма-
тематик Пуанкаре,— чем сознательные; те и другие
предвзятые мнения взаимно компенсируются» 39.
Вот что говорят о предвзятости другие зпамепитые
ученые.
Немецкий физик Герц, открывший электромагнит-
ные волны: «Ошибочно постоянно удерживать в ходе
исследования какое-нибудь предвзятое мнение, но в на-
чале этого исследования такое мнение не только не
вредно, по даже необходимо» 40.
«Ничто не делается без предвзятых идей,— говорил
Л. Пастер,— нужно лишь быть настолько разумпым,
чтобы только тогда верить в собственные идеи, когда
они подтверждены на опыте» 41.
Опытом проверяется правильность человеческого
мышления. Но вся соль в том, что «не надо забывать,—
как говорил Ленин,— что критерий практики никогда не
92
может по самой сути дела подтвердить или опроверг-
нуть полностью какого бы то ни было человеческого
представления» 42.
Человечество развивается, только опровергая новым
опытом опыт предыдущий. Ведь как говорил Герц, «что
дано опытом, то им же может быть опровергнуто» 43.
Это сказано в книге Герца «Основы механики» и в
предисловии, написанном Гельмгольцем. Последний со-
глашается с Герцем.
* * *
Работать творчески вдвоем-втроем много легче,.чем
одному. Во всех отношениях легче: огромный труд изу-
чения вопросов, относящихся к задаче, всякого рода
расчеты по ходу работы, кропотливый труд разоблаче-
ния всякого рода химер, от которых надо избавиться
до того, как изобретение выходит «на люди»,— весь
этот груз распределяется на плечи двух-трех человек.
Каждый участник имеет свою точку зрения, и удары
взаимной критики помогают скорее разрушить «китай-
ские стены» предрассудков, укоренившихся в сознании
каждого из нас и мешающих развивать новые идеи.
Критика нужна во всяком деле. Каждый из нас, со-
авторов, в ходе работы в чем-то ошибался. Терпеливое
выслушивание критических замечаний, как бы несураз-
ны они ни казались, уважение к мнению другого, готов-
ность по-деловому доказывать и опровергать все, что
по ходу дела нужно, превратило взаимную критику в
инструмент оттачивания основного замысла.
На стене висел старинный офорт, изображавший Га-
лилея, демонстрирующего свою систему во Флоренции.
Выработанная нами методика совместной работы ожи-
вила эту картину. В самом деле, что мы должны ска-
зать о таких новаторах в науке, как отец современной
науки Галилей, который отстаивал мнение, вызывавшее
возражения огромного большинства, но впоследствии
завоевавшее поддержку почти всех? Идеи дошли до лю-
дей посредством аргументов, а не эмоциональных при-
зывов или применения силы. Тут предполагается иной
критерий, чем общее мнение.
Оценка изобретательских предложений — острый
злободневный вопрос. Он и не может быть иным. Ведь
здесь заложены не только объективные практические
93
трудности: правильность изложения изобретения, ком-
петентность, эрудиция и добросовестность эксперта, от-
сутствие разных привходящих обстоятельств и т. д.
и т. п. Как ясно из вышеизложенного, оценка изобрете-
ний имеет и принципиальную, теоретическую трудность,
основанную па диалектичности самого процесса позна-
ния.
Если в научно-исследовательском институте к оценке
изобретательских предложений привлекаются прогрес-
сивные, честные работники, то все, казалось бы, в по-
рядке. Но где та мерка, которую нужно приложить к
данному инженеру, оценивающему данный во-
прос, чтобы убедиться, что в д а п и о м случае он про-
грессивен и объективен?
А ведь от экспертизы зависит судьба изобретения:
быть или не быть ему оформленным авторским свиде-
тельством, попасть или не попасть в списки изобрете-
ний, рекомендованных для реализации.
При оценке изобретательских предложений крайне
опасно полагаться на мнение большинства, так как но-
вое, как правило, с трудом воспринимается сознанием
большинства людей. Стало быть, для правильной их
оценки надо выбрать какой-то другой путь, применить
какие-то иные критерии.
Что же делать?
Очевидно, полагаться па посредство аргументов, на
научный подход в решении вопросов. Такой подход в
любых творческих спорах, как известно, заключается в
следующем:
каждое мнение автора и оппонентов должно быть
соответственно доказано и обосновано;
при доказательствах и обосновании мнений должны
учитываться: благо всех людей, а не какой-либо группы;
экономное расходование труда всех людей; динамика и
перспективы развития науки и техники; рациональное
использование природных ресурсов; кроме того, обсуж-
даемый вопрос должен разбираться всесторонне, а не с
точки зрения какой-либо группы;
в случае песовпадепия обоснованных мнений истина
находится научно поставленным экспериментом;
решения в этих спорах принимаются пе большинст-
вом голосов, а путем анализа всех высказанных обосно-
ванных мнений, в том числе и по экспериментам; реше-
94
ния принимаются только в том случае, если автор и лю-
бой участник дискуссии убедятся (и заявят об этом),
что они поняты правильно и их мнения при обсуждении
не искажены.
Можно подумать, что, руководствуясь этими запове-
дями, спорщики никогда не придут к какому-либо реше-
нию. Но при высказывании научно обоснованных мне-
ний это исключается. Свободная дискуссия по научно-
му вопросу имеет ту особенность, что вспыхивает и
ведется она то тут, то там, в обширной аудитории, измен-
чивой в своих формах, границах и составе. В этих усло-
виях люди беспринципные, высказывающие необосно-
ванные суждения, действующие импульсивно, эмоцио-
нально или с волевым нажимом, неизбежно переходят
от наступления к защите и в конечном счете остаются
за бортом научного спора. Таким образом, они посте-
пенно теряют свое влияние. Люди же пауки, за редким
исключением, придерживаются одинаковых интеллекту-
альных стандартов, и поэтому дискуссии и исследова-
ния обычно приводят к логическому завершению.
Искры из кремня
Удары судьбы ломают слабых людей и закаляют
сильных. Удары критики разрушают слабые идеи — за-
блуждения. Но если ядро мысли крепкое, то эти же уда-
ры, как кремень из стали, высекают искры новых идей.
И вот наше гидравлическое измельчение попало под пе-
рекрестный огонь жестокой критики. Идея гидравличе-
ского ротора выдержала все испытания критики. А от
критических ударов родились новые изобретения. «Каж-
дое разрешение проблемы включает новую пробле-
му» (Гете) 47. Добавлю: и даже целые цепи изобрете-
ний, каждое из которых опирается на плечи предыду-
щего.
Истечение воды из сопла ротора при гидравлическом
измельчении происходит с огромной скоростью. Хотя со-
пло и короткое, но из-за большой скорости потери на-
пора в нем могут достигать заметных размеров. Боль-
шие скорости — это повышенный износ, опасность раз-
рывов сплошности жидкости и появления кавитации —
явления, разрушающего гребные винты быстроходных
95
судов, колеса центробежных насосов и колена тубопро-
водов.
Подумаем, как же происходит разрушение твердой
поверхности жидкостью в случае кавитации? Частица
жидкости обязательно должна ударить о твердую по-
верхность, зацепить и выбить оттуда частицу твердого
материала. Вспоминается прочитанное (в связи с моими
изобретениями в области катализа) о моно молекуляр-
ных пленках.
В этих пленках молекулы все как одна расположены
одинаково: одним концом, содержащим одни группы
атомов, молекулы крепко держатся за молекулы твер-
дого тела, а другим концом, несущим группы атомов с
другими свойствами, как «трава на газоне» (именно та-
кое сравнение пришло в голову), торчат наружу... Сно-
ва книги, справочники, новейшие журналы. Исчерпы-
вающее знакомство с гидрофобными материалами. Теф-
лон? Очень хорош! Но пока что им трудно покрывать
металлические поверхности. Покрытие получается не-
прочное. Полиэтилен? Тоже хорош! Но на металлах он
держится неважно. А вот кремнийорганические соедине-
ния отлично подходят, потому что они прочно покры-
вают поверхность металла, как бы спаиваясь с ним. в
одно целое. Гидрофобный слой в сопле уменьшает тре-
ние и исключает разрушение кавитацией, потому что
молекулы воды, ударяясь о гидрофобную поверхность,
не могут зацепить ни одну молекулу такого полимера.
Раз так, то можно резко снизить напор, создавае-
мый водопроводными Станциями для преодоления тре-
ния воды о стенки труб. Даже стоит делать водопровод-
ные трубы из полимеров, например из полиэтилена. Это
дешевле и в изготовлении и в эксплуатации.
В опасных местах трубопроводов, чаще всего разру-
шаемых кавитацией, металлические колена надо заме-
нить коленами, изготовленными из гидрофобных пласт-
масс или покрытыми ими. Теми же средствами можно
сохранить гребные винты, и морские суда смогут доль-
ше плавать без захода в док.
Дальше — причудливый скачок мысли. По ассоциа-
ции с образом «как трава на газоне» вспомнилось, как
я с братом во время отпуска мыл золото. В качестве
ловушки после вашгерда мы клали дерн. Размытый пе-
сок протекал по траве. И действительно из дерна потом
96
вытряхивалось каждый раз по нескольку крупинок зо-
лота. Так вот эта «трава» должна быть из гидрофобно-
го полимера. Тогда будет улавливаться даже плавучее
золото. То самое таинственное золото, из-за которого
драги недодают, бывает, 30—40% золота. Маты и плис
на дражных шлюзах надо сделать из гидрофобного по-
лимера, ну хотя бы из полиэтилена, нейлона, капрона,
нитрона, или покрыть соответствующим гидрофобным
лаком.
Касаясь одного из своих открытий, русский акаде-
мик Б. С. Якоби однажды сказал, что «это открытие
было результатом того духа противоречия, которому я
обязан большинством других своих открытий» 48.
По этому руслу и пошло наше дальнейшее изобрета-
тельство в области измельчения.
Нам заявили, что вода, выбрасываемая ротором, бу-
дет распыляться и потеряет, таким образом, разруши-
тельную силу. Расчетом мы показали, что воздух, за-
ключенный между ротором и грудью забоя, не может
отнять у воды более 5—6% энергии, а это практически
неощутимо. Мы доказали, что измельчение можно осу-
ществить в вакууме, и представили одобренный теперь
проект гидравлической центробежной мельницы с ва-
куумированием (рис. 25). Более того, показали, что ча-
стичный вакуум в забое на уголь-
ных копях позволит извлекать и
использовать содержащийся в
угольных пластах метап.
Далее была подвергнута сомне-
нию эффективность измельчения
капельками воды. Расчетом с ис-
пользованием опытных данных мы
доказали, что при скорости 700 м
в секунду — скорость пули — ка-
пельки воды дробят даже кварц, и
предложили при добыче руды ис-
пользовать тяжелые солевые ра-
Рис. 25. Гидравлическая центробежная
вакуумная мельница:
1 — герметичный корпус; 2 — шлюзовой пи-
татель; 3 — кольцевая воронка; 4 — ротор с
соплами; 5 — демпфированный полый вал;
6 — высокочастотный электродвигатель с по-
лым валом, I — подача дробленой руды;
II — подача волы; III — отсос пульпы.
7
В. Мухачев
97
створы, а также жидкие отходы гидрометаллургических
заводов. Мы предложили обогащать руду в самом забое
с применением нашего ротора, работающего па воде с
добавкой флотореагентов. При подаче химических реа-
гентов гидрометаллургическую операцию выщелачива-
ния можно перенести прямо в забой, активизируя хими-
ческие реакции такой ударной обработкой. Чтобы «до-
бить» неверующих, мы показали, что ротор может в
корне изменить технологию и сухого измельчения. Про-
ект такой центрифуги одобрен.
Сухой помол больше всего применяется в энергети-
ке при сжигании угля в пылевидном состоянии и в про-
мышленности строительных материалов для приготов-
ления вяжущих: цемента и столь современного материа-
ла, как силикальцит эстонского изобретателя И. А. Хин-
та. Сухой помол материалов — самая массовая и са-
мая дорогая операция в промышленности. Измельчение
ведут в шаровых мельницах, в вибромельницах, во вся-
кого рода ударных мельницах, в струйных и вихревых
мельницах. Измельчение связано с огромным расходом
энергии, особенно в струйных и вихревых мельницах,
в которых значительные массы воздуха приводятся в
вихревое движение с большой скоростью и с большим
расходом мелющих средств: шаров, бил и т. п., превра-
щаемых в пыль. Всякое удешевление этого процесса,
умноженное па общий миллионный тоннаж размалывае-
мых материалов в масштабах всей страны, принесет ог-
ромную экономию.
Решаем, что надо начать с того, чтобы нашей повой
центрифуге (а какая она будет, мы и сами еще пока не
знали) не дать делать «зряшную» работу. Расход энер-
гии на измельчение невозможно снизить ниже уровня,
определенного физическими свойствами измельчаемого
материала. Это мы прекрасно понимали. Но измельчать
материал мельче, чем требуется, центрифуга не должна.
.Процесс изобретения, начавшийся 32 года назад с
размышлений над перемешиванием пульпы в автокла-
ве, привел к изобретению целого нового племени цен-
трифуг, к использованию центрифугирования для це-
лей гидравлического измельчения, высек новые иск-
ры, давшие новую серию разнообразных изобретений,
в том числе и эту центрифугу для сухого измельчения
материалов.
98
Изобретение — это процесс. Ленинский принцип:
«Идея есть по существу своему процесс»49, звучит
для изобретателей как принцип неотрывности изобрета-
теля от его изобретения.
В отношении использования материальной заинтере-
сованности в области технического прогресса кое-кто
придерживается неправильного, неленинского представ-
ления о том, что дай деньги — и человек сделает все, что
от него требуют. В действительности ленинский социа-
листический принцип использования материальной
заинтересованности заключается в том, что нужно отыс-
кать людей, морально уже заинтересованных в проведе-
нии такой-то работы, и исполнение этой работы возло-
жить именно на этих заинтересованных людей. Эти люди
непременно сделают работу лучше, быстрее и дешевле
равнодушных людей. Для дела, несомненно, было бы
гораздо полезнее передавать разработку изобретений в
руки людей, морально заинтересованных в
разработке и максимальном внедрении изобретения, в
руки самих изобретателей.
С чьей-то «легкой» руки принято считать само собой
разумеющимся отсутствие у изобретателей деловых ка-
честв. Отсюда делается вывод, что изобретателям нельзя
доверять реализацию их же изобретений.
Несостоятельность этого мнения доказывается пре-
жде всего тем, что изобретатель выдумывает и предла-
гает нечто более совершенное, чем существующая тех-
ника. Ежедневным, ежечасным наглядным подтвержде-
нием этого служит практика специальных, в том числе
и персональных, лабораторий и конструкторских бюро,
созданных для отдельных выдающихся изобретателей.
Именно этим путем в Советском Союзе был создай ряд
выдающихся шедевров в технике. Это видно на ряде об-
щеизвестных конкретных примеров.
Для изобретателя В. Лемина, создавшего немало
эффективных агрегатов и установок по химической пе-
реработке древесины и ее отходов, Ленинградская ле-
сотехническая академия имени Кирова построила спе-
циальный опытный полигон4. Мощные эксперименталь-
ные службы на Калужском турбинном заводе, в кото-
рых были созданы хорошие условия для творческой
деятельности наиболее талантливых инженеров, дали
ощутимые результаты: новые конструкции создаются
99
здесь за четыре-пять месяцев вместо обычных двух-трех
лет. И обходятся они в несколько раз дешевле5.
Стало быть, дело не в том, что у изобретателей буд-
то бы нет деловых качеств, а в том, что эти добрые ро-
стки зачастую вянут па неподходящей почве. Кто по-
хвалит пахаря, бросающего зерно на необработанную
землю? Так почему яге не распространяется хороший
опыт создания для талантов хорошо удобренной, подго-
товленной почвы, где они могли бы расти и приносить
урожай, в тысячи раз больший, чем на скудной почве?
Было бы неплохо использовать этот опыт гораздо
шире и смелее и установить, что с выдачей авторского
свидетельства на изобретение изобретателю присваива-
ются права директора изобретения и что авторское сви-
детельство является также своего рода доверенностью
государства автору. Установить, что авторское свиде-
тельство дает автору право па материальную помощь
государства в деле доказательства полезности изобре-
тения, его распространения и использования в народном
хозяйстве страны.
Тогда на изобретателей можно было бы возложить
обязанность и труд доказательства правильности и по-
лезности изобретений. А для обеспечения такого спроса
с них надо обеспечить (забронировать) им в соответ-
ствующих организациях штатные места, фопд заработ-
ной платы и рабочие места.
Видите, и с этой точки зрения получается, что надо
выразить безусловно и строго принцип неотрывности
изобретателей от их изобретений. Мало того, надо, что-
бы законом признавалась руководящая роль изобрета-
теля при реализации его изобретения.
Именно таким путем моягно создать работоспособ-
ные и успешно действующие коллективы вокруг актив-
но работающего изобретателя.
Возвращаюсь к центрифуге. Несомненно, дело дви-
галось бы у нас гораздо быстрее, имей мы тогда в сво-
ем распоряжении соответствующую лабораторию. Но ее
пе было, и все опыты нам приходилось делать в уме,
сопоставляя сведения о существующих методах и аппа-
ратах для измельчения.
Методы ударного измельчения дают наивысший вы-
ход частиц заданного размера — 70—80%, вихревые
мельницы — 50—60% и шаровые — менее 40%. Это зна-
100
чит, что мельницы, измельчающие посредством удара,
устроены в принципе наиболее целесообразно. Расход
энергии в них может быть уменьшен по сравнению, на-
пример, с шаровыми мельницами в несколько раз.
Наиболее эффективным измельчающим аппаратом
ударного действия является дезинтегратор. На получе-
ние единицы новой поверхности измельчаемого мате-
риала дезинтегратор расходует энергии в 2 раза меньше,
чем вибромельница, и в 10 раз меньше, чем шаровая
мельница, не говоря уже о струйных и вихревых мель-
ницах. По данным строительной практики, расходы на
дезинтегратор составляют всего 10% себестоимости
изделий, изготовленных на основе измельченного
материала. Дезинтегратор производительностью 3 т в
час расходует 12,5 квт-ч на тонну помола. Расход сталь-
пых пальцев достигает 0,85 кг на тонну. Пальцы из
твердого сплава изнашиваются немного меньше — 0,3 кг
па тонну помола, но все равно пальцы приходится заме-
нять каждую смену. Это связапо не только с простоем
аппарата, но и с изменением качества помола в тече-
ние смены по мере износа пальцев.
Отличное качество помола обеспечивают вихревые
и струйные мельницы — тоже аппараты ударного дей-
ствия. В них воздушные вихри или потоки увлекают ча-
стицы материала и с силой бросают навстречу другим
движущимся частицам. Но вихревые мельницы имеют
низкую производительность, и стоимость помола полу-
чается очень высокой. Так, вихревая мельница мощно-
стью 20 квт при помоле металла имеет производитель-
ность всего 7—10 кг в час, что означает расход элек-
троэнергии более 2000 квт-ч на тонну и стоимость по-
мола более 60 руб. за тонну. Такая высокая стоимость
приемлема, понятно, только в исключительных случаях,
когда очень ценный продукт пе может быть измельчен
никакими другими средствами (например, сухое мясо,
канифоль и некоторые другие материалы). Лучшие
струйно-вибрационпые мельницы в США при измельче-
нии до 75 микрон расходуют 16—18 квт-ч на топну по-
мола, а до 0,5 микрона — 250 квт-ч.
Наибольший интерес представляют центробежные
мельницы без мелющих тел, также работающие по
принципу измельчения ударом. В отличие от хаотиче-
ского движения частиц в вихревых мельницах, дезинте-
101
граторах и т. п. удар в центробежных мельницах на-
правлен.
Шаровая мельница весит 45 т и расходует на топну
помола 17 квт-ч, а центробежная мельница соответ-
ствующей производительности даже самой несовершен-
ной конструкции весит всего 5 т и па топну помола та-
кого же качества расходует всего 5 квт-ч. Но и эта мель-
ница все равно имеет значительный износ ротора, а
большую часть энергии также затрачивает на бесполез-
ное вихрение воздуха. Ее принципиальные преимущест-
ва долгое время сводились на нет ее конструктивной
неуклюжестью и вихрением воздуха.
В изобретении центрифуги для сухого помола мы
шли классическим путем.
«Каждый раз приходилось сперва всячески перево-
рачивать мою задачу на все лады так, что все ее изги-
бы и сплетения прочно залегали в голове и могли быть
спова пройдены наизусть без помощи письма. Дойти до
этого невозможно без долгой предварительной работы».
Это слова Гельмгольца.
«Предмет, мерцающий неопределенно, как бы в су-
мерках, становился все более и более светлым и, нако-
нец, начинал сиять ярким блеском»,— так описывал
И. Ньютон этот тип творчества50.
Из всего, что мы узнали о способах сухого помола,
можно было сделать бесспорный вывод: самым выгод-
ным способом сухого помола было бы измельчение в
центробежной мельнице при условии устранения беспо-
лезного вихрения воздуха и изпоса ротора.
В конце концов решение было найдено. Вот опо.
Внутри корпуса центрифуги (рис. 26) помещен бы-
строходный ротор и загрузочная камера с кольцевой
щелью, из которой в приемник непрерывно течет мате-
риал. Через центральную воронку часть материала по-
ступает в ротор и с большой скоростью выбрасывается
из его отверстий па материал, текущий из кольцевой
щели. Измельчение происходит при соударении частиц.
Особенностью этой мельницы является то, что ее ро-
тор помещен в камере с минимальными зазорами для
уменьшения массы воздуха, вовлекаемого в вихревое
движение. Все свободное пространство в центрифуге
перегорожено поперечными диафрагмами, препятствую-
щими образованию вихрей и распылению продукта и
102
Рис. 26. Центрифуга для сухого измельчения.
В разъемном корпусе 1 с загрузочным отверстием 11 помещен
ротор 2, приводимый во вращение от привода з. Ротор находится
в камере, образованной сверху концентричной воронкой 4, а сни-
зу — днищем .5. Зазоры в камере ротора минимальные. В цент-
рифугу подается грубоизмельченный материал и в пей доизмель-
чается. Воздух подавать пе надо. Измельчение происходит в
точке в при соударении частиц, высыпающихся из перифериче-
ской щели 7, с частицами, поступающими в ротор из централь-
ной воронки 8, разгоняющимися в нем до больших скоростей и
выбрасываемыми из периферийной части ротора. Измельченный
материал поступает в сборник 9, из которого разгружается. Ра-
диальные перегородки 10 исключают бесполезное вихревое дви-
жение воздуха, находящегося в корпусе. Параметры процесса
измельчения регулируются сменными кольцами 12. Возможно
исполнение центрифуги с регулировкой параметров процесса па
ходу.
содействующими осаждению пыли. Тонина помола регу-
лируется переставными кольцами. Центрифуга может
быть выполнена с управлением па ходу путем переста-
новки колец по высоте.
Чтобы избежать переизмельчепия, центрифуга дол-
жна работать, разумеется, в цикле с пневматическим
классификатором.
Относительно ротора частицы движутся медленно, и
поэтому при правильном профилировании каналов из-
нос ротора минимален. Но, вращаясь вместе с ротором,
частицы приобретают его окружную скорость и поки-
дают ротор с высокой скоростью, обеспечивающей энер-
гичное их соударение.
Опыт показал, что центрифуга позволяет достигать
даже очень тонкого измельчения. При этом надо ожи-
дать, что обработка обойдется во много раз дешевле,
чем на существующих аппаратах. Если, например, для
тонкого измельчения кварцевого песка в производстве
силикальцита вместо дезинтегратора применить цен-
трифугу, то при производительности 10 т в час расход
электроэнергии, по расчету, снизится до 3,6 квт-ч на тон-
ну помола, т. е. в 3—4 раза. К тому же габариты цен-
трифуги будут всего 1,4 X 1,4 X 1,4 м. Выдавая продукт
точно постоянных заданных свойств, она не потребует
частой смены изнашивающихся частей.
Для помола цемента и угля нужны агрегаты произ-
водительностью (с учетом оборачиваемости полупро-
дукта) порядка 100 т в час.
По расчету, этому удовлетворяет центрифуга с рото-
ром диаметром 1800 мм при 800—1000 оборотах в
минуту.
В дальнейшем центрифуга была усовершенствована.
Появился второй соосный диск, применение которого
позволило увеличить скорость соударения измельчае-
мых частиц 134.
Приняты меры к тому, чтобы специальным профили-
рованием и защитой каналов внутри ротора и располо-
жением их под определенным тупым углом к направле-
нию движения исключить износ ротора и обеспечить на-
полнение каналов, предотвращающее появление в них
вредного вихреобразования.
Успех и признание дочерних изобретений доказали
правильность и целесообразность нашего основного го-
104
ловного изобретения — ротора для гидравлического из-
мельчения.
Оглядываясь теперь на проделанную творческую ра-
боту по измельчению, я не перестаю поражаться нака-
лу пашей мысли тех дней творческого содружества.
«Любовь и вера воодушевляют изобретателя по отноше-
нию к своему замыслу,— писал известный знаток «изо-
бретательского вопроса» Блох.— Он его любит, как
свое детище (подчас даже сильнее, чем детей своих), и
верит в пего, как в реальность прекрасную и необходи-
мую» 51.
«Летающие ленты»
В промышленности ежедневно фильтруются тысячи
тонн самых различных материалов. Некоторые из них
фильтруются сравнительно хорошо, как, например,
концентраты па обогатительных фабриках, цементные и
угольные шламы. Но есть и очень трудно фильтрующие-
ся осадки, как, например, мицельная масса в производ-
стве пенициллина. Промышленность располагает целым
арсеналом аппаратов, чтобы фильтровать получаю-
щиеся осадки. Это, прежде всего, вакуум-фильтры раз-
личных типов. По самой идее, они требуют вакуум-па-
сосов. Если же говорить о непрерывно действующем
фильтровании в многотонпажных производствах, то ап-
параты для этого — барабанные вакуум-фильтры — са-
ми по себе не так-то просты. Для отделения осадка от
фильтровальной ткани они требуют сжатого воздуха, а
значит, кроме вакуум-насосов, нужны еще и компрес-
соры. Кроме того, их производительность находится в
явной диспропорции с многотоннажностью производст-
ва. Фильтровальные отделения — это обычно «завод в
заводе». Сложность их механического оборудования вы-
зывает необходимость содержать целый штат обслужи-
вающего персонала — механиков, слесарей, электриков
и, конечно, солидную механическую мастерскую.
Еще хуже получается, когда осадки трудно филь-
труются. Производительность вакуум-фильтров резко
падает из-за замазывания пор фильтровальной ткани.
Разные же добавки, разрыхляющие осадок, могут при-
меняться только в тех случаях, когда ценность пред-
ставляет не осадок, а отделяемый от него раствор.
105
Фильтр-прессы, применяемые для отфильтрования
трудного осадка от раствора, также представляют ма-
лопроизводительные, дорогие в эксплуатации, к тому же
обычно периодически действующие аппараты. Опи так-
же обрастают кучей вспомогательных аппаратов и уст-
ройств. Кроме того, фильтр-пресс — это аппарат с по-
вышенным давлением, требующий тщательного поддер-
жания плотности. Трудно найти людей, имеющих дело с
фильтр-прессами и вполне довольных их работой.
Центрифуги в принципе имеют соблазнительное
преимущество в том, что они не требуют ни вакуум-на-
сосов, ни насосов высокого давления, пи компрессоров.
В пих фильтрование совершается под действием цен-
тробежных сил, развивающихся при вращении ротора.
Но, увы, все попытки фильтровать при помощи цен-
трифуг наталкиваются на еще большее замазывание пор
фильтрующей ткани. Действием центробежной силы ча-
стицы осадка вталкиваются в поры ткани гораздо глуб-
же, чем на вакуум-фильтре или на фильтр-прессе. По-
этому фильтрующие центрифуги дают, как правило,
грязный фильтрат и имеют невысокую производитель-
ность порядка 2—4 т осадка в час.
К недостаткам существующих фильтрующих центри-
фуг нужно отнести также и то, что роторы для пих при-
ходится изготовлять очень точно, из лучшей стали, а
значит, опи обходятся дорого. К тому же в любом слу-
чае ротор необходимо тщательно балансировать, что
еще более удорожает изготовление. В настоящее время
центрифуга стоит дороже, чем соответствующая по про-
изводительности установка вакуум-фильтра или фильтр-
пресса.
Центрифуга оправдывает себя в том случае, когда
процесс фильтрования осадка допускает большие цен-
тробежные силы. Чаще же всего под действием большой
центробежной силы осадок уплотняется, прежде чем
вся жидкость просочится сквозь него, и создается допол-
нительное сопротивление при фильтровании. Поневоле
фильтрующие центрифуги должны быть сравнительно
тихоходными, а в этом случае использование принци-
пиальных преимуществ центрифуги крайне ограничи-
вается.
Процесс фильтрования в существующих центрифу-
гах по сути дела копирует фильтрование на вакуум-
106
фильтре или на фильтр-прессе. И там и тут создается
разность давлений над фильтровальной ткапью и под
ней, и жидкость вследствие этой разности давлений про-
давливается сквозь ткань и сквозь отделяемый при этом
осадок. Можно, копечпо, пе допускать образования
толстого и плотного осадка, чаще разгружая центрифу-
гу, но это ведет, во-первых, к уменьшению рабочего
времени аппарата, во-вторых, к потере энергии на тор-
можение и новый разгон, и, в-третьих, разгрузочные
приспособления просто пе могут снимать очепь топкий
слой осадка без угрозы повреждения фильтрующей ча-
сти центрифуги.
Обычно оставляют па фильтрующей ткани центри-
фуги какой-то (на практике пе очепь топкий) слой
осадка из операции в операцию.
Техника центробежного фильтрования, можно ска-
зать, запуталась в тенетах впутренних противоречий и,
несмотря на принципиальные преимущества центрифу-
гирования, до сих пор не может вытеснить явно уста-
ревшую технику вакуум-фильтрования и фильтрования
в фильтр-прессах.
Прежде всего, надо отказаться от слепого подража-
тельства, от накапливания на фильтрующей ткапи тол-
стого слоя осадка. Раз процесс фильтрования идет вы-
годнее при тонком слое осадка, то так и падо делать,
позаботившись лишь об увеличении рабочего времени.
Центрифуга, отвечающая этому требованию, появилась
совсем недавно.
Я регулярно слежу за многими журналами. Просма-
тривая как-то популярный горный журнал ФРГ «Глю-
кауф», я прочитал описание новой центрифуги. Эта за-
метка заставила меня вспомнить и привести в порядок
все, что известно о фильтровапии. И вот совершенно не-
ожиданно рядом с центрифугой Фогеля всплыло воспо-
минание... о дедовом саде. Дед мне показал, как можно
перевернуть стакан с водой, пе вылив из пего пи капли.
Он научил меня проделывать такой же опыт с ведром:
в саду я вращаю ведерко с водой на вытянутой руке.
Вода действительно пе льется через край. Но ведерко
было дырявое и через дно текли струйки воды... Эта,
десятки лет дремавшая в памяти, картина ожила. Она
сохранилась в нетронутом виде.
Центрифуга Фогеля с двумя сложными барабанами,
1°7
с массивной резиновой лентой неуклюжа и раза в 2—3
сложнее, чем нужно.
Центрифуга такого типа должна иметь только один
барабан... Ну хотя бы такой, как па рис. 27. Одну за
другой набрасываю на бумагу появляющиеся в вообра-
жении центрифуги... Ход мысли, в который я вовлек и
членов своей семьи и который растянулся примерно на
полгода, был такой:
1. В существующих фильтрующих центрифугах (то-
гда они назывались АГФ) ротор представляет собой
диск, насаженный на конец оси. У диска — обод. В обо-
де — дорожка с бортажом. В эту дорожку вложено коль-
цо из фильтровальной ткани.
2. Все остается так же, но внутрь ротора ввожу три
ролика, как и в центрифуге Фогеля, а кольцо делаю
побольше. Получается так: кольцо фильтрующей ткани
вращается вместе с ротором, как и у центрифуги АГФ,
но на ролике опо отдирается от дорожки, обегает сбра-
сывающий ролик, через другой ролик снова возвраща-
ется на дорожку и прижимается к ней действием цен-
тробежной силы.
3. Вместо ротора — стальное перфорированное коль-
цо. Это много проще.
...Еще одно воспоминание далекого детства. Детская
энциклопедия... Красочная вклейка: солнечная систе-
ма... Сатурн, как голова в шляпе с полями... Его коль-
цо — совсем без опор — свободно вращается в про-
странстве...
Сверкает знакомая молния. Вот ее зигзаги: бесконеч-
ный ремень... Он хорошо имитируется склеенным бу-
мажным кольцом. Бесконечный ремень можно выло-
жить на столе в форме кольца. Это будет статическая
модель.
Бесконечный ремень, если его пропустить между
парой вращающихся роликов, образует в пространстве
кольцо. Это будет динамическая модель колец Сатурна
(рис. 28). Начинаем с этой моделью экспериментиро-
вать. Вдоль всего ремня посредине внутренней сторо-
ны выдавливаем желобок. Ничего не изменилось! Ниче-
го не изменится, если роликов будет две пары. Фигура
кольца сохранится и в том случае, когда ремень меж-
ду двумя парами роликов заставить огибать еще один
ролик. Это уже почти центрифуга. Почти, потому что
108
Рис. 27. Центрифуга должна иметь только один барабан.
Рис. 27а. Ступеньки мысли.
на ремень действует центробежная сила, которую лег-
ко подсчитать, зная радиус кольца и его окружную ско-
рость.
От модели до настоящей центрифуги — один шаг.
Нужно лишь вместо ремня взять бесконечную фильт-
рующую ленту (рис. 29).
109
э
Рис. 28. Если бесконечный ремень пропустить между парой вра-
щающихся роликов, он образует вращающееся кольцо; ничего
не изменится, если роликов будет две пары; фигура кольца со-
хранится и в том случае, когда ремень между двумя парами ро-
ликов заставить огибать еще один ролик.
Подвожу итог, делаю расчеты, составляю проект.
Центрифуга без ротора чрезвычайно проста. Она лег-
ко может быть сделана силами любого предприятия. От-
сутствие в ней массивного ротора избавляет от массы
неприятностей: балансировки, вибрации, сложности из-
готовления, дороговизны и т. д. В качестве роликов
можпо брать стандартные шарикоподшипники. Профи-
лированный обод надевается непосредственно на их
наружное кольцо.
Современные шарикоподшипники позволяют в цен-
трифуге без ротора достигать скорости ленты более
100 м/сек. По такие высокие скорости даже и не тре-
буются. Расчет показывает, что простая одновитковая
центрифуга с лентой шириной 70—100 мм и длиной 7—
9 м при скорости 50—60 м/сек может в час давать из
слива углеобогатительной фабрики до 70 т углистого
осадка.
При небольших скоростях лента делается из обычно-
го фильтровального полотна. При больших скоростях
применяют ткань из прочной пластмассы. В особых слу-
чаях лепта армируется металлической проволокой-.
Для характеристики дешевизны центрифуги стоит
упомянуть, что действующая модель центрифуги обош-
лась автору всего в 60 коп., пе считая электродвигателя.
Право же, это самая дешевая и производительная филь-
трующая центрифуга в мире!
110
Рис. 29. Центрифуга без ротора:
1 — фильтрующая бесконечная лента; 2 — сопло для подачи на ленту
суспензии; 3 — направляющие ролики; 4— сбрасывающий ролик;
5 — приемный конвейер; 6 — кожух центрифуги; 7— сборник фильтра-
та. Пунктиром показано положение ленты в покое.
Центрифуга без ротора может с большой выгодой за-
менить в большинстве случаев промышленной практики
(когда не требуется промывка и другая обработка осад-
ка) вакуум-фильтры, фильтр-прессы и фильтрующие
центрифуги существующих типов. Внедрение ее высво-
бодит для новых дел огромные производственные мощ-
ности на машиностроительных заводах, изготовляющих
сложную фильтровальную аппаратуру, вакуум-насосы,
компрессоры и т. п. На ней можно фильтровать какие
угодно трудно фильтрующиеся осадки. Центрифуга не
имеет металлического ротора, поэтому ее изготовление
много проще и стоит она много дешевле, чем фильтрую-
111
щие центрифуги известных типов или чем любой другой
фильтрующий аппарат. По производительности и экойо-
мичпости центрифуга, согласно расчетам, во много раз
превосходит известные аппараты, предназначенные для
той же цели (рис. 30).
3
Рис. 30. Общий вид установки с «летающей лентой»:
1 — приемный зумпф и шламовый насос; 2 — подающее сопло; 3 — на-
правляющие ролики; 4 — сбрасывающий ролик; 5 — транспортер;
6 — слив фильтрата. Центрифуга изображена без кожуха.
Почему суспензия не проливается с ленты? Чтобы
суспензия или осадок не сбрасывались с ленты вбок, ей
придают желобчатое сечение. Сделать это нетрудно, на-
пример, прошив оба края ленты по всей длине. При этом
лента посредине окажется длиннее, чем по краям, и при
вращении образует необходимый лоток. Можно среднюю
часть ленты сделать ячеистой, наподобие вафельного
полотенца. Осадок в этих ячейках будет удерживаться
еще лучше.
Почему лента не летит ребром? Кольцо Сатурна пло-
ское, оно обращено к планете ребром. Наше кольцо не
может повернуться на ребро, потому что для этого нуж-
но, чтобы один край кольца был длиннее другого, а они
равны.
Почему лента при вращении не переворачивается
сама собой внутренней стороной наружу? Опыт показы-
112
вает, что этого не происходит. Чтобы повернуться, лента
должна сначала встать па ребро, а сделать это она пе
может. Для переворачивания лепты нужно приложить
момент сил в поперечном сечении ленты, чему противо-
действует увеличивающееся натяжение. Лента прокла-
дывает себе путь в воздухе, двигаясь вдоль самой себя.
При малейшем отклонении ленты от проторенного ею в
воздухе «тоннеля» на преодоление повысившегося тре-
ния о воздух тратится энергия ленты, и «обессиленный»
участок ее вталкивается обратно в «тоннель» и продол-
жает покорно двигаться по предначертанному ему пути.
Помогает стабильности лепты и большая скорость дви-
жения, при которой лента попросту пе успевает изме-
нить то положение, которое ей придали ролики.
Как убрать фильтрат? Отфильтрованная жидкость,
попятно, просачивается сквозь ленту, пока она описы-
вает окружность, и сбрасывается с наружной поверхно-
сти ленты в виде капель. Собрать ее не представляет за-
труднений. Центрифуга помещается в кожух. Фильтрат
собирается в сборнике.
Как снять осадок? Если на внутренней поверхности
ленты появится какой-нибудь осадок, то он плотно при-
жимается к ленте, но при первом же сгибании ею роли-
ка, когда ремень выворачивается наизнанку, он окажется
на наружной поверхности и будет сброшен с лепты па
конвейер.
Как подать на ленту суспензию? Если просто поло-
жить фильтруемое вещество на лепту, то не сразу вся
его масса будет вовлечена в движение. А раз так, то
вещество пе будет находиться в полной мере под дей-
ствием центробежной силы и будет пе фильтроваться, а
перекатываться на одном и том же месте. Задача ре-
шается подачей фильтруемого вещества (пульпы и т. и.)
на ленту с той же скоростью, с какой движется лепта.
Решить эту задачу помогает также и ячеистая конструк-
ция лепты.
Пульпа подается па лепту соплом. Давление в под-
водящем пульпопроводе поддерживается по расчету та-
кое, чтобы скорость выхода пульпы из сопла была равна
окружной скорости ленты. При таком условии пульпа,
попав на ленту, немедленно же попадает под действие
центробежных сил и сразу же фильтруется.
Однажды по московскому телевидению передавалось
8 В. Мухачев
ИЗ
выступление известного китайского фокусника. Он пове-
сил прямо в воздухе спираль из широкой шелковой лен-
ты. Спираль висела, вращалась и, казалось, ввинчива-
лась в воздух. Я и раньше видел этот фокус и восхищал-
ся им. Но по ассоциации с центрифугой без ротора оп
навел мепя па мысль применить этот фокус для дела.
Ведь устойчивость спирали лепты в воздухе обусловлена
тем же, что и устойчивость простого кольца из ленты,—
тем, что лепта движется по дороге, проторенной ею же
самой в воздухе. Сделать же при той же длине и скоро-
сти ленты центрифугу мпоговитковой практически очень
важно.
Центробежное ускорение, как известно, выражается
формулой а = (о2г, где (о — угловая скорость, аг — ра-
диус вращения. При постоянной скорости ленты по
мере уменьшения радиуса угловая скорость возрастает.
А опа входит в формулу для центробежного ускорения
в квадрате. Поэтому при уменьшении диаметра витков
центробежные силы, действующие на осадок, возрас-
тают. Это позволяет улучшить показатели работы цен-
трифуги, удлинить продолжительность фильтрования,
а заодно уменьшить габариты.
Так появилась мпоговитковая спиральная центри-
фуга без ротора (рис. 31). Для ее осуществления
потребовалось ввести только один дополнительный
ролик. Но ролики должны в пей устанавливаться исклю-
чительно точно. Лента должна быть легкой и упругой,
чтобы при остановке центрифуги спираль сохраняла
свое положение. При пуске ленту приходится сначала
немного поправлять, чтобы она правильно набегала на
пижпюю пару роликов. Для этого ролики делаются по-
воротными. Лента для мпоговитковой центрифуги перед
сшивкой перевертывается вокруг своей оси столько раз,
сколько рассчитывают иметь витков. Именно это гаран-
тирует образование упругой лентой заданного числа
витков и их диаметр.
По ассоциации с «летающей лентой» в описанной
центрифуге без ротора появилось еще два изобретения.
Самый выгодный способ разделения газовых смесей,
например изотопов,— центрифугирование. Чем быстрее
вращается ротор разделительной центрифуги, тем эф-
фективнее идет процесс разделения. Но, к сожалению,
число оборотов ротора ограничено прочностью материа-
114
Рис. 31. Для многовитковой центрифуги понадобился толь-
ко один добавочный ролик:
I — фильтрующая бесконечная лента; 2 — сопло для подачи на
ленту суспензии; 3 — направляющие ролики; 4 — сбрасывающий
ролик; 5 — приемник; 6 — транспортер; 7 — добавочный ролик;
I — суспензия; II — фильтрат; осадок удаляется по транспор-
теру 6.
ла, из которого он сделан. Лучшие материалы в - наи-
лучших условиях допускают окружные скорости до
700 м в секунду. Если бы удалось этот потолок повы-
сить примерно в 2 раза, то эффективность разделения
увеличится в несколько раз. Вот если бы можно было
сделать ротор из проволоки, которая гораздо прочнее
массивного материала! До сих пор такой ротор не уда-
валось сделать. Неудачи были из-за того, что, как ни
115
верти, при намотке ротора остаются концы, которые
некуда девать. При работе они непременно вытягивают-
ся, и ротор начинает пухнуть и расползаться.
Это — конструктивная сторона. А вдумаемся поглуб-
же в принципиальную сущность процессов центрифуги-
рования. Внутри ротора центрифуги существуют точки,
в которых центробежное ускорение одинаково, одипако-
ва центробежная сила, одинаков запас энергии —g-.
Если все эти точки соединить между собой, то получают-
ся цилиндрические поверхности одинаковой окружной
скорости. Свойства этих поверхностей очепь похожи на
свойства хорошо знакомых нам горизонтальных плоско-
стей. На последних шарик остается неподвижным, и,
если пренебречь ничтожным трением, для перемещения
его по такой плоскости не падо тратить энергию. В цен-
трифуге частица, также без затраты энергии, может дви-
гаться в любом направлении по поверхности одинаковой
скорости. Но, для того чтобы сорваться с поверхности,
скажем, № 1 и передвинуться к центру на другую по-
верхность № 2 с меньшей окружной скоро-
стью, частица должна кому-то передать ставшую ей
2
mv. mv i ~
ненужной часть энергии: —^2-------- . С другой сто-
роны, для перемещения частицы на поверхность № 3 с
большей окружной скоростью ей надо при-
9 о
mv ч mv ? т|>
дать дополнительную энергию: _ -----• Кроме
самого ротора, никаких других источников или поглоти-
телей энергии в центрифуге нет. А ротор получает энер-
гию извне, от привода, или отдает ее тормозным устрой-
ствам. В выгодном положении оказываются частицы, не-
посредственно прилегающие к торцовой стейке ротора:
они могут обмениваться энергией с ротором как угодно.
Предоставленные сами себе, они берут от него энергию
и движутся к периферии. Если же их принудительно
передвигать к центру, то они, двигаясь, отдают степке
ротора лишнюю энергию.
Кратчайшая линия, по которой частица при этом
движется к периферии ротора, по аналогии с силовыми
линиями магнитного и электрического полей называется
силовой линией центробежного поля. При
116
установившемся вращении ротора, наполненного жидко-
стью, силовые линии направлены строго радиально.
При неустановившемся же движении... Впрочем, про-
должим рассказ о частице.
Частица, расположенная внутри объема жидкости
вдали от стенок ротора, может обмениваться энергией
только через длинную цепь посредников — своих сосе-
дей, или же передвинуться по поверхности одинаковой
скорости.
Для улучшения процесса центрифугирования в тех-
нике давно уже применяют сепарирующие вставки вну-
три ротора в виде широких конусов, надетых один на
другой тесным пакетом, «тарелок». Благодаря им турбу-
лентное, вихревое движение уменьшается, газ или жид-
кость текут струйками, расстояние любой частицы до
стенки ротора сильно сокращается. Но ничего нельзя
поделать с броуновским движением. Оно кладет предел
методу центробежного разделения газов, жидкостей и
даже тончайших взвесей. Как же улучшить дело?
Любую частицу в роторе надо избавить от необхо-
димости прибегать к помощи легкомысленно танцующих
посредников. Вот если бы каждая частица всегда имела
под боком стейку ротора, то тут и броуновское движение
не помешало бы, а даже помогло.
Но такое средство... вот оно: это все тот же металли-
ческий фильтр. В системе капилляров частицам легко
задеть за стенку и обменяться с ней энергией.
Даже не обязательно брать именно металлический
фильтр. В качестве сепараторов можно поставить любое,
прочное пористое тело. Можно даже взять гранулиро-
ванный материал.
И тут я поймал себя на том, что ход мыслей пошел
в сторону. Я не уловил, как это получилось, но новое
неожиданное изобретение уже сложилось... Восстанав-
ливаю ход рассуждений. На чем, бишь, я свернул в
сторону? Лепточпая центрифуга — «летающая лента»?
Что ротор не надо наматывать из проволоки? Так пусть
ротор будет, как лисий хвост, говорю я, глядя па черно-
бурку. Опа подвернулась кстати. Волоски меха при вра-
щении хвоста вокруг его оси будут центробежной силой
выбрасываться по радиусам. Центрифугирование изо-
тонов ведется в вакууме, и сопротивление газа не будет
мешать волоскам — «летающим лентам» распрямляться.
117
Корпус же центрифуги может быть неподвижным.
А если корпус не вращать, то его можно сделать из
более дешевого материала, и не потребуется балансиров-
ка. Кожух не нужен. Его роль выполняет корпус... Вра-
щающийся «лисий хвост» будет увлекать за собой раз-
реженный газ. В «волосках» хвоста будет осуществлять-
ся необходимое идеальное ламинарное (спокойное) дви-
жение. Понятно, что «хвост» — это только модель. «Мех»
нужен искусственный: из тонких проволочек, «усов»,
лент, нитей и волокон. Эти волокна будут располагаться
всегда точно по силовым линиям центробежного поля.
Никакие возмущения поля,. появляющиеся от действия
посторонних сил при неустановившемся движении, не
страшны. Расчеты показывают, что разделительная сила
такой центрифуги будет во много тысяч раз больше, чем
в любом известном до сих пор аппарате того же назна-
чения, а в то же время центрифуга удивительно проста
и дешева.
Для центрифугирования жидкостей, разумеется, «ле-
тающие ленты» надо заменить более упругими стер-
женьками.
* * *
Как будет развиваться дальше цикл изобретений по
центрифугам? Волнение, охватывающее каждый раз,
когда возвращаешься к ним, говорит за то, что эта линия
творчества далеко еще не исчерпана. Когда в своих хи-
мических работах мне довелось коснуться проблем кос-
моса, первым, что пришло на ум, были опять-таки ра-
боты по центрифугам.
АВТОМАТИКА
Наступление роботов
Трудно сейчас найти отрасль человеческой деятель-
ности, не связанную с автоматами. В ряде случаев рабо-
та автомата вытесняет труд человека: автоматы-продав-
цы, автоматы — регуляторы температуры, давления,
расхода, автоматы-фасовщики и т. д. Человек и не воз-
ражает, когда его труд вытесняется из таких областей,
где в ходе технического прогресса он сам как бы пре-
вращается в автомат, бесконечно повторяя одни и те же
операции. В связи с успехами кибернетики роботы уже
выполняют работу, еще совсем недавно считавшуюся
привилегией людей с высоким интеллектом. Речь идет
о применении электронных машин для руководства про-
цессами целого предприятия. Роботы начинают выпол-
нять некоторые функции технологов, заведующих про-
изводствами и диспетчеров. Человеку приходится впу-
стить в свою жизпь им самим созданные роботы.
Будущее человечества — это совместная жизнь пле-
чом к плечу с роботами.
Что же за характер у наших «спутников жизни»?
Впервые я близко познакомился с роботами на заре
современной автоматики, в 1935 г. Спокойная, размерен-
ная жизпь рядового инженера в этом году кончилась.
Возбужденный изобретением металлического фильтра,
ум искал новых приложений. На окружающее я смотрел
удивленными, радостными глазами. Было такое ощуще-
ние, будто только что выздоровел после тяжелой болез-
ни и радуюсь жизни, которая стала в десять раз краше.
Спокойный, установившийся мир рушился на глазах.
Все предметы оказались не неподвижными, раз навсегда
созданными, а живущими каждый своей жизнью. В каж-
119
дом из них скрывались старые изобретения и таилась
возможность новых. В подсознании шла интенсивная ра-
бота, дававшая о себе зпать тем, что без видимой, каза-
лось, связи с сегодняшней жизнью одно за другим вы-
плывали старые, лежавшие под спудом впечатления.
К чему, например, мне вспомнился кто-то огромный, си-
ний, с золотыми веревками на груди? «Кто это, ма-
ма?» — «Тише, тише, сынок!» И, когда отошли, накло-
нилась ко мне: «Это жандармский офицер»... Вспоми-
нался огромный синий ящик, висевший на углу дома так
высоко, что для того, чтобы опустить в него мамино
письмо папе, меня падо было поднять... Воспоминания
поражали своей яркостью, непосредственностью и непо-
пятной приуроченностью. Но некоторые из них полу-
чали самое неожиданное значение. Вот одно из них.
На заводе, где я работал еще подростком в качестве
дежурного на силовой подстанции, в мою обязанность
входило выключение и обратный пуск мотор-генерато-
ров, умформера, компрессоров и вакуум-насосов при
часто случавшихся перерывах в подаче электроэнергии.
Наблюдая за тем, как я в определенной последователь-
ности орудую рубильниками щита управления, один
инженер рассказал мне о кнопочном управлении... Ни-
когда раньше я об этом случае из времен детства не
вспоминал. Вот какой багаж воспоминаний носит с собой
человек, того не замечая!
В 1935 г. кнопочное управление электродвигателями
уже вошло в повседневную жизпь. Но старое воспомина-
ние придало ему характер личного опыта по автоматиза-
ции с убедительным доказательством огромной выгоды.
Я живо представил себя стоящим посреди силовой под-
станции воспоминаний моего детства. Передо мной тум-
бочка вроде больничной, и на ней десятки кнопочек. Те-
перь мне не падо носиться как угорелому вдоль щита, от
щита к компрессорам и все бегом, бегом.
Зрительный образ ассоциировался с собирательным
понятием — «автоматизация», а свежие впечатления от
недавней экспериментальной работы на контактном сер-
нокислотном заводе приковали понятие «автоматизация»
к сернокислотному заводу. Разговариваю с дирекцией
института. Сама возможность автоматизировать целый
химический завод явно поразила старых инженеров.
Меня снова направляют на тот же завод.
120
На заводе я осуществил свое невысказанное стран-
ное намерение самому сделаться автоматом. И вот жи-
вой автомат идет в отделение, где в трубчатых установ-
ках сушится флотационный колчедан, идет в печное
отделение, где во взвешенном состоянии сжигается кол-
чедан; идет к сердцу завода — к контактному узлу, где
сернистый ангидрид окисляется до серного ангидрида.
На каждом из этих производственных участков за-
вода я сначала определял: в чем главная цель произ-
водственной операции, как контролировать ее выполне-
ние, факторы, так или иначе влияющие на процесс, и
средства, при помощи которых эти факторы можно
изменять. После этого я занимал одну, другую, третью
позицию, удобную для наблюдения и действий и... пре-
вращался в робота.
Я становился роботом каждый раз, когда мне прихо-
дилось создавать автомат. Зачем? Разве недостаточно
просто рассчитать процесс? Так-то опо так, но, для того
чтобы рассчитать, надо его хорошенько узнать, вжиться
в него, стать частью процесса. Тогда все связи в процес-
се, все зависимости одних величин от других легко
впишутся в математические формулы. Вот какие впечат-
ления складываются от такого проникновенного, жи-
вого знакомства с роботами.
Обычно мука бывает с регулированием процесса в
трубчатых сушилках и печах при переменных парамет-
рах процесса: едва отрегулируешь температуру в начале
сушилки, как оказывается, что в конце опа опустилась
пиже точки росы и материал выходит из аппарата сы-
рой... Значит, надо подать в сушилку больше тепла...
Форсируешь топку... Теперь газы в конце сушилки ста-
новятся в меру теплыми, но зато в начале барабана
материал не сушится, а прямо обжигается. И получает-
ся: нос вытащишь — хвост увязнет!.. Этот робот (рис.
32) смотрит в оба. Он регулирует температуру в начале
сушилки, изменяя соотношения между компонентами
греющей газовой смеси, а температуру в конце сушил-
ки — увеличивая или уменьшая количество этой смеси
без изменения ее состава. Человек, пытающийся состя-
заться с этим роботом, выдохнется через 2—3 часа.
При автоматизации трубчатой печи нельзя забывать
о выбросе пыли через лабиринтовое уплотнение. Повы-
шение уровня техники заставляет подтянуть и культуру
121
Рис. 32. Робот, обеспечивающий заданные температуры в начале
и конце сушилки:
1 — печь; 2 — смеситель; з — дроссельные заслонки; 4 — термопары;
5 — терморегуляторы; в — периодический переключатель; 7 — исполни-
тельные механизмы; I — сырой материал; II — сухой материал; III —
теплоноситель; IV — разбавитель; V — отходящие газы.
среды. В виде запаздывающего на двадцать лет прило-
жения к роботу рекомендую вот такое центробежное
уплотнение. Это результат реакции между старой тема-
тикой — автоматизацией и новой — центрифугами (рис.
33). Уплотняющее кольцо делает всего несколько оборо-
тов в минуту.
А вот схема робота, который смешивает топочные
газы с воздухом, чтобы получить теплоноситель задан-
ной температуры (рис. 34). Он может служить и регуля-
тором газовых горелок. Температура или состав одпого
из смешиваемых потоков может изменяться в широких
пределах, могут изменяться их давления, но состав (или
температура) смеси (или продуктов горения) будет
строго постоянным.
По-иному трудна задача ручного регулирования пе-
чей для сжигания колчедана во взвешенном состоянии,
которые предназначены для подачи газа постоянного со-
122
Рис. 33. Центробежное уплотнение вместо лабиринтово-
го. Вращающаяся печь (или сушилка) с таким уплот-
нением не пылит. Персонал может надеть белую со-
рочку, галстук и белые перчатки.
1 — бортики на стыкуемых частях; 2 — вращающееся кольцо,
наполняемое водой; 3 — приводные ролики.
става на сернокислотный завод. Эти ночи характери-
зуются ничтожной тепловой инерцией — 10—12 секунд.
Работали они неустойчиво. Отклонение концентрации
сернистого ангидрида в печном газе превышало норму.
Рис. 34. Робот смешивает
газы.
2 — измерительные диафраг-
мы; 2 — дроссель; 3 — взаимо-
действующие регуляторы рас-
ходов; 4 — уравновешивающий
груз, создающий переменный
момент; 5 — клапаны, изме-
няющие нагрузку в зависи-
мости от изменения темпера-
туры или состава газа.
123
Рис. 35. Робот, обуздавший печь.
1 — газоанализатор 2 — термопара; 3 — терморегулятор; 4 — регу-
лятор состава газа; 6 — реле; 6 — исполнительный механизм;
7 — питатель; 8 — реле; 9 — сервомотор, переставляющий устано-
вочное устройство терморегулятора; I — колчедан; II — печной газ;
III — огарок; IV — пыль.
Огарок спекался. На рис. 35 показан робот, регулирую-
щий печь по показаниям пирометра и газоанализатора.
Робот обеспечил получение печного газа постоянного
состава. Огарок перестал спекаться.
Сложную задачу представляет регулирование темпе-
ратуры контактного узла сернокислотных заводов. Тем-
пература катализатора должна поддерживаться в узких
заданных границах. Но чтобы это сделать при любом
отклонении температуры от заданной величины, надо
изменить условия работы нескольких подогревателей и
теплообменников. Так и делают па практике, причем у
каждого мастера есть свой излюбленный вариант. Какой
же из них лучше? Пришлось и в этом случае сделаться
на время роботом. Так была выбрана система регулиро-
вания контактного узла. Точный температурный режим
124
контактных аппаратов увеличивает выход олеума и пре-
дохраняет катализаторную массу от преждевременной
порчи.
Особенно трудно человеку выполнять роль робота,
когда каждое решение нужно принимать в результате
подчас сложных и кропотливых расчетов, на которые
ассигнуются секунды или даже доли секунды. Здесь че-
ловек не может заменить робота па сколько-нибудь
длительный срок, а иногда для человека это вообще не-
возможно.
Вот, например, робот, определяющий полноту про-
текания химической реакции. Этот прибор определяет
состав продуктов до и после реактора, производит необ-
ходимые вычисления в 5—7 действий и непрерывно
показывает на шкале процент контактирования или вы-
ход целевого продукта. Человеку за ним не угнаться.
Перевоплощение в робота — безусловно полезный
технический прием при проектировании. Во всех слу-
чаях, когда это можно, его следует применять. После
того как человек побывает роботом, при создании авто-
мата он точно знает, что ему нужно, каким должен быть
автомат, какова точность его работы, не будет ли в его
действиях противоречивости и суматошпости.
Впоследствии эта способность перевоплощения в ро-
бота мне пригодилась. Во время войпы мне пришлось
проводить химический процесс, требующий строгого
соответствия температуры заданному графику. На за-
воде не оказалось ни одного автоматического регуля-
тора. Пришлось превратиться в автомат. Несколько раз
по целой смене, а то и по две, я был прикован к элек-
трической печи, температуру которой нужно было
регулировать. Глаза были неотрывно устремлены на
гальванометр и амперметр, а рука все время на пере-
ключателе. В уме я все время отсчитывал секунды дли-
тельности периодов включения и выключения и решал
задачи о тепловой инерции печи, обратной связи с вы-
ключателем и непрерывно следил за графиком.
Я оказался в общем неплохим автоматом и сумел
обеспечить точность +5°. Но что это был за труд! Я не
завидую роботам и признаю, что по характеру они луч-
ше, чем человек, приспособлены для выполнения «ка-
торжной» работы. А ведь это был всего-навсего простей-
ший случай регулирования!
125
Мой живой интерес к автоматике учла дйрекция
института. Было решено создать специальную группу
по контрольно-измерительным приборам и автоматике,
так как это очепь нужно, потому что на заводах или нет
приборов, или используются опи недостаточно.
Руководителям института этот замысел казался, ве-
роятно, очень удачным. Но для завода-автомата никакой
пользы из этого не получилось. Служебные обязанности
требовали рассредоточенного внимания ко всем заводам,
ко всем приборам, у меня же было остро направленное
внимание на автоматизацию одного сернокислотного
завода. Руководители института оказали мне медвежью
услугу.
Впоследствии, работая руководителем специальной
организации но контрольно-измерительным приборам и
автоматике, я убедился еще раз, что рассредоточенность
внимания глушит в изобретателе его творческое горе-
ние, хотя в обоих случаях, казалось бы, я был поставлен
в положение, позволяющее легко продвигать свои изо-
бретения именно в этой яге области — автоматике. Изо-
бретательство, как настоящая любовь, пе терпит ника-
кого распыления, никакого совместительства, требует,
чтобы изобретатель отдавал себя этой любви целиком,
безраздельно. Нельзя требовать от изобретателя, чтобы
он занимался своим изобретательским творчеством ме-
ягду делом, попутно. Когда изобретателю поручают орга-
низацию чего-то, не относящегося к его изобретатель-
ству, он перестает быть изобретателем. Поняв, что
«текучка» меня засасывает, я отказался от руководства
организацией.
Кое-кто возражает против принципа неотрывности
изобретения от изобретателя. Говорят, что, следуя этому
принципу, придется, скажем, главного инягенера за-
вода, изобретающего что-нибудь, освобождать от долж-
ности главного инягенера... Но из всего сказанного
выше ясно, что только непонимание существа творче-
ской лаборатории изобретателей приводит к такому
искусственному утверягдепию.
Изобретатели должны работать над своими изобре-
тениями столько времени и так, как это па самом деле
нуягно, за них никто работать не будет. Тем более, что
как только опи займутся этим сами, так сразу же одним
тормозом на пути внедрения изобретений будет меньше.
126
Пока я был руководителем организации по контроль-
но-измерительным приборам и автоматике, я не смог
реализовать ничего из ранее изобретенного и ничего
нового не изобрел. Но как только я ушел с «поста»,
буквально в первую же неделю из накопленных на
металлургических заводах впечатлений родилось новое
изобретение.
Если научиться катать металл точно, то можно было
бы работать только с минусовыми допусками, не говоря
уже о полной ликвидации брака по толщине проката.
Сотни тысяч тонн сэкономленного металла ежегодно —
вот что означает точный прокат. Точный прокат требует
точного профиля валков. Л чтобы быть уверенным, что
валки сохраняют точный профиль, нужно строго выдер-
живать их определенную температуру. Вот самое про-
стое и надежное устройство для этого (рис. 36). Оно
основано на том, что во время пропуска металла поверх-
ность валка, как бы высока ни была ее температура,
очищается от пленки окислов.
В месте контакта щеток с поверхностью валка возни-
кает термоэлектродвижущая сила и в цепи прибора по-
является ток. Указывающий прибор реагирует скачком
стрелки. Показанный ею
максимум соответствует
действительной темпе-
ратуре рабочей поверх-
ности металла бочки
прокатного валка. Ни-
какими другими мето-
дами эту температуру
точно и надежно изме-
рить не удавалось.
Щетка из термоэлек-
тродных проволок —
скользящий пирометр —
дает в этот момент ре-
гулирующий импульс
(рис. 37). Попадание
Рис. 36. Скользящий пиро-
метр:
1 — стан дуо; г — пирометр.
127
Рис. 37. Робот точной прокатки:
1 — стан дуо; 2 — скользящий пирометр; 3 — терморегуля-
тор; 4 — регулирующий клапан; 5 — охлаждающее устрой-
ство.
пара в атмосферу цеха можно исключить, как показано
на рис. 38; пар сам себя удаляет.
Не менее важно контролировать температуру валков
на станах холодной прокатки. Обильное орошение вал-
ков этих станов водой не послужит препятствием, если
электроды вделать в упругий жезл из гидрофобного си-
локсанового каучука. И в этом случае прибор решает за-
дачу, которая не по плечу никакому другому устрой-
ству или методу измерения температуры рабочей по-
верхности валка.
128
Рис. 38. Пар не попадает в цех.
1 — сегмент, предотвращающий попа-
дание пара в цех; 2 — подача охла-
дительной смеси; з— удаление пара;
4 — инжекционная щель по всему пе-
риметру сегмента.
Таким образом, еще раз
логика неповторяющегося по-
вествования возвращается к
«принципу неотрывности», о
котором уже говорилось вы-
ше.
Десять лет спустя я еще
раз вернулся к изобретатель-
ской тематике по автоматике.
Умирал близкий человек...
Под впечатлением смерти все
воспринималось как непроч-
ное, скоропреходящее, неиз-
бежно, неотвратимо уничтожаемое смертью. Все... И жи-
вое, и неживое, и техника.
В своей химической исследовательской работе я ши-
роко применял автоматические регуляторы. И меня, как
и всякого, кто работает с автоматикой, поражает корот-
кая жизнь автоматов. Несколько лет — и автомат без-
надежно устаревает! Недаром же некоторые экономисты
считают, что автоматику нужно и выгодно ставить то-
гда, когда она окупится в первый же год.
В Советском Союзе — на предприятиях, па складах,
у заводов-поставщиков — скопилось множество простей-
ших регуляторов, действующих по принципу «вклю-
чено— выключено». Теперь техника выпускает гораздо
более совершенные регуляторы, связанные даже с вы-
числительными машинами. А куда девать старую, но
еще вполне исправную технику? Под копер и па пере-
плавку? А нельзя ли и ее использовать с каким-нибудь
простым дополнительным приспособлением?
Итак, сформулирована задача: использовать старую
технику автоматического регулирования в новых си-
стемах.
Толчок к изобретению дала слу ;айно услышанная в
те дни фраза о пьесах Гольдони: «Гольдони — это пре-
9 в. Мухачев
129
жде всего «Слуга двух господ». Гибкость и ловкость
слуги довольно жестких, прямолинейных господ...
Что ж, ведь это хорошая модель гидравлических си-
/
Рис. 39. «Слуга двух господ»:
1 — исполнительные механизмы «господ»; 2 — шибер, действую-
щий от поплавка; 3 — масляная ванна, в которой происходят все
вычисления, учитывается характер каждого «господина» и при-
миряются их интересы; 4 — полые сосуды гидравлического сум-
матора, которые служат посредниками между «господами» и
«слугой». Они отличаются величиной, формой и размерами по-
лости. Обратная перестановка регулируется клапаном 5.
стем! Быстро зарисовываю то, что вижу в своем вооб-
ражении.
Я зарисовал эту приставку такой, какой она пред-
ставилась моему воображению в момент изобретения.
Впоследствии эта приставка приобрела более инду-
стриальный вид. Неправда ли, довольно неуклюжая
вещь? Но зато идея гидравлического реле представлена
здесь предельно ясно.
Полый сосуд гидравлического сумматора обеспечи-
вает регулирование с обратной перестановкой в зависи-
мости от любого количества параметров (рис. 39). Вспо-
мните: Гольдони потолком человеческой изворотливости
считал слугу двух господ, а предлагаемый мпою робот
может быть слугой не двух, а любого числа «господ».
И желания и приказы каждого «господина» он испол-
няет немедленно и точно.
Приставка вполне отражает современную установку
на создание автоматических систем из готовых эле-
ментов.
130
В силу духа противоречия изобретения в области
автоматики помогли мне постичь величие простоты.
Человек сотворил автоматы и, сотворив, увидел, что
роботы во многих случаях справляются с работой луч-
ше, чем человек, так как они неутомимы, быстродейст-
вующи и точны. В этом отношении творение человека
превосходит его самого. Изучая закономерности дейст-
вия автоматов, человек понял, что, создавая теорию
автоматов, он создал теорию жизни и что одна и та же
теория описывает и наши действия и действия автома-
тов.
Машины — это ансамбль предметов, способный за-
менить человека при выполнении заданной человеком
программы. Всякая машина управляется путем дачи ей
определенных сигналов. Автомат — это машина с соб-
ственным получением сигналов. Когда в автомат встрое-
на вероятностная логическая система, то он способен
выдвигать предположения и ставить опыты для подтвер-
ждения этих предположений. Налицо — самопаучаю-
щийся автомат. В этом отношении счетпо-рошающие ма-
шины имеют неограниченные возможности, которые
только теперь начинают осознаваться. Но все же... Пре-
жде всего, надо попытаться автоматизировать процесс
без использования приставной автоматики, так, чтобы
основные аппараты сами по себе были самоуправляю-
щимися. Хорошим примером такого самоуправляюще-
гося аппарата может служить известный кипятильник
«титан». Другой пример — автоматичность распределе-
ния газов по горизонтальному сечению регенераторов
мартеновской печи.
Из приведенных выше примеров видно, что регуля-
тор печи для сжигания колчедана такой критики не вы-
держивает. По другому способу — в кипящем слое —
само по собе лучше обеспечивается получение газа
устойчивого состава. От жизни нельзя отставать. Разра-
ботал другой вариант робота, регулирующего подачу
колчедана пепосредственпо по показаниям газоанализа-
тора с применением пирометра лишь для контроля го-
рения.
Саморегулирующимися аппаратами будут и живые
организмы. Ведь их самоуправление это и есть автома-
тизм. Живые автоматы — это по-настоящему полные ав-
томаты. Создать такой автомат — это значит создать жи-
131
вые существа. Но, право же, конкурировать в этом с
природой нет никакого экономического смысла, хотя
принципиально эта задача и разрешима ценой огромных
усилий. В этом разумный предел такой автоматизации.
Залог успеха автоматизации — в ее простоте. Это не
простота отсутствия, а простота решения. Такая про-
стота приходит в результате великой борьбы. Усилия
изобретателей, конструкторов и ученых должны быть
сосредоточены на создании машин, устойчиво работа-
ющих без какой бы то ни было дополнительной автома-
тики.
Мне пришлось однажды давать заключение по проек-
ту автоматизации работы обычного рамного фильтр-
пресса. Действия его были автоматизированы не пол-
ностью. Обслуживающего персонала оставалось по рас-
чету столько же, а стоимость фильтровальной установки
почти удваивалась. Ясно, что проект пришлось откло-
нить и объяснить изобретателю, что автоматизация осу-
ществляется но ради автоматизации, а ради выгоды для
производства, чтобы продукт получался выше качест-
вом и дешевле. Автоматизация должна быть выгодной —
это обязательное требование.
Создание автоматической линии но ограничивается
установкой станков в цепочку, оборудованном их авто-
матическими приспособлениями и механизацией пере-
дачи деталей с одной операции на другую. Такое наслое-
ние автоматизации па существующую технику, как
правило, получается сложным, а значит, ненадежным и
дорогим. Лучшие решения получаются, когда при авто-
матизации устанавливается новая технология, более
удобная для роботов.
Определенным диссонансом звучит, на мой взгляд,
проект полной автоматизации шахты, при которой под
землей никто но работает, в то время как методы горных
разработок остаются прежние. Другое дело, когда авто-
матизируется процесс подземного выщелачивания руды.
Двигатель прогресса
Почти третью часть активной жизни мне, изобрета-
телю, пришлось работать в научно-исследовательских
институтах, и, естественно, хочется разобраться, где
132
Наука й где изобретательство. Что это не одно и то же —
ясно.
Научная деятельность направлена на открытие и ис-
следование явлений и закономерностей в окружающем
материальном мире, существующих независимо от чело-
веческого сознания.
Как мри выполнении прямых заданий производства,
так и независимо от пих (абстрактная наука), все глуб-
же постигая законы природы, наука почти всегда-создает
новые, порой неожиданные возможности для техники.
По предмету своей деятельности — орудия и методы
их применения — изобретательство совпадает с техни-
кой. Оно направлено па то, чтобы на основе каких-то
уже познанных ранее закономерностей и фактов создать
новые орудия и инструменты для человеческого обще-
ства. Так, изобретение железной дороги послужило для
технических, системы банковского кредита, системы тре-
стирования промышленности и бумажных денег — для
экономических, книгопечатание — для культурных и
научных, а микроскопа — первоначально только для
научных целей.
Как правило, научное открытие не влечет за собой
немедленно какого-то изобретения. Иногда изобре-
тение базируется на относительно старых научных дан-
ных, как, например, изобретение оптического телеграфа,
фонографа, самоходного (движущегося силой течения
воды) парома или механического выпрямителя электри-
ческого тока последней конструкции. Запаздывание изо-
бретения по отношению к соответствующим научным
открытиям лишь на первый взгляд кажется парадок-
сальным явлением. На самом же доле для использования
открытия в практических целях почти всегда требуется
некоторый дополнительный синтез.
В нашем обществе с его разделением труда этот син-
тез чаще всего выполняется не самим ученым, сделав-
шим открытие, а другими людьми, которые должны по-
знакомиться с открытием, иногда даже «открыть» само
его существование и осознать его. Изобретение должно
созреть, и па это требуется время.
Приведу хотя бы такой пример. Камера-обскура усо-
вершенствованной формы была известна Леонардо да
Винчи еще в 1505 г.; почернение хлористого серебра па
свету было открыто в 1556 г. Фабрициусом; в 1725 г.
133
русский дийломат Бестужев-Рюмин наблюдал действие
света на соли желоза; в 1802 г. англичанин Веджвуд
описал способ получения фотографического изображения
на бумаге и коже, пропитанных раствором азотно-кислого
серебра, а между тем первое техническое применение
всего комплекса накопленных знаний и опыта — изобре-
тение фотографии Дагерром и Ниепсом — последовало
лишь в 1839 г.
Множество научных открытий пока еще не вызвало
появления изобретений, например: парадоксы теории
множеств и теория натуральных чисел, геометрии Рима-
на и Лобачевского и теория первичных рациональных
единиц Тетроде, ионные ветры в ионосфере и электриче-
ские токи в океанах, минеральные ресурсы донных осад-
ков океанов и «медленное» корпускулярное излучение
солнца, явление разбегания звезд во вселенной и загад-
ка силы всемирного тяготения, передвижки земной коры
и вулканы, телепатия, астрономические исследования
метагалактик, изучение древних, уже умерших культур
и т. д. Эти науки или отдельные открытия представляют
собой, согласно вышесказанному, базу для будущих изо-
бретений. Познавательные науки, перспективы практи-
ческого применения которых сегодня не ясны, в буду-
щем обеспечат возможность появления новых, особенно
интересных изобретений. Это видпо на примере космо-
гонии и астрофизики, которые считались сначала приме-,
ром самых «нопрактических наук», а затем приобрели
громадное практическое значение благодаря использова-
нию наблюдений за «белыми карликами» для изучения
ядерных реакций в готовой лаборатории природы. В ре-
зультате этого ядерпая техника, может быть, получит
новый толчок. Математическая логика привела к созда-
нию автоматических счетно-решающих машин. Подоб-
ных примеров можно привести много, и все они свиде-
тельствуют, что широкий фронт научных исследований
способствует развитию изобретательства.
Иногда оба рода деятельности — изобретательская и
научная — проявляются совместно. Так, химик, изобре-
тая новый способ технологии, основывает его па какой-
то новой закономерности химической реакции, открытой
им же при этой разработке. С другой стороны, для того
чтобы соответствующим образом выразить и оформить
открытие закона всемирного тяготения, было необходи-
134
мо изобрести дифференциальное и интегральное исчис-
ления. Но лишь в редких случаях научное открытие и
изобретение совмещаются так полно и удачно, как, на-
пример, это было при открытии Рентгена. Сам факт от-
крытия лучей, проницающих человеческое тело, одно-
временно оказался изобретением, поскольку просвечи-
вание человеческого тела и стало сразу же главным их
практическим применением.
Роль науки для изобретательства общопризнана, а
вот о роли изобретательской деятельности для развития
науки часто забывают. Чтобы обнаружить эту зависи-
мость, достаточно указать на изобретение новых аппа-
ратов, приборов, инструментов и методов исчислений,
которыми широко пользуются при научных исследова-
ниях. Изобретательство настолько влияет на науку, что
зачастую даже сама глубина познания наукой объектив-
ной истины лимитируется изобретательством. Так, на-
пример, изобретение Левенгуком микроскопа создало
микробиологию, а изобретение оптической трубы Лип-
персгеем в 1603 г.— современную астрономию.
Почти каждое изобретение создает какую-то новую
проблему или вопрос для научного исследования. На-
пример, изобретение паровой машины выдвинуло про-
блему изучения возможностей использования тепловой
энергии топлива и повело к существенному развитию
термодинамики. Изобретение в конце XIX века сверх-
высоких домен и неудачи попыток этим путем улучшить
использование восстановителя повели к углубленному
изучению процессов, происходящих внутри домны, что
послужило, как известно, одним из отправных пунктов
создания учения о химическом равновесии.
Чем больше развивается наука, тем очевиднее ста-
новится роль изобретательства в ной. Когда-то человек
при занятиях наукой не пользовался почти никакой
научной техникой, а довольствовался в основном только
теми наблюдениями, которые он мог делать при помо-
щи невооруженных органов чувств. Пример — натурфи-
лософия древних греков. Затем при производстве наблю-
дений люди стали использовать в качестве вспомога-
тельного средства технику современного производства.
Ужо древние египтяне для занятий астрономией пользо-
вались угломерными приборами, изобретенными ранее
для землеустройства. Другие примеры: введение в науч-
135
ный обиход часов, изобретенных для практических це-
лей; применение учеными весов, изобретенных для
торговых целей, заложившее основы научной химии.
В наше время специально для научных целей были изо-
бретены, например, камера Вильсона, ускорители частиц
и электронный микроскоп.
Почти каждая установка, собираемая в лаборатории
для проведения научного исследования, уже имеет эле-
менты специально направленного изобретательства и,
кроме того, использует результаты предшествующей
изобретательской деятельности в виде различных прибо-
ров и инструментов. В этом отношении характерный
пример представляет величайшее достижение нашего
времени — использование атомной энергии. Открытие
деления ядра атома урана под действием нейтронов бы-
ло бы невозможно без изобретения нейтронных источ-
ников, а наблюдение выделения нейтронов при делении
ядра — без изобретения счетчиков нейтронов. Для реали-
зации всего этого комплекса нужно было еще изобре-
сти урановый котел со всеми необходимыми вспомога-
тельными установками в виде замедлителей, регулято-
ров и т. д.
Отсюда следует, что возможности наблюдения и экс-
перимента в современной науке зависят в значи-
тельной мере от изобретательства и им расширяются.
Без преувеличения можно сказать, что современная
наука без изобретательства безоружна. Поэтому без
надлежащего размаха изобретательской деятельности
останавливается не только развитие техники, но и раз-
витие науки.
Вот что говорили на этот счет основоположники
марксизма: «Если, как вы утверждаете, техника в зна-
чительной степени зависит от состояния науки, то в го-
раздо большей море наука зависит от состояния и пот-
ребностей техники. Если у общества появляется техни-
ческая потребность, то она продвигает науку вперед
больше, чем десяток университетов» 54.
Дизель высказывался еще категоричнее: «Наука есть
лишь вспомогательное средство для поисков, для испы-
таний, но пе является творцом мысли» 55.
Мыслители всех времен высоко оценивали значение
изобретательской деятельности для' человеческого об-
щества.
136
Сократ (его лучше читать в немецком переводе, рус-
ские переводы это место искажают) на одном из пиров
Платона сказал, что «изобретательский гений — отец бо-
гатства» 56.
Ф. Бэкон, которого К. Маркс57 считал настоящим
родоначальником английского материализма и всей
опытной науки новейшего времени, говорил, что «введе-
ние знаменитых изобретений бесспорно занимает первое
место среди человеческих деяний» 58.
Д. И. Писарев считал, что «изобретения, относящие-
ся к механической и химической переработке сырого
материала, должны вести к тому, чтобы все люди пита-
лись, одевались и жили лучше прежнего, чтобы сбере-
галось как можно больше человеческого труда и чтобы
этот сбереженный труд употреблялся на усиление про-
изводственных сил земли и на развитие беспредельных
способностей человеческого ума» 59.
К. Маркс пришел к выводу, что «богатство страны
заключается не столько в обладании предметами, уже
сделанными и освоенными, сколько в превосходстве ма-
стерства и знания (приобретенных длительным навыком
и опытом) для того, чтобы изобрести и сделать боль-
ше» 60. И что «...только посредством технических изобре-
тений наука может заставить силы природы служить об-
ществу» 61.
Ф. Энгельс подчеркивал, что, кроме физического эле-
мента труда, включающего в себя и капитал, есть еще
духовный элемент изобретательности, который капита-
лист но учитывает, потому что ому он достается без его
участия, и что «при разумном строо... духовный элемент,
конечно, будет принадлежать к числу элементов произ-
водства и найдет свое место среди издержек производст-
ва и в политической экономии» 62, что «...с каждым новым
научным открытием, с каждым новым техническим изо-
бретением... избыток дневного продукта рабочей силы
над дневными издержками на ное возрастает» 63.
Видя в известных предметах, процессах, явлениях и
приспособлениях возможность нового применения, изо-
бретатель всегда что-то хочет изменить в орудиях и ме-
тодах целеустремленного воздействия человека па при-
роду, в частности производства и научного исследова-
ния. Когда эти изменения касаются техники производ-
ства, т. е. области, где. полновластно господствуют эко-
137
комические законы, эти изменения, как учит диалекти-
ческий материализм, неизбежно связаны с преодолением
противоречий и борьбой.
«Мир не удовлетворяет человека, и человек своим
действием решает изменить его» 65. Для этого нужна
своя философия, философия но созерцания, а действия.
Если раньше философия только объясняла мир, то те-
перь она должна его изменять, говорят марксисты.
Революционность изобретательства по сравнению с
естественными науками и его решающая роль в техниче-
ском прогрессе бесспорны. Это следует из простого кон-
статирования того факта, что естественные науки — это
только объяснение мира, а изобретательство — его из-
менение.
На фоне повседневного, сравнительно медленного
эволюционного совершенствования пауки и производст-
ва — рядовое проектирование, рядовые технологические
и научные разработки, рационализация — изобретатель-
ство представляет собой узловые революционные точки
в самой подвижной части общества, быстрый скачок в
развитии его производительных сил, в котором фокуси-
руется борьба между старым и новым. Поэтому изобре-
тательство, связанные с ним противоречия и борьба
представляют для марксистов одну из наиболее инте-
ресных и принципиально важных частей процесса раз-
вития общества.
Элементарпый комбинаторный расчет показывает,
что возможности создания новой информации в изобре-
тательстве практически безграничны. Если сумма зна-
ний человечества о природе (наука) определяется боль-
шой, по коночной величиной порядка 4-1012, то воз-
можность приложить это знание к делу (изобретатель-
ство) практически безгранично велика. В этом соотно-
шении заключается основной ресурс прогресса.
Эшби133 считает практически бесконечным число,
превышающее число атомов во Вселенной (10,0°), по-
тому что такое число нельзя сосчитать, если каждый раз
откладывать только по одному атому и не стесняться со
временем. Количество всевозможных комбинаций, ха-
рактеризующее ресурс изобретательства, выражается
числом 2 в степени 4 • 1012, которое гораздо больше 10100.
Практически бесконечные возможности изобрета-
тельства исключают искусственное воспроизведение
138
этого процесса конечными средствами, в том числе и с
помощью электронно-вычислительных машин. Системы,
стремящиеся найти алгоритм изобретения, основаны на
непонимании этого важнейшего принципиального об-
стоятельства — практической непостижимости внутрен-
него механизма изобретательства — и не сулят успеха.
Попытки замены живых изобретателей какой-то систе-
мой, моделью, каким-то универсальным алгоритмом яв-
ляются рецидивом средневековья, повторяют увлечение
алхимиков сотворением гомункулюсов. Но говоря о
том, что по отношению к живым изобретателям такое
стремление теперь попросту бесчеловечно, оно и бес-
плодно.
Ценность изобретательской деятельности состоит не
только в создании изобретений, но также в повышении
квалификации и опытности изобретателей и возбужде-
нии в обществе беспокойного неудовлетворения достиг-
нутыми результатами, стимулирующего дальнейшие ис-
кания.
Задача революционизирования технического прогрес-
са сводится к максимальному развитию и использова-
нию изобретательской деятельности, революционной
уже по самой своей природе.
В общем ученый, изобретатель, конструктор и произ-
водственник образуют цепь технического прогресса. Их
трудовая деятельность взаимозависима, и без ущерба
для дела нельзя из этой цепи вынуть ни ученого, ни изо-
бретателя, ни конструктора, ни тем более производст-
венника. Так как довольно редко в человеке совмещают-
ся способности изобретателя и исследователя, или изо-
бретателя и конструктора, или конструктора и производ-
ственника, то нельзя возлагать функции отсутствующего
звена на другие звенья этой цепи. Конечно, при ост-
рой необходимости такое совместительство иногда имеет
место, но совершенно ясно, что «заместители» в общем
случае выполнять обязанности, за отдельными исклю-
чениями, могут хуже, чем основной работник. К сожа-
лению, в ряде случаев изобретатель не стал еще такой
же обычной фигурой в некоторых институтах, кон-
структорских бюро и проектных организациях, какой
сейчас является ученый или конструктор. В этих слу-
чаях, конечно, дело страдает: новейшая техника соз-
дается без участия изобретателей и появляется на :свет
139
главным образом в результате усилий технических ис-
полнителей.
Это резко снижает качество новейшей техники и,
естественно, тормозит технический прогресс.
Перед том как приступить к проведению научной ра-
боты, ученый обязан добросовестнейшим образом изу-
чить всо, что до него сделано в данном направлении,
собрать все факты. Так как никто это за ученых не де-
лал, то информация вошла в их деятельность как не-
отъемлемая часть, а теперь даже как основная. Инфор-
мация жо — это информация, связь, объект работы спе-
циалистов-ученых и изобретателей, но никак не науч-
ная деятельность.
Через сколько жо лет эта информация будет, нако-
нец, автоматизирована? Только так можно будет все
поставить на свои моста. И ученых, и изобретателей, и
информаторов. Автоматизация должна быть такая, что-
бы для получения справки по любому вопросу доста-
точно было, к примеру, набрать на телефонном диске
позывные «Центра главной человеческой памяти», и,
как теперь справку о времени, сухой голос автомата про-
диктует вам справку (английские фамилии прочтет да-
же по буквам) и сообщит номер для заказа письменного
подтверждения. Никакая классификация, кроме смысло-
вой, но может, пожалуй, лежать в основе такой «главной
памяти».
В паше время добросовестный научный работник
должен до 90% своего времени затрачивать на получе-
ние информации. Иногда на это уходят все 100% вре-
мени, и научный работник незаметно становится инфор-
матором. Постепенно такой работник отвыкает от твор-
ческого труда и, бывает, даже превращается в мизо-
неиста.
А ведь не обозреватели, а люди, активно участвую-
щие в преобразовательской и новаторской деятельности,
изобретатели и рационализаторы, двигают пауку и тех-
нику вперед. Иногда об этом забывают. Например, в
бывшей Академии строительства и архитектуры СССР
должности руководителей лабораторий и секторов под-
час занимали лица, немного известные своими печат-
ными трудами обозревательского порядка, но не имею-
щие ни одного изобретения 66.
Технический прогресс и экономика страны страдают
140
от этого самым непосредственным образом, так как каж-
дое нереализованное или задержавшееся реализацией
изобретение — это тысячи, миллионы, а иногда и мил-
лиарды безвозвратно потерянных рублей. Это — те са-
мые конкретные прорехи, через которые энергия совет-
ских людей утекает, не принося пользы для техниче-
ского прогресса.
Изобретателям нужно создать не только необходи-
мые условия для экспериментальной работы над своими
изобретениями в хорошей товарищеской обстановке, но
также установить целесообразный порядок и правильные
организационные формы для их работы по внедрению
изобретений и для защиты авторских прав...
* * *
Море солнца и ласковый ветерок. Неумолчно жур-
чат перекаты Стародонья. Ничто не мешает течению
мысли. Я один. Передо мной только что вышедшая книга
Эшби о кибернетике, о молодой науке, которая в не-
сколько лет завоевала весь мир. Я закапчиваю книгу,
закрываю тетрадь с решениями задач, которые убедили
лучше всяких слов.
Общество — это сложная, огромная система. Каждое
действие в одной его части вызывает соответствующие
реакции в других частях. Если ученый, исследуя приро-
ду и производство, делает какие-то обобщения, откры-
тия (это можно назвать прямой связью), то изобрета-
тель, наоборот, использует эти обобщения и открытия и,
синтезируя их, вносит какие-то полезные изменения в
производственный процесс.
Получается своего рода усилитель, все время увели-
чивающий производственные возможности. Такой уси-
литель показан па рис. 40.
Есть еще по крайней мере одна пара связей, которая,
по-видимому, тоже играет роль ускорителя прогресса:
искусство — потребление, прямая и обратная связи. Ис-
кусство развивает человеческие чувства и этим создает
новые потребности, новый спрос, требующий удовлетво-
рения. Конечно, схема на рис. 40 далеко не полна. В ней
выражено только стремление автора найти место изо-
бретательству в сложной машине общества.
Двигателем прогресса образно можно назвать пару
141
Рис. 40. Кибернетическая машина общества. Все прямые свя-
зи обязательно сопровождаются обратными связями. Искус-
ство, наука и изобретательство нашли свои места. .
связей наука — изобретательство, действие которых па
производство ускоряется чувствами человека, развивае-
мыми и совершенствуемыми искусством.
Риск
Почему с реализацией новых технических идей дело
обстоит пока еще далеко пе благополучно? Их зача-
стую встречают с явным и обидным недоверием, и это,
понятно, не содействует их быстрой реализации в народ-
ном хозяйстве. Недоверие порождает чрезмерную осто-
рожность. Выдвигаются ненужные, а нередко и вред-
ные для дела требования многолетней проверки процес-
сов и машин на опытных установках и карликовых за-
водах с полным циклом производства. Да и сами рабо-
ты по реализации разворачиваются удивительно мед-
ленно.
142
Не один год длится эпопея с реализацией прогрес-
сивного метода плавки комплексных концентратов цвет-
ных металлов во взвешенном состоянии. Осуществляе-
мая в циклонной печи, такая плавка дает возможность
втрое укоротить технологическую схему переработки
концентратов и извлечь все ценные компоненты руды,
без колоссальных потерь серы, цинка и редких элемен-
тов, неизбежных при существующем процессе. На Сред-
неуральском медеплавильном заводе проделаны все
необходимые экспериментальные работы, доказавшие
целесообразность внедрения нового процесса. И на сло-
вах его все признают. А на деле — все новые и новые
бесконечные рекомендации построить еще и еще, по су-
ти дела уже ненужные, опытные установки. А рекон-
струкция Среднеуральского завода так и будет, по-ви-
димому, осуществляться по утвержденному, в несколько
раз более дорогому трехстадийному варианту, на много
лет закрепляющему устаревшую технику. К сожалению,
это далеко пе единичный пример67.
В ряде случаев новые технические идеи были попро-
сту отклонены под тем или иным предлогом.
Дело, конечно, не в том или ином отношении к нов-
шествам, хотя и это играет немаловажную роль. Причи-
ной чрезмерной осторожности при реализации новых
технических идей является отсутствие уверенности в по-
лучении положительного результата. Ясной и привычной
производственной практике противопоставляется нечто
довольно неопределенное, и производственник не только
вправе, но и обязан предъявить жесткие требования но-
вой технической идее, реализация которой связана с
ломкой установившейся практики.
Фактор, мешающий реализации технически и эко-
номически обоснованных новшеств,— это риск, т. е. ве-
роятность неуспеха. Во всяком деле есть риск. В новом
деле, а тем более при реализации новых технических
идей, естественно, риск больше.
Есть риск технический — опасение не получить при
реализации нового мероприятия ожидаемый технический
эффект. И есть риск экономический — опасение того,
что стоимость продукта, изготовленного по новому спо-
собу, будет выше, чем уже достигнутая.
Технический риск чаще всего связан с риском эко-
номическим.
143
Каждый инженер и руководитель производства в
практике работы часто оказывается лицом к лицу с про-
блемой оценки нового. Не умея точно оценить повое,
когда деловых аргументов не хватает, волей-неволей они
доверяются своим чувствам, иногда называя их интуи-
цией. Надо сказать, что до сих пор новое и прини-
мается и отклоняется в большинстве случаев без расчета
экономической эффективности, т. е. без достаточных де-
ловых оснований. Сошлемся хотя бы па практику быв-
шего Министерства сельского хозяйства СССР, внедряв-
шего многие сельскохозяйственные машины советских
изобретателей без каких бы то пи было экономических
расчетов.
Когда повое под тем или иным предлогом откло-
няется (конечно, со ссылкой на ошибочность или неэко-
номичность предложения), то при этом как бы записы-
вают в актив экономию от предотвращения возможных
убытков от работы над предложением сомнительного
качества. Счет идет, так сказать, по черным шарам.
А попробуем-ка провести счет по белым шарам!
Представим себе, что отклоненное предложение на са-
мом деле могло бы оправдать самые смелые предполо-
жения, что благодаря его реализации можно было бы
получить огромный выигрыш материальных средств,
труда и времени. Ведь это тоже подсчет убытков! И по
размеру эти убытки были бы, наверное, астрономически
огромными.
К сожалению, такой подсчет убытков пикто обычно
не делает, счет белых шаров нигде пе фиксируется, и
поэтому размер убытков этой категории, как говорят, пе
поддается определению. А не мешало бы это делать, бо-
лее того, это нужно обязательно делать. В этом убеж-
дает исторический факт.
Вторжение Наполеона на английские острова могло
бы изменить весь ход истории. Как известно, оно сорва-
лось из-за длительного штиля. Подготовленный флот
вторжения не мог сдвинуться с места, и в конце концов
корабли сгнили. Между тем изобретатель парохода
Фультоп вполне своевременно предлагал Наполеопу как
раз именно то, что тогда было так пужпо,— пароход.
Наполеон нашел предложение Фультона химерическим и
прогнал изобретателя... Позже направлявшийся в ссыл-
ку Наполеон, глядя на быстро бегущий мимо него па-
144
роход, воскликнул: «Какие же возможности я упустил,
не желая рисковать!»
История знает и другой факт. Оперируя вышеприве-
денным примером трагического просчета Наполеона,
Альберт Эйнштейн убедил президента США Рузвельта
пойти на огромный риск неудачи и все же попытаться
создать атомное оружие. Достигнутый потрясающий ре-
зультат и его далеко идущие последствия не нуждаются
в комментариях.
Реализация новых технических идей всегда связана
с риском неудачи. Однако такой риск в настоящее время
большей частью сильно и совершенно необоснованно
преувеличивается. Вероятно, немало хороших изобрете-
ний в области техники и раньше отвергалось и теперь
отвергается именно по этой причине. Между тем, как
говорил еще Ф. Бэкон, «опасность не совершить попыт-
ку и опасность испытать неудачу — не равны. Ибо в пер-
вом случае мы теряем огромные блага, а во втором —
лишь небольшую человеческую работу» 68.
Риск — неизбежный элемент всякой работы, всякого
мероприятия, источник иногда страшных неожиданно-
стей, промахов, просчетов, срывов и т. д. Настало время
считаться с риском, как со стихийным неуправляемым
элементом случайности, мешающим выполнению планов
промышленного развития нашей страны, и ввести его
точный учет с соответствующим отражением в экономи-
ческих расчетах.
Главное затруднение при оценке новых технических
идей проистекает из неточности многих основных эле-
ментов расчета, в результате чего возникает множество
«если», в которых трудно разобраться не только с на-
скоку, по и при длительных размышлениях.
Некоторая неопределенность в исходных данных в
процессе проектирования и исследования, а особенно
при оценке новой технической идеи, всегда неизбежна.
В начальных фазах любой работы инженер, как прави-
ло, пе может еще дать определенный ответ на ряд кон-
кретных вопросов. Достаточно ли, например, при рас-
чете газовой установки для поглотителя этапа взять
19 тарелок или их нужно взять больше? Каково будет
действительное сопротивление системы? Будет ли коли-
чество циркулирующих растворов такое или в два раза
больше? Какой коэффициент поглощения нужно при-
10 в. Мухачев
145
нять? Все это — взаимозависимые величины, и их точ-
ное определение требует множества расчетов и отнимает
много времени.
Желая получить точный ответ, инженер отклады-
вает экономическую оценку варианта до уточнения всех
данных. Наконец, данные получены, проверены расче-
тами, и инженер дал «точный» ответ. Но сколько вре-
мени и труда такой ответ потребовал! И сколько других
вариантов, может быть, гораздо более выгодных, упу-
щено из поля зрения. Какова же цена «точному» ответу,
если нет никакой уверенности, что разработан действи-
тельно самый выгодный вариант? К тому же и точность
«точного» ответа никогда не определяется. Не будет
преувеличением сказать, что в этих «точных» ответах
под внешней безапелляционностью бывает скрыто еще
много неопределенностей, которые обнаруживаются
лишь при постройке и пуске установки и проявляются
в неожиданном удорожании.
Нельзя сказать, что неопределенность присуща толь-
ко работе, связанной с новыми техническими идеями.
В последних она лишь заметнее.
Страшна неопределенность бесконтрольная или за-
маскированная под «точное» решение. До сих пор никто
не учитывает неопределенность сравниваемых показате-
лей вариантов. Между тем совершенно ясно, что всякое
сравнение правомерно только в том случае, когда сте-
пень неопределенности показателей известна. Пренебре-
жение неопределенностью, т. е. принятие ее равной
нулю, как это делается теперь, не соответствует дейст-
вительному положению вещей, когда ряд исходных дан-
ных при такого рода расчетах берется подчас усло-
вно.
Выводы подобных расчетов, конечно, всегда будут
грешить большими ошибками и могут даже приводить к
качественно иным решениям, чем полученные путем
правильного расчета с учетом неопределенности исход-
ных данных.
Точная оценка погрешности — это единственно пра-
вильный и действенный путь.
Первый шаг в направлении действительно более точ-
ной работы — в любом расчете учитывать неопределен-
ность исходных данных и определять погрешность ре-
зультата.
146
Неопределенность результата подсчитывается по об-
щеизвестным формулам теории погрешности. Границы
неопределенности могут быть несимметричными, но с
практической точки зрения это обстоятельство несущест-
венно. Анализируя затем проделанный расчет, находят,
от чего зависит неопределенность результата. Таким об-
разом выясняют конкретные задания для исследовате-
лей и проектантов по уменьшению неопределенности
исходных данных. Расчет по упрощенным методам с
наведением всех справок на первый случай отнимает
два-три дня, а при дальнейших уточнениях — считанные
минуты.
В отличие от существующей практики, когда эконо-
мический расчет завершает большую работу, проделан-
ную технологами, правильнее и проще не пытаться сра-
зу уточнять расчетные данные, а первый расчет произ-
водить со всеми неопределенностями, которые обычно
ясно видимы и хорошо понимаются. Но величину этих
неопределенностей нужно обязательно ввести в рас-
чет.
Полезность такого подхода демонстрируется прежде
всего практикой обыденной жизни.
Некто решил на полученную премию сшить жене но-
вое зимнее пальто, такое, какое ей нравится. Весь во-
прос в том, сколько будет это пальто стоить. Как ни
странно, но ответ на этот обыкновеннейший вопрос сов-
сем не так прост, как кажется па первый взгляд. Дело
в том, что драп на пальто (2,7 м) подходящей расцвет-
ки и качества стоит за метр: один тип — 19 руб., дру-
гой — 28 руб., третий — 40 руб. Воротник в тон материа-
лу пальто и к лицу может быть сделан и из дешевой
ондатры (19 руб.), и выдры—(115 руб.), и соболя
(240 руб.) Подкладки пужпо купить 3 м — по цепе, как
помнится Некто, что-нибудь от 3 до 5 руб. за метр. При-
мем для осторожности по 5 руб. за метр. Далее, надо
дать портному пуговицы (пе более чем на 3 руб.), а
главное, заплатить ему за работу, вероятно, что-нибудь
от 22 до 30 руб., вернее всего — 25 руб. Для того чтобы
определить, сколько же денег нужно ассигновать на
шитье пальто, Некто составил таблицу, в которой по
каждому элементу затрат записана наиболее вероятная
стоимость и отклонения от нее, как в большую сторону
(+), так и в меньшую (—):
147
Статьи расхода Стоимость (руб.)
Наиболее вероятно + —
Драп 75,6 30,4 26,3
Воротник 115 125 96
Подкладка 15 0 3
Ватин 15 3 3
Пуговицы 3
Стоимость работы 25 5 3
Наиболее вероятная стоимость получается простым
сложением наиболее вероятных стоимостей отдельных
Q ТТ A Ilf А ТТ Т Л Т5
75,6 + 115 + 15 + 15 + 3 + 25 = 248,6 руб.
Высший предел стоимости пальто получается путем
сложения наиболее вероятной его стоимости с суммар-
ным плюсовым отклонением „+ЛГ“. Суммарное плюсо-
вое отклонение получается извлечением корня квадрат-
ного из суммы квадратов плюсовых отклонений для
каждой из шести статей расхода. Аналогично полу-
чается низший предел стоимости.
Надо сказать, что результат в данном случае полу-
чился мало утешительный. Если наиболее вероятная
стоимость составила 248,6 руб. а низшая — 145,4 руб.,
то высшая достигает 377,8 руб. Результат получается
слишком неопределенный. Из расчетной таблицы вид-
но, что большая часть отклонений обязана неопределен-
ной стоимости воротника. Величина общей неопределен-
ности может быть уменьшена за счет более обдуман-
ного выбора воротника.
Некто выбрал выдру. Повторный расчет показал, что
в этом случае + Ад = 32,8 руб., а — Кг = — 8,0 руб.
В этом случае KMiKc— 248,6 + 32,8 = 4- 281,4 руб., а
А"мии — 248,6 — 8,0 = 240,6 руб.
Это уже много определеннее. Следующий шаг —
уточнение выбора драпа — еще больше уточнит общую
стоимость. Но окончательную, точную стоимость пальто
Некто узнает только тогда, когда оно будет совсем го-
тово и выкуплено из ателье.
Казалось бы, мы живем в мире точных фактов. Но
если проанализировать каждый наш шаг, то сколько
неопределенности в нем! Правильнее было бы сказать,
148
Рие. 41. Что потребует
постройка завода?
1 — компрессор; 2 — абсор-
бер этана; з — охладитель;
i — нагреватель; 5 — десор-
бер этана; в — охладитель;
7 — насос; I — подача при-
родного газа; II — выход
метаиа; III — выход этана.
что мы живем в мире более или мепее неопределенных
фактов. Рассчитывая каждый раз неопределенность
стоимости пальто, Некто получал ориентировку при сво-
их покупках и, наверное, пе особенно горевал, что стои-
мость пуговиц и ватина осталась неопределенной до
самого последнего момента.
Могут сказать, что никто таких расчетов при шитье
пальто не делает. Может быть, и так. Даже наверное
так. Тем не менее, согласитесь, что ход нашей мысли и
наших забот всегда и всюду, в аналогичных случаях,
пусть бессознательно, но направляется схемой вышепри-
веденного расчета неопределенности.
Именно такой расчет помог нашему Некто сообразо-
вать свои желания с реальными возможностями — сред-
ствами, во всяком случае, знать, во что же может обой-
тись предпринятое дело.
Все, что продемонстрировано выше на примере из
обыденной жизни, в полной мере относится к любой на-
роднохозяйственной практике. Пусть рассеется господст-
вующее ложное представление о высокой точности пла-
новых и инженерных расчетов, якобы отличающейся от
расчетов в обыденной жизни. Что такого отличия нет,
покажем на примере расчета стоимости установки по
извлечению из природного газа более ценной этановой
фракции, схема которой дана на рис. 41.
В комплект установки производительностью
3,5 млн. м3 природного газа в год входят: компрессор,
сжимающий природный газ; абсорбер, в котором цирку-
лирующей жидкостью из газа поглощается этановая
149
фракция. Из низа колонны жидкость поступает через
кипятильник в десорбер. В десорбере из нее выкипает
этан, а оставшаяся жидкость из низа колонны насосом
перекачивается через холодильник обратно в абсорбер.
Улетучивающаяся этановая фракция выходит из де-
сорбера через холодильник очищенной, а конденсат воз-
вращается обратно в колонну, образуя флегмовый
поток.
Когда вопрос о стоимости такой установки решается
в общем виде, то в зависимости от состава и давления
природного газа, строительных и климатических усло-
вий и т. д. могут быть приняты различные параметры
процесса. Из-за этого получается так, что при стандарт-
ной, в общем-то принципиальной схеме характеристики
(а значит, и стоимости) входящих в нее аппаратов
варьируют в довольно широких пределах. Например,
компрессор, сжимающий газ до 38 кг/см2, в зависимости
от начальных условий может потребовать для привода
не точно 126 квт, а от 113,5 квт до 138,6 квт. Соответ-
ственно этому может понадобиться для разных случаев
не только изменять мощность электродвигателя, но
даже ставить другой компрессор. Таким образом, если
наиболее вероятную стоимость установленного компрес-
сора можно считать равной 49 000 руб., то наиболее
дешевое решение обойдется в 29 000 руб., а наиболее
дорогое — в 60 000 руб. Аналогично обстоит дело и со
всеми остальными аппаратами. Стоимость смонтирован-
ного оборудования установки получилась по расчету
равной от 96 400 до 145 000 руб.; наиболее вероятная
стоимость — 129 600 руб.
Зная стоимость смонтированного оборудования, не-
трудно определить стоимость всего предприятия умно-
жением расчетных сумм на практические коэффициен-
ты, неопределенность которых тоже учитывается. Общая
величина капитальных вложений на это предприятие та-
ким образом была вычислена в размере 343 000 руб. с
возможным отклонением в большую сторону на
52 000 руб., а в меньшую — на 77 000 руб.
Любопытно, кстати, заметить, что большая, часто
неосознаваемая неопределенность решений, принимае-
мых в общем виде, это, по-видимому, правило, не
знающее серьезных ограничений. Точность появляется
только при высокой конкретизации. Признание этой про-
150
стейшей истины имеет, как мы увидим дальше, большое
принципиальное значение.
Итак, полученная величина слишком неопределенна
для дальнейших подсчетов. Из расчета видно, что льви-
ная доля неопределенности результата вызывается не-
определенной стоимостью двух элементов установки:
компрессора и поглотителя этана, а также стоимостью
трубопровода, контрольно-измерительной аппаратуры
(КИП) и зданий. Величина этих неопределенностей,
следовательно, должна быть уменьшена путем хотя бы
приблизительной трассировки трубопровода на плане,
составления планов зданий и размещения КИП, уточне-
ния цепы компрессора и более точного расчета процес-
са поглощения этапа. Инженер сразу же получит нуж-
ную ему ориентировку.
Технология научно-исследовательской и проектной
работы па каждой ступени — это непрерывное создание
гипотез и их доказательство. Доказательство правиль-
ности гипотезы заключается в установлении тождества
па основании экспериментов, более точных расчетов или
близости принятого значения условных элементов их
действительному значению. И это существо технологии
научно-исследовательской и проектной работы должно
быть взято за основу экономического анализа каждого
шага в работе с учетом неопределенности и последова-
тельно развито в строгую систему. Нужно, чтобы каж-
дый этап работы, каждый случай, когда приходится вы-
бирать из возникающих технических вариантов, совер-
шенно четко облекался в форму сравнения стоимостей
продукта по разным вариантам, исходя, например, из
выражения для суммы годовых затрат.
Независимо от этапа проработки повой технической
идеи, в расчет должны быть приняты соображения и о
сроках сооружения (в зависимости от сложности объек-
та) и о скорости производственного процесса. На любом
этапе доказательство гипотезы должно излагаться в
форме экономического расчета по следующей формуле:
S=C + Q,2K,
где S — сумма годовых затрат;
С — годовые издержки производства;
К — капиталовложения.
151
Рис. 42. Изменение неопределенности при реализации новой
технической идеи:
Т •— время, исчисляемое от момента появления новой технической
идеи; О — момент появления новой технической идеи; 5 — стоимость
продукта; 30 — стоимость продукта существующего производства;
Si — наиболее вероятная стоимость продукта, получаемого при реали-
зации новой технической идеи, в предположении справедливости всех
допущений созданной экономической гипотезы; Змакс— наивысшая ве-
роятная стоимость продукта, получаемого при реализации новой тех-
нической идеи; Змин — паинизшая вероятная стоимость продукта,
получаемого при реализации новой технической идеи; А — момент,
когда техническая осуществимость новой технической идеи, выдвину-
той в момент времеки О, все еще не доказана; В — момент времени,
когда осуществимость новой технической идеи доказана эксперимен-
тально или расчетным путем; С — момент окончания лабораторных
экспериментальных работ или расчетов; D — момент окончания испы-
тания новой технической идеи в промышленном масштабе.
В итоге расчета получаем стоимость годового про-
дукта, неопределенность которой (4" и —) известна.
Некоторые из предпосылок гипотезы будут безуслов-
ными (например, цепа 1 квт-ч электроэнергии на месте
сооружения, если местоположение объекта и источник
энергоснабжения уже зафиксированы), другие — услов-
ными (например, расход энергии на перекачку раство-
ров при рециркуляции, поскольку еще неизвестна, ска-
жем, скорость процесса абсорбции). Эта последняя
условная предпосылка вносит в расчет неопределен-
ность в отношении производительности или даже типа
насоса, что сказывается в подсчете величины К. Неоп-
ределенность в отношении суммарного расхода электро-
энергии при эксплуатации сказывается па подсчете ве-
личины С. Таким же образом подсчитывается величина
эксплуатационных расходов.
Весь ход научно-исследовательской и проектной ра-
152
боты подчинен борьбе за определенность, если даже об
этом и не говорится, а может быть, даже непосредствен-
но и не осознается (см. рис. 42).
Новая техническая идея может быть признана пер-
спективной в том случае, если ее технические предпо-
сылки в принципе правильны и вся она в целом осуще-
ствима, а экономический анализ показывает, что с внед-
рением ее в производство наиболее вероятная стоимость
продукта понизится по сравнению с существующей.
Такая «предплановая» оценка новой технической
идеи должна даваться обязательно. Экономический ана-
лиз даже и па этом этапе должен производиться с учетом
неопределенности отправных данных. В результате на-
ряду с наиболее вероятной стоимостью будет определена
наинизшая вероятная стоимость. Наивысшая же ве-
роятная стоимость на этом этапе условно принимается
бесконечно высокой.
Всякое решение, всякий выбор рискованны. Когда
экономический анализ будет внедрен в технологию ис-
следовательской и проектной работы, инженерам при-
дется много чаще, чем теперь, принимать решения и
рисковать. Возникает необходимость избежать при этом
как авантюрного принятия неоправданно «смелых» ре-
шений, без достаточно серьезных обоснований, так и
боязливой нерешительности, тормозящей дело. Чтобы
этого избежать, принятие решений должно основывать-
ся на количественном определении риска.
При наличии расчета неопределенности стоимости
продукта, изготовленного новым способом, оценка риска
не представляет затруднений.
Риск может быть определен графически. Пусть, на-
пример, наиболее вероятная стоимость продукта нового
способа ниже существующей стоимости продукта, но
максимальная превышает существующую стоимость.
Какова вероятность того, что стоимость продукта, по-
лученного по новому способу, будет выше старой? Дру-
гими словами, как велик риск неудачи?
На рис. 43 показан графический способ определения
риска. Кривая распределения, характеризующая ве-
роятностную сторону предмета, нанесена пунктиром.
Риск — это вероятность того, что стоимость единицы
продукта в новом производстве будет превышать суще-
ствующую стоимость этого продукта. На диаграмме это
153
Число случаев F
Рис. 43. Графический способ опреде-
ления риска.
80— стоимость продукта существующего
£/ производства; Si — наиболее вероятная
Л стоимость нового продукта; 8макс— паи-
// \ высшая вероятная стоимость нового про-
/ дукта; 8МИН — наинизшая вероятная
/ стоимость нового продукта; Ъ\ — число
/ \\ возможных случаев наиболее вероятной
// стоимости; р0 — число воз-
\г_________ можпых случаев совпаде-
---------—<?--°—5 ~ ,, пия повой стоимости со
О--------mtn--о^щипаимостьъ стоимостью существующе-
го производства.
выражается отношением площади, отграниченной кри-
вой распределения и осью абсцисс правее линий SoFo,
ко всей площади, отграничиваемой кривой распреде-
ления. Кривую распределения- можно с небольшой
ошибкой заменить треугольником. Пользуясь геомет-
рическим построением, получаем простую формулу для
определения риска, в которую неизвестные нам орди-
наты кривой уже пе входят. Эта формула дает возмож-
ность определить риск, зная только существующую и
наиболее вероятную цену продукта нового производ-
ства и ее предельные отклонения.
р ___________С? макс — ^о)2____л ЛП О/
иск-’_ (*$макс — *$мип) («$макс — *?1) /0<
Здесь:
So — стоимость продукта существующего производ-
ства;
Si, £.макс и ®мип ~~ соответственно наиболее вероятная,
наивысшая и наинизшая вероятные стоимости нового
продукта.
Дело инженера — сравнить риск осуществления раз-
личных вариантов. Предпочтение отдается варианту с
самыми низкими вероятной стоимостью и риском. В со-
мнительных случаях неизбежны постановка эксперимен-
тов и расчетные работы с целью уточнения исходных
данных и уменьшения расчетной неопределенности
стоимости.
Требуемой определенности в решении гипотез и сни-
жении риска (или его полного устранения) падо дости-
гать с возможно меньшими затратами. В большинстве
случаев при доказательстве гипотез совсем не обяза-
тельна полная проверка всего предлагаемого способа
154
Или аппарата. Всегда можно выявить какие-то условные
предпосылки и проверить прежде всего их. Такой под-
ход к доказательству гипотез облегчает определение
стоимости их доказательства, временных и материаль-
ных параметров соответствующей работы для обосно-
ванного включения ее в план. И несомненно, такой под-
ход сократит общий объем научно-исследовательских и
проектных работ.
В первую очередь это относится к установившейся
практике создания опытных установок и даже целых
(большей частью карликовых) опытных заводов с пол-
ным циклом производства. Судить об экономике буду-
щего большого завода непосредственно по работе уста-
новки небольшого масштаба нельзя. Поэтому увлечение
постройкой опытных установок небольшого масштаба
с полным циклом производства пе только не помогает,
а даже препятствует реализации новых технических
идей.
После экспериментальной проверки в лаборатории
целесообразно сразу же переходить к экспериментам в
полном промышленном масштабе. Это совсем не значит,
что следует сразу строить заводы с полным циклом
производства на заданную мощность. Отнюдь нет! Надо
строить только фрагменты будущих промышленных
установок, подлежащие проверке в заводских условиях,
и включать их па срок испытания в производственную
схему действующего завода.
Для того чтобы проворить в промышленном масштабе
выводы лабораторных опытов, совсем пе требуется мно-
голетняя работа. Длительность испытаний в отдельных
случаях может быть ограничена несколькими часами
или даже минутами работы на установившемся ре-
жиме.
Такой порядок реализации новых технических идей
позволит государству экономить огромные средства, иду-
щие сейчас па содержание в течение длительных сроков
больших исследовательских бригад, а также ненужных
и даже вредных для дела небольших опытных устано-
вок с полным циклом производства. К тому же мы смо-
жем достовернее оценивать новые технические идеи и
ускорить их реализацию.
Там, где это возможно, экспериментов большого
масштаба следует вообще избегать, заменяя их изуче-
155
нием объекта проверки на моделирующем электронном
или другом устройстве.
Предположим, что стоимость переработки 1 т нефти
обычным крекингом с учетом влияния капиталовложе-
ний составляет 8 руб. 25 коп. Спрашивается, каков риск
потерпеть экономическую неудачу и вместо понижения
повысить стоимость переработки 1 т нефти, если новый
завод построить па основе применения нового процес-
са — гидрокаталитического крекинга низкого давления?
По предпроектпым соображениям, капитальные затра-
ты (К) на постройку нового завода составят на 1 т неф-
ти в год 12 руб. 67 коп.+ 15%, а себестоимость (С) пе-
реработки 1 т нефти составит 3 руб. 85 коп.+ 10%.
Определим стоимость по вышеприведенной формуле.
Бврои E=o,26±S:?t
s±l=c±J+(в±э (к±э=7Руб. i4iton.il И: й Я:
SMHH = 7 руб. 14 коп—1 руб. 23 коп. = 5 руб. 91 коп.
SM,KC=7 РУ6- 14 коп.1 руб. 48 коп.=
=8 руб. 62 коп. >8 руб. 25 коп.=5о.
Значит, риск имеется. Определяем его численно:
(8,62-8,25). 100 _oz0/
(8,62 — 5,91)-(8,62 — 7,14) — ’ /0<
Такое значение R говорит о том, что из 30 построен-
ных по новому способу заводов только один, возможно,
даст продукцию по более высокой, чем теперь, стоимо-
сти. Несомненно, такой риск вполне приемлем, так как
ведь остальные 29 заводов дадут продукцию по цене го-
раздо более низкой, чем получаемая по существующему
способу.
Если же учесть, что при существующем способе по-
лучается мазут с содержанием серы более 3%, требую-
щий при сжигании под котлами очистки дымовых газов
(а это еще 67 коп. дополнительных расходов на 1 т неф-
ти в общегосударственном хозяйстве), то в действитель-
ности нужно принять So = 8 руб. 25 коп. + 67 коп. =
= 8 руб. 92 коп. При переработке нефти гидрокаталити-
ческим крекингом низкого давления дополнительных
расходов на газоочистку не потребуется, так как по это-
му способу получается мазут с содержанием серы всего
15в
0,5%. Так что с учетом этого обстоятельства *5макс<^‘^0-
Следовательно, внедрять процесс гидрокаталитического
крекинга низкого давления можно без всякого риска.
Обследование большого числа реализованных изоб-
ретений показало, что все расходы, связанные с реали-
зацией изобретения, включая выплату соответствующего
авторского вознаграждения, но превышают 8% эконо-
мического эффекта. Отсюда следует, что прибыль от
реализуемых изобретений может быть целиком погло-
щена убытком от неудачных попыток только в том слу-
чае, если успешно реализуется только одно (!) изобре-
тение из двенадцати.
Таким образом, риск при реализации изобретений
может достигать даже 92% (11 составляет 91,66%
от 12). Конечно, никто не захочет работать вхолостую, и
пикто па такой риск не пойдет. Но риск порядка 25—
30%, вероятно, будет вполне приемлем. Ведь это озна-
чает, что из 3—4 случаев реализации новой технической
идеи один окончится убытком в размере всего 3—5%
суммы чистой прибыли по остальным 2—3 удачным слу-
чаям. Право же, такая игра стоит свеч!
Всегда находятся скептики, которые и сами уверены
и стараются убедить других в том, что именно в дан-
ном случае вероятность неудачи оправдается.
Против такого болезненного скептицизма есть на-
дежное и давно известное лекарство — страхование.
В сметах расходов, связанных с реализацией новой
технической идеи, нужно предусматривать денежное от-
числение в специальный страховой фонд предприятий.
Размер этого отчисления должен быть равен величинам
подсчитанного риска для каждого данного случая в про-
центах. Тогда убытки от неудачных попыток будут
оплачены из страхового фонда.
Риск — это новый экономический фактор, и уместно
поставить вопрос об обязательности введения его в тех-
нико-экономические расчеты. Количественный учет рис-
ка поможет правильнее оценить новые технические идеи
и скорее реализовать их. Правильно учитывая риск,
можно сэкономить большие средства, получить огром-
ные доходы от реализации тех возможностей промыш-
ленного развития, которые до сих пор упускаются, моби-
лизовать все наши скрытые резервы и намного повысить
темпы технического прогресса.
ХИМИЯ И МЕТАЛЛУРГИЯ
Чистота
Цикл изобретений по чистоте начался тоже в дни,
когда взбудораженный изобретением металлического
фильтра мой ум искал все новых и новых приложе-
ний.
Первое изобретение было связано, правда, не непо-
средственно, с тематикой моей работы в институте.
Обычпая гидроокись алюминия, получаемая для
производства из пее алюминия, в большинстве случаев
недостаточно чиста для целой катализа: опа содержит
железо, титан и кремнекислоту. Правда, этих примесей
немного, но они после прокаливания гидроокиси зани-
мают как раз те самые удобные места в частицах окиси,
которые делают ее активной, если эти места заняты,
например, трехокисью молибдена. Выходит, что молеку-
лы окислов железа и кремния вытесняют более полез-
ные молекулы куда-то на задворки. Катализатор теряет
свою активность. Поэтому получение катализаторов ста-
раются вести па основе чистейшей гидроокиси алюми-
ния.
Но как же быть, если загрязнения, всегда находя-
щиеся в растворе, предпочитают сопровождать гидро-
окись алюминия, а пе оставаться в растворе? И это на-
блюдается даже при получении гидроокиси алюминия
из чистейших солей алюминия.
Во мне заговорил дух противоречия. Вместо того
чтобы бояться неприятного свойства и думать, как бы
его избежать, я взбунтовался против установленных ка-
нонов и решил взглянуть на изнанку этого препеприят-
пейшего факта.
«Для того чтобы осуществить то, что делает при-
рода, человек всегда вынужден был подходить к делу
158
совершенно иначе. В этом состоит невероятность и
парадоксальность изобретений... Человеку удавалось до-
гнать природу только в тех случаях, когда он приступал
к делу иначе, чем она... Вся техническая фантазия чело-
века состоит в том, чтобы взяться за дело не с того
конца, с которого берется природа; я сказал бы, с прямо
противоположного» 70.
С гидроокисью, ставшей моим лютым врагом, я мыс-
ленно вел диалог, как с противным живым существом.
Выискивал ее слабые места, по которым можно было
бы ударить. Пристрастие к примесям?
А что, если для получения чистейшей гидроокиси
алюминия использовать именно эту ее жадность па при-
меси, мешающую получить ее в нужной мере чистой?
Нельзя ли перехитрить эту особу?
Во всяком случае, первое условие успеха уловки —
это сделать вид, будто все идет по-старому. В темно-
бурый щелочной раствор, содержащий примеси железа,
титана, кремнекислоты, органических веществ и т. д.
будем медленно пропускать ток углекислого газа — пу-
зырек за пузырьком. Ничего не подозревая о нашем за-
мысле, гидроокись алюминия уже предвкушает, как опа
захватит из раствора все примеси и вылезет из раствора.
В пем появилась характерная для коллоидной фазы
опалесценция, сопровождающаяся изменением цвета
раствора... Немедленно прекращаем пропускание угле-
кислого газа и отфильтровываем образовавшийся осадок.
Черный слизистый осадок... В него ушло всего только
0,2% алюминия, находившегося в очищенном растворе.
Но эти 0,2% захватили все примеси из раствора.
Фильтрат чист! Хитрость удалась! Последовательное
применение этого приема к получаемым чистым раство-
рам дает продукт чрезвычайно высокой чистоты.
Еще лучше выделять гидроокись алюминия из ра-
створа без введения реагентов — электролизом. Такая
техника оказалась полезной при приготовлении катали-
заторов.
Вот способ получения чистоты: дробное сорбционное
осаждение. Он тем эффективнее, чем хуже, с точки зре-
ния обычной промышленной практики, получаемый оса-
док. Лучше всего студенистые осадки, какими бывает
большинство гидратных осадков.
Прорыв удался. Теперь, как и в случае с металли-
159
ческим фильтром, ищу приложения изобретения в дру-
гих областях. Это, прежде всего, само многотоннажное
производство гидроокиси алюминия. Давая затравку в
два приема, варьируя ее дисперсность, можно из тех же
и даже худших в отношении загрязнений исходных алю-
минатных щелоков получать более чистую гидроокись
алюминия. Удаление из раствора примесей на первую
порцию затравки намного ускоряет процесс дальней-
шего выделения гидроокиси алюминия. Стало быть, на
тех же производственных площадях можно получать
продукт и более высокого качества и в большем коли-
честве.
Ищу новых приложений. Мпе подсказывают: «По-
пробуйте заняться очисткой загрязненных щелочных ра-
створов, которые получаются в виде отходов при щелоч-
ном способе регенерации старой технической резины,
при производстве искусственного волокна и при пере-
работке нефти».
Щелочными растворами хорошо очищаются и газы и
жидкие продукты. Но отработанные щелочные растворы
уже никуда не годятся и сбрасываются в канализа-
цию, отравляя водоемы. Едкие щелочи дефицитны и
дороги. Их однократное использование удорожает основ-
ной процесс. Именно поэтому прежде всего огромное
количество изношенных автомобильных покрышек ока-
зывалось дешевле сжигать или перерабатывать на строи-
тельный материал. Впрочем, последнее получается
выгодно только в том случае, когда старые покрышки
идут в дело без цены, как мусор...
Нефтеперерабатывающие заводы никак не могут из-
бавиться от сточных вод. То же самое происходит и на
заводах искусственного волокна.
Регенерация бросовых щелочных растворов — вот
что нужно!
Очищать — значит, прежде всего, не вводить новых
загрязнений. Это я усвоил еще с юности, наблюдая на
химическом заводе за тем, как работали инженеры и ра-
бочие. Забавные, на первый взгляд, предосторожности
и тщательность исполнения установленного ритуала по-
сле объяснений мастера становились понятными и
необходимыми... Я слушал эти поучения и распека-
ния мастером рабочих, выполняя- в цехе ремонтную
работу...
160
Теперь мне было известно, что самым радикальным
способом не загрязнять раствор — это не вводить в него
никаких новых веществ. Электрохимия! Процессы окис-
ления органики в щелочной среде идут медленно, при
низкой анодной плотности тока. Металлический фильтр
как раз подойдет.
Итак, напрашивается решение № 1. Электролизер с
металлическим фильтр-электродами у меня уже был —
он остался от опытов по применению металлического
фильтра в электрохимии. Пробую. Окисление идет.
Интересно, что на катоде образуется черная пена: фло-
тируется органика. На аноде она окисляется. Часть этих
веществ обугливается, и после этого ее можно отделить
от раствора фильтрованием.
Еще лучше эти процессы идут в автоклаве при тем-
пературе свыше 100° и при давлении кислорода свыше
1 атм. Кислород, выделяющийся на аноде, в момент
своего выделения обладает особенно большой окисли-
тельной способностью, так как перед выделением в виде
пузырька он проходит стадию чрезвычайно активного
(в качестве окислителя) атомарного кислорода. Вот тут-
то и столкнуть его с раствором! Добавление к щелоку
гидроокисей щелочноземельных или тяжелых металлов
(гидроокиси стронция, кальция, бария и др.) ускоряет
процесс окисления. Процесс идет хорошо и на гладком
аноде.
Меркаптиды натрия, образующиеся при очистке га-
зов или жидких нефтепродуктов едким натром, превра-
щаются при этом в сульфиды и дисульфиды, которые
отделяются легко. Расход каустика снижается в
4—5 раз. Сточные воды полностью ликвидируются.
Потом мне пришлось работать инженером лаборато-
рии того самого химического завода, на котором я ра-
ботал в юности. Мало он изменился с тех пор. Не пред-
ставляю, как заводу удавалось укладываться в норму
потерь 0,2 %. Думаю, что так хорошо получалось только
на бумаге. Недаром Hie передо мной прежде всего
поставили задачу устранить потери при прокаливании
конечных солей химического передела — хлороплати-
ната аммония и аммонийных солей, получаемых при вы-
паривании маточников. При прокаливании в обоих слу-
чаях образуется много газов, которые увлекают с со-
бой платиновые пылинки. Драгоценный металл теряется.
11
В. Мухачев
161
Устранение этих потерь оставалось неразрешенной зада-
чей в течение 25 лет существования завода.
Начинаю с того, что бракую работу предшественни-
ков. Они начинали работу с конца: есть много газов,
падо извлечь из них платину. Сначала они допускали
образование тумана хлористого аммония, а потом боро-
лись с ним в самых невыгодных условиях.
Решение пришло буквально... на кончике языка.
Было лето. Отцветали поздним цветом яблони. Как
снег, осыпались лепестки на землю...
Как снег?.. И вспомнилась какая-то давняя, давняя
лыжная прогулка. Так же шел густой, хлопьями снег,
одевая свежим нарядом мелкорослые молодые со-
сенки порубки. Красиво... Я останавливаюсь передохнуть
и оглядеться... Ловлю снежинки на язык... Советую —
попробуйте вкус снега в глухом лесу, вдали от жилья
и автомобильных дорог! Он пахнет смолой, лесной све-
жестью... Но не вздумайте пробовать вкус снега в городе.
Я тогда же убедился, какой отвратительный вкус дыма
и бензина у городского снега, даже пойманного прямо на
язык. В этом содержится наглядное — на язык! — до-
казательство использования природой мельчайших гото-
вых частиц — дыма ли, испарений ли сосновой хвои —
в качестве центров кристаллизации...
На заводе горячие газы от прокаливания солей сме-
шиваются в дымоходе с холодным воздухом. Сразу обра-
зуется масса центров кристаллизации вокруг мельчай-
ших пылинок платины. Материала же для того, чтобы
эти микроскопические снежинки выросли, уже не хва-
тает. Он весь израсходован. Таково, объясняю, проис-
хождение тумана хлористого аммония и потери платины
с ним (см. рис. 44а).
Дух противоречия подсказывает мне: надо сделать
все наоборот. И в самом деле! А что, если горячие газы
не смешивать с холодным воздухом? Анализирую гипо-
тезу. Если горячие пары не смешивать с холодным воз-
духом, а дать им медленно охладиться, то центров кри-
сталлизации в единицу времени образуется мало, а ма-
териала для роста кристаллов будет иметься вдоволь.
Как тогда в лесу, вырастут крупные кристаллы, пойдет
снег крупными хлопьями. Такие кристаллы легко можно
будет собрать, а вместе с ними и платину, упакованную
в них (см. рис. 446).
162
Рис. 44. Если горячие пары не смешивать с холодным
воздухом...
а — пары хлористого аммония смешиваются с током холодно-
го воздуха — образуется масса мелких кристалликов, уноси-
мых током воздуха;
б — парам хлористого аммония дают медленно охладиться —
вырастают крупные кристаллы, которые легко могут быть
собраны,
Ставлю опыт. Охлаждение газов произвожу, не сме-
шивая с воздухом, в подогреваемой прозрачной трубе.
Получается полное впечатление, что крупными хлопья-
ми идет снег. Туман перестал образовываться. Когда
горячие газы стали охлаждаться медленно, не смеши-
ваясь с воздухом, хлористый аммоний ввиду дефицита
центров кристаллизации признавал за такие центры
пылинки платины и уже образовавшиеся кристаллики
соли и нарастал на них. Снежинки обволакивали плати-
новые пылинки и грузно спускали-их вниз. В туриллах
но было обнаружено даже малейших следов платины.
163
А платина, уловленная хлористым аммонием, не пропа-
дала для дела, так как и хлористый аммоний и соляная
кислота находили применение в производстве как реа-
генты. Платина с ними возвращалась в процесс.
Установка, не имеющая безвозвратных потерь, пока-
зана на рис. 45.
Процесс этого изобретения продолжался более
10 лет. В течение этого времени мой взгляд не раз за-
держивался на толстом томике диссертации, которую
я защитил на теме своего изобретения.
Читая однажды популярную книгу известного совет-
ского астронома, я перевел на язык инженера то, что
там было написано.
В грандиозных масштабах очистка газов от летучих
паров происходит в пылевых туманностях пашей Все-
ленной.
Пары там представлены неоднократно ионизирован-
ными быстрыми атомами, т. е., с нашей точки зрения,
«горячими» атомами. И эти горячие атомы захватыва-
ются пылинками, прилипают к ним. С нашей, земной
точки зрения, конденсируются па них.
Отложив книгу по астрономии, немедленно переклю-
чаюсь па земную тематику...
Техника улавливания взвешенных твердых частиц
пыли и золы из горячих газов хорошо известна. Но что
делать, когда вредные примеси находятся в горячих
газах в виде паров? Если они превращаются в знакомую
пыль только после вылета газа в атмосферу и его есте-
ствеппого охлаждения? Таких решений в технике очист-
ки газов нет.
Необходимость же в очистке газов от вредных паров
встречается довольно часто (например, выплавка спе-
циальных сталей в сименс-мартеновских печах, произ-
водство некоторых ферросплавов и др.).
Необходимость очистки газовых выбросов встре-
чается часто, а вот экономический эффект от реализации
различного рода санитарных мероприятий в промыш-
ленности пока что одним числом не выражают. Поэтому
бывает, что решения принимаются несоизмеримые (в ту
и другую сторону) со значением мероприятия. Между
тем вся эта категория предложений имеет непосредст-
венное отношение к продолжительности работоспособ-
ного периода жизни человека — работника... Опять
164
Рис 45. Установка, в которой нет потерь:
1 — печь; 2 — реторта с нагрузкой хлороплатината аммония; з — кон-
денсатор; 4 — турилла; I — отсос.
пришлось заняться изобретением подходящей экономи-
ческой методики.
В основу расчета положены объективные данные:
численность, структура населения страны и возраст на-
чала трудовой деятельности граждан СССР — по дан-
ным Всесоюзной переписи населения 1959 г., пенсион-
ный возраст и опубликованные данные о национальном
доходе. По правилам, описанным выше в подразделе
«Мера эффективности», мы определили среднюю капи-
тальную стоимость человека — работника для общества.
Она получилась равной 44 тыс. руб. Действительная
общественная стоимость одного рабочего дня в среднем
получилась равной 7 руб. Этих цифр вполне достаточно
для решения всех задач, связанных с потерей или эко-
номией рабочих дней, с сокращением или увеличением
периода трудоспособной жизни людей.
Пользуясь этими цифрами, можно определять, как
описано в разделе «Мера эффективности», эффектив-’
ность различных санитарных мероприятий в промыш-
ленности, выражая ее числом единиц эффективности.
Надо сказать, что это же, разумеется, может быть рас-
пространено на все мероприятия по технике безопасно-
165
сти, охране труда, оздоровлению производств, на оценку
новых медикаментов и способов лечения, па улучше-
ние жилищных и транспортных условий, па устранение
шума в метро, па улицах, на производстве и в жилье,
на улучшение условий для культурного отдыха, а с этой
точки зрения и подойти как-то к экономической оценке
искусства.
Я предвижу обычное возражение: как же это можно
превращать бесценное сокровище — жизнь человека в
предмет меркантильной оценки? Но ведь экономиче-
ский критерий в жизнь человека — работника вводится
нами пе для того, чтобы торговать людьми, а для того,
чтобы максимально целесообразно использовать все
сродства и все возможности на благо человека, на поль-
зу его здоровью, на повышение продолжительности че-
ловеческой жизни.
Выявление экономического эффекта во всех случаях,
подобных вышеназванным, обеспечит объективную оцен-
ку и поставит эти часто весьма эффективные предложе-
ния на равные права с предложениями, направленными
на улучшение производственных процессов, а иногда
даже в преимущественное положение.
Чтобы иллюстрировать сказанное, приведу пример.
О пандемии в 1957 г. азиатского гриппа А2 были
опубликованы статистические данные. По этим данным,
по учитывая даже смертность людей от гриппа, а только
неработоспособность в среднем в течение 5 дней, считая,
что переболело гриппом две трети людей, был произве-
ден подсчет убытков по пашой стране. Они выразились
кругло в 2 млрд. руб. Учитывая периодическую повто-
ряемость таких пандемий, можно установить цену ба-
циллы в год и сообразовать с этим стоимость противо-
эпидемических мероприятий.
Возвращаемся к очистке промышленных газообраз-
ных выбросов. Султаны дыма, тянущиеся из дымовых
труб промышленных предприятий, говорят о плохой
очистке газов, выбрасываемых в атмосферу. Врачи-ги-
гиенисты получили теперь способ точного подсчета
ущерба здоровью людей от отсутствия газоочистных
сооружений или от их плохой работы. Для этого им
достаточно только учесть повышенную заболеваемость
людей, живущих в районе предприятия — нарушителя
закона о чистоте атмосферы, и подсчитать число допол-
166
нительно потерянных по болезни рабочих дней по срав-
нению с аналогичным районом, не подверженным дей-
ствию выбросов. Такая статистика, кстати, ведется
повсеместно. Для расчетов уже все подготовлено. Зная
же размер ущерба, можно найти оптимальное решение
при разработке способа обезвреживания от газа.
Так я и поступил.
Охлаждать газы для того, чтобы уловить пары в виде
сконденсировавшейся пыли? Это было бы решением
невыгодным, так как охлаждение тоже стоит денег, а
после этого все равно нужно расходовать сродства на
очистку охлажденного газа.
Вот космический процесс, осуществленный в земной
дымовой трубе (рис. 46). В трубу забрасывается холод-
ный гравий. Падая навстречу движущимся дымовым
газам, камешки хорошо смешиваются с ними и конден-
сируют на себя примеси. Холодный гравий служит одно-
временно и в качестве холодильника и в качестве
центров кристаллизации, кристаллической заправки. По-
сле охлаждения упавший гравий можно использовать
вновь и вновь.
Сопоставление пересчитанных па рубли цифр допол-
нительной заболеваемости окрестного населения от
влияния выброса ядовитых паров с расходами на соору-
жение и обслуживание установки в дымовой трубе под-
твердило ее экономическую целесообразность. Так уда-
лось доказать ранее недоказуемое.
Способ «холодной затравки» можно использовать
при производстве солей, получаемых сублимацией: хло-
ристый аммоний, безводный хлористый алюминий и др.
В качестве затравки можно взять те же мелкие кристал-
лики и наращивать их таким образом до нужной круп-
ности.
Способом холодной затравки можпо интенсифици-
ровать кристаллизацию из водных растворов.
С завода я был переведен на установку, перерабаты-
вающую шламы никелевого электролиза. Разумеется, со
всеми своими идеями. А идеи эти заключались в том,
чтобы па этой установке резко уменьшить число опе-
раций, которых насчитывалось 56. Руководителям уста-
новки понравилось мое изобретение по переработке
конечных солей аффинажа, и они надеялись, что я смогу
помочь им.
167
Металлурги считают: чтобы процесс был выгодным, в
нем должно быть не более семи операций. Здесь их
было... 56! Я подошел к решению этой задачи, определив
для начала минимум числа операций, которого вообще
можно добиться при переработке вещества мокрым пу-
тем. Идеально получилось бы, если бы удалось раство-
рением перевести платину и платиновые металлы из
шлама в раствор, фильтрованием отделить их от нераст-
воримого осадка, из раствора осадить платину и плати-
новые металлы и, наконец, фильтрованием отделить оса-
док от бросового раствора. Итого четыре операции.
Были известны опыты переведения платины в ра-
створ путем обработки материала газообразным хлором
с последующим выщелачиванием. Этот способ я забра-
ковал, так как он требует сложной аппаратуры и произ-
водство будет вредное.
Пробую хорошо известный хлори-
рующий обжиг без хлора, с добавкой
самого простого и дешевого хло-
рида — технического хлористого нат-
ра. Опыт работы с конечными солями
аффинажа подсказал мне решение.
В конечных солях я разрушал хлоро-
платинаты нагреванием до опреде-
ленной температуры. Теперь мне
нужно нагревать материал так, что-
бы не разрушить хлороплатинаты,
температура разрушения которых
мне известна. Получается как буд-
то неплохо. Но... материал надо пред-
варительно обжечь для удаления

Рис. 46. Улавливание конден-
сирующихся паров из горячих
дымовых газов в дымовой
трубе:
1 — боров горячих дымовых газов;
2 — пескопровод; з — аппарат,
забрасывающий песок; 4 — транс-
портерная труба; I — горячие ды-
мовые газы, содержащие примесь
конденсирующихся паров; II —
очищенные дымовые газы; III —
холодный гравий; IV — отрабо-
танный гравий на регенерацию.
168
серы. Кроме того, вспоминаю работу по конечным солям,
в ходе которой я доказал, что во всех процессах с нагре-
вом хлоридов надо учитывать выделение хлора по реак-
ции Дикона. Там влаги для этого хватило благодаря
влажности соли, здесь такой влаги нет. Стало быть, если
огарок смочить водой, то процесс пойдет лучше.
Ставлю опыты. Извлечение из шлама в раствор —
практически 100%. Что делать с нерастворимым остат-
ком? Из него надо извлечь никель и медь, а хлор ме-
шает. Обработка остатка серной кислотой удаляет из
пего хлор, который легко улавливается в виде товарной
соляной кислоты. Платина и платиновые металлы на
100% осаждаются металлической медью при кипячении.
Осадок содержит 98% платины и платиновых метал-
лов.
Аффинажникам после этого остается удалить только
2% примесей и отделить металлы платиновой группы
друг от друга. Трудоемкость и стоимость процесса со-
кращается таким образом в сотни раз. В шутку, очень
близкую к действительности, называю этот процесс
«100% извлечением в 100-процентный концентрат», или
«чистота в квадрате» 6.
Последняя встреча с чистотой мне особенно памятна
потому, что удалось установить, сколько времени в моем
сознании протекает скрытый процесс, заканчивающийся
появлением изобретения.
Мне поручили подготовить технические данные для
проектирования установки по дробной кристаллизации.
Кристалл соли, выделяющийся из насыщенного ра-
створа, чище исходного маточного раствора. Если полу-
ченную соль снова растворить в чистой воде, а затем
опять выкристаллизовать, то примесей в этих кристал-
лах окажется еще меньше. Повторяя много раз пере-
кристаллизацию, получают чистейшие соли, содержа-
щие примесей так мало, что для обнаружения при ана-
лизе приходится сначала сконцентрировать их и только
в концентрате спектральным анализом удается найти
некоторые примеси. Чтобы отходы были меньше, из
остающихся маточных растворов выделяют кристаллы
еще раз. Эти кристаллы, понятно, грязнее исходных, и
их добавляют к предыдущему маточному раствору. Дей-
ствуя таким образом по строгой, заранее разработанной
схеме, в конечном счете уменьшают потерю соли с са-
169
мым грязным маточником и увеличивают выход самых
чистых кристаллов. Каждый раз в виде кристаллов вы-
деляется только часть растворенной соли. Отсюда и на-
звание процесса — дробная кристаллизация. Этим спо-
собом получают сколь угодно чистые вещества, а также
разделяют вещества с очень сходными химическими
свойствами, используя самую небольшую разницу в ра-
створимости их солей.
Данное поручение я выполнил чисто по-ремеслен-
пому: нашел в литературе необходимые данные, рассчи-
тал процесс дробпой кристаллизации и проверил все это
экспериментально. Оказалось, что процесс сам по себе
прост и ясен, но очень хлопотливый, требует большого
внимания, идет медленно.
Практически дробная кристаллизация до сих пор
опирается на ручной труд, на многочисленные манипу-
ляции со множеством чаш, бачков, путчей и другой про-
стой, но подавляющей своим количеством аппаратуры и
монотонностью манипуляций с ней. Последнее обстоя-
тельство очень важно, так как, совершая множество од-
нообразных действий, человек очень легко ошибается.
А любая ошибка сводит па пет зачастую всю или зна-
чительную часть работы. Поэтому дробная кристалли-
зация всегда требует квалифицированного наблюдения,
что еще более удорожает процесс.
Мой ум настолько приспособился изобретать, что
даже в такой чисто ремесленной работе он нашел живое
зерно. Через семь лет скрытой работы ума, о которой
я даже не догадывался, появление первых изобретений
по центрифугам вызвало создание автомата для дроб-
ной кристаллизации сразу в окончательном виде. На
применение барабана в этом автомате, несомненно, по-
влияла только что законченная работа, в которой был
тоже использован барабан, правда, другого типа и для
другой цели.
На рис. 47 показан автомат для дробпой кристалли-
зации. Вся аппаратура сведена в нем к одному полому
кольцевому барабану, па внутренней поверхности кото-
рого поперечными и продольными перегородками обра-
зовано подобие пчелиных сотов.
Сырьевой раствор подается в средний отсек бараба-
на. Туда же по желобам сливается маточник после вто-
рой кристаллизации и ссыпаются кристаллы от повтор-
170
Рис. 47. Автомат для дробной кристаллизации:
1 — вращающийся на роликах кольцевой секционный барабан; 2— неподвижные желоба для кристаллов; 3— неподвиж-
ные желоба для маточных растворов; 4 — нагреватель; 5 — холодильник; 6 — тепловой насос; 7 — вибраторная установ-
ка; 8 — неподвижная трубчатая траверса, на которой укреплены желоба; по этой траверсе в среднюю часть барабана по-
дается сырьевой раствор; I — горячий насыщенный сырьевой раствор; П — подача сырьевого раствора; Ill — чистые кри-
сталлы; IV — грязный остаток раствора, с которым уходят примеси.
ной кристаллизации маточника первой кристаллизации.
Барабан медленно поворачивается вокруг своей оси,
причем каждая ячейка сотов последовательно проходит
мимо нагревателя, холодильника и вибраторной уста-
новки.
Что происходит с содержимым сотов? При нагрева-
нии грязные кристаллы растворяются в чистом маточ-
нике (в последнем отделении — в чистейшей воде). При
охлаждении происходит снова выпадение кристаллов.
Но кристаллы становятся чище, а маточник — грязнее.
Затем благодаря особой форме сотов в определенном
верхнем положении из них выливается на растворный
желоб маточный раствор. Сухая ячейка сотов с кристал-
лами при дальнейшем поворачивании барабана стано-
вится в положение против вибратора. Вибрация застав-
ляет кристаллы отделиться от днища ячейки, на котором
они главным образом и нарастают. Кристаллы падают
на другой желоб. Желоб для раствора и желоб для кри-
сталлов направлены в разные стороны. При каждой
кристаллизации кристаллы становятся все чище и ссы-
паются в одну сторону (на рис. 47 направо), попадая
в конце концов в приемник чистых кристаллов. Маточ-
ники после каждой кристаллизации становятся все гряз-
нее и сливаются в другую сторону (на рис. 47 налево),
попадая под конец в сборник, куда уходят все примеси
из исходного раствора.
Вот он, конвейер чистоты!
Я объединил в «линию чистоты» все свои разнооб-
разные изобретения в этой области. И вот почему.
В процессе создания этих изобретений я, как химик и
металлург, посмотрел на чистоту прежде всего по-про-
фессиональному и постарался осмыслить все, что нахо-
дилось в моем поле зрения, до чего доходили мои инже-
нерные мысли и добирались руки. Именно на линии
чистоты мне удалось уловить качество техники и обра-
зование нового качества из количества, т. е. главную
диалектическую закономерность прогресса.
Прогресс принято теперь измерять энерговооружен-
ностью. В самом деле, в зависимости от того, какой
мощностью двигателей располагает общество (в пере-
счете на одного человека) оно может произвести това-
ров больше или меньше. Это верно, по... только отчасти.
Ну, разве был бы современный человек счастлив, если
172
бы вся взнузданная им энергия была направлена
на производство тысяч каменных топоров на душу на-
селения? Деньги — экономика — тоже отражают коли-
чественную сторону дела. Качественные сдвиги в
жизни так просто не измерить. Что взять за измеритель?
Может быть, таких измерителей должно быть не-
сколько?
И вот после неоднократного творческого общения с
чистотой я думаю, что чистота тоже может быть одним
из хороших измерителей.
Что такое чистота? Это понятие впервые раскрыла
мпе все та же «Детская энциклопедия». В ней очень до-
ходчиво разъяснялось, что уровень культуры народов
определяется потреблением воды и мыла на душу на-
селения...
Потом, в частых походах по лесам и горам Урала, я
не раз видел пещеры и нависшие скалы, где по всем
признакам когда-то обитал первобытный человек. Его
соседи по жилищу — летучие мыши и птицы подарили
ему здесь паразитов, от которых человек окончательно
не избавился еще и теперь. Эти «городищи» давали
представление о нашем грязном, покрытом паразитами
предке.
Потом я увидел руины Херсонеса. Лазурное небо.
Море как небо. И крохотный холмик полуострова. Люди
в те поры жили трудно, спасаясь один возле другого
от бесчисленных пиратских набегов. Руины давали пред-
ставление о тесных, грязных уличках и жилищах...
Химические опыты в домашней лаборатории при-
учили меня к тому, чтобы посуду держать всегда чистой
и исходные вещества брать только в чистом виде.
Работа в мастерской химического завода открыла
мпе количественную меру чистоты: три, четыре и даже
пять девяток (99,999%). Эта степень чистоты лишь не-
много отличалась от чистоты веществ при определении
атомных весов.
Чистые вещества во многих случаях имеют свои, осо-
бые свойства. Как круто на наших глазах поднимается
потолок чистоты! Передача электрической энергии по-
требовала очистки меди до такой степени, когда один
атом примеси приходится на 10 тыс. атомов меди. А воз-
буждение цепной реакции деления тяжелых атомов —
основы современной ядерной энергетики — требует уже,
173
чтобы один атом примеси приходился по крайней мере
па 10 млн. атомов урана. Германий и кремний обнару-
живают свойства полупроводников только будучи очепь
чистыми. Считается допустимым, чтобы один атом при-
меси приходился пе менее чем на 1 триллион атомов
кремния...
Примеры можно приумножить, но и названных до-
статочно для того, чтобы сказать: да, чистота — это осо-
бое качество предмета, сообщающее ему новые свойства,
открывающее новые возможности в технике, знаменую-
щее новые ступени прогресса. Я бы сказал, чистота —
это правильная мера прогресса.
Если бы понадобилось охарактеризовать все дости-
жения человеческой материальной культуры за все
время только одним словом, то это слово, пожалуй, было
бы «чистота». Чистые химические соединения, чистые
металлы, чистые помещения, в которых люди живут и
работают, чистый воздух для дыхания и т. д.— без все-
го этого сегодня немыслима жизнь и деятельность
людей.
Рассмотрение логарифмики технического прогресса
показывает, как несоизмеримы качественно уровни тех-
ники отдаленных периодов человеческой культуры, на-
пример эпохи древнего Рима, и текущих, 60-х годов
нашего столетия, хотя они описываются одной и той же
логарифмикой. Человек эту логарифмику объять пе мо-
жет.
Количественная мера производственной деятельно-
сти человека разумна лишь в пределах примерно одного
и того же качественного уровня техники. Значит, весь
вопрос в том, как связать между собой количественную
и качественную характеристики уровня техники.
Чистота, по-видимому, может служить универсаль-
ной мерой качества прогресса. Получение чистого веще-
ства — процесс, обратный идущему в природе самопро-
извольному процессу рассеивания веществ, усреднения
их повсеместных концентраций. Самопроизвольное скоп-
ление чистых веществ в природе — явление чрезвычайно
редкое, весьма маловероятное. А вот человек только тем
и занимается, что от самого обычного идет к самому
маловероятному. Собственно говоря, любой предмет,
сделанный человеком, представляет, с точки зрения при-
роды, чрезвычайно маловероятную локальную концент-
174
рацию определенных веществ. Следовательно, принцип
оценки результатов человеческой деятельности с этой,
вероятностной, точки зрения является общим принци-
пом, не знающим исключения.
На языке физиков это звучит так: энтропия челове-
ческого общества стремится к минимуму. Стало быть,
количественная и качественная характеристики прогрес-
са связаны между собой термодинамически.
На основе ранее изложенной энергетики прогресса и
теперь — энтропии уже можно построить принципиаль-
ную систему термодинамики человеческого общества и
облечь законы его развития в четкую стать математи-
ческих формул...
Изобретатель — предметный социальный мыслитель.
И изобретениями он предметно ищет решения вопросов,
которые перед ним ставит жизнь эпохи. Найдя такой
предметный ответ, изобретатель чувствует огромное
удовлетворение. Но пе означает ли это удовлетворение
логический конец какой-то конкретной цепи изобрете-
ний, не сигнализирует ли оно, что изобретательская ли-
ния чистоты для меня, изобретателя, логически закоп-
чена?
И все же мне пришлось вскоре посмеяться над самим
собой: диалектика — это не просто отрицание, а отри-
цание отрицания. Линия «чистоты» развилась в техне-
тику — учение о прогрессе, построенное на информа-
ционных представлениях о мире и его развитии.
Чудо
Обычно упоминание слова «металлургия» вызывает
представление о плавке и пламеппой печи. Но есть ме-
таллургия, которая обходится без пламени, прямо про-
тивоположная огню,— металлургия растворов, гидроме-
таллургия. Она не так эффектна, но ее методами пере-
рабатывают огромные массы руды.
Изобретения в области гидрометаллургии были от-
ветом на поставленный перед собой вопрос: что можно
и нужно изобрести на основании того, что я уже изо-
брел? Это было внутреннее планирование изобретатель-
ской активности самим изобретателем. Объектом изоб-
ретательской активности была выбрана и методически
175
разработана синтетическая тема, охватывающая целую
отрасль промышленности — гидрометаллургию.
Раньше металлурги считали свое дело искусством
извлечь с выгодой из множества минералов, слагающих
горную породу, один нужный металл. Теперь оказа-
лось, что выгоднее ко всякой руде относиться как к ис-
точнику множества ценностей. Никогда не бывает руд,
содержащих только один металл. Сходные по своим хи-
мическим свойствам металлы образуют сходные же по
свойствам и генезису минералы и поэтому располагаются
всегда по соседству. Иногда же сходство химических
свойств металлов ведет к тому, что они образуют кол-
лективные минералы, легко замещая друг друга. Мно-
гие расчеты убедительно доказали: если из медных руд
извлекать также и все остальные, имеющиеся в ней
цветные, редкие и рассеянные металлы, то медь можно
получать даром.
Если раньше, в ряде вышеописанных циклов изобре-
тений принципы вытекали логически из самих изобрете-
ний и завершали собой ход изобретательской мысли, то
в данном случае я сначала выработал принципиальный
подход к делу. Эти принципы получены обобщением все-
го, что я изобрел. Вот опи:
1. Полное извлечение ценных компонентов в целевые
продукты. Получение продуктов сразу с высокой сте-
пенью концентрации в них целевых компонентов. Прак-
тически полное исключение потерь. Комплексное исполь-
зование всех без исключения компонентов руды. Бес-
платное получение основного целевого продукта.
2. Использование в качестве реагентов дешевых от-
ходов других отраслей промышленности. Применение
дешевых видов энергии. Отсутствие потребности в до-
полнительном финансировании капитальных затрат.
3. Интенсификация и непрерывность производствен-
ных процессов. Быстрая переработка сырья в техноло-
гическом процессе. Максимальная производительность
в расчете на одного работника, па единицу оборудования
и на один квадратный метр производственной площади.
Максимальная производительность на рубль вложенных
средств.
4. Простота технологической схемы. Простота приме-
няемого оборудования и операций на нем. Минимальное
число технологических операций. Совмещение операций.
176
5. Экономичность переработки самых бедных руд.
6. Экономически целесообразная кооперация с дру-
гими отраслями промышленности.
Можно поручиться, что таких жестких условий не
выдержит ни один из существующих способов перера-
ботки руд.
Основной технологический процесс переработки
руды, который должен решить по этим условиям за-
дачу извлечения компонентов руды, в целевые товар-
ные продукты схематически можно представить пример-
но так.
Идеально было бы извлекать 100 % каждого цепного
компонента руды в концентрат с содержанием химиче-
ских соединений данного компонента, близким к 100%.
Если сейчас таких процессов на практике еще нет, то
это совсем не означает, что они невозможны. Любой ана-
литический метод подходит для этого, и его стоит испы-
тывать, если увеличение масштабов в миллионы раз не
приводит к экономической бессмыслице. Пример такого
процесса — вышеописанный процесс «чистота в квад-
рате». Он, безусловно, может быть реализован с высокой
экономической эффективностью.
Борьба за повышение выходов и уменьшение потерь
целевых продуктов всегда приближает нас к этому
идеалу. Чем меньше операций приходится проделывать
над рудой и над тем, во что она превращается, тем
ближе идеал.
Интенсификация производства — показатель власти
человека над природой. Чем быстрее совершается про-
цесс, тем меньше объем аппаратуры. Чем меньше опе-
раций в технологической схеме, тем меньшим числом
аппаратов можно обойтись. При повышенных давлениях
и температурах процессы, как правило, ускоряются. Чем
быстрее совершаются процессы, тем обычно меньше,
правда пе всегда, затрат труда и капитальных вложений
на единицу продукции, тем меньше и оборотные сред-
ства, нужные предприятию, тем быстрее они оборачи-
ваются, тем больше дохода дает предприятие государ-
ству.
Фактор времени всегда за интенсивные иловые про-
цессы, в которых руда измельчается и выщелачивается
при энергичном перемешивании, и против перколяцион-
ных процессов, в которых через дробленую руду мед-
12 В. Мухачев
177
ленпо просачиваются выщелачивающие растворы. Счет
времени 1: 20 в пользу иловых процессов.
Многие процессы, которые раньше проводились в
виде периодических, теперь выполняются непрерывно,
например автоклавная обработка, дробная кристаллиза-
ция, электролитическое осаждение металлов, получение
кристаллов из газовой фазы. Пожалуй, теперь нет ни од-
ного процесса, который нельзя было бы сделать непре-
рывным, поточным.
Итак, перебираю одно за другим свои изобретения,
подходящие для решения задачи.
Работая на шламовой установке в Березовске — этой
Мекке золотоискателей,— я наслышался всяких легенд
и сказок, из которых талант Бажова сплел волшебные
уральские сказы. И я ловил в этих легендах какой-то
странно повторяющийся мотив. И даже пе один, а два.
Первый — сказ о «поддерповиках». Так старатели
называли крупные самородки золота, которые якобы на-
ходили почти на поверхности земли, под слоем дерна.
Что-то странно! А старожилы уверяют, что да, так бы-
вало и что поддерновики находили старатели, перемы-
вающие старые отвалы уже промытых песков... Такие
факты, оказывается, были даже документированы и
сведения о них хранились в архивах комбината. Еще
удивительнее!
Получил анализы грунтовых вод. Всюду отмечается
наличие хлоридов и нитратов. Известно, что смесь хло-
ридов и нитратов растворяет золото. Стало быть, золото
доставлено грунтовой водой? Колебания уровня грун-
товых вод выносили раствор золота наверх, в раститель-
ный слой, где оно выделялось из раствора. При следую-
щем затоплении грунтовой водой растворялись преиму-
щественно мелкие частички золота, которые потом
снова осаждались.
Таким образом некоторые, более крупные частицы
золота становились все больше.
Но откуда бралось золото? Почему старатели намы-
вали золото из старых отвалов, образовавшихся в ре-
зультате точно таких же старательских работ, проводив-
шихся на том же самом уровне техники? На эти вопросы
я получил ответ лишь через двадцать лет, когда в каче-
стве эксперта давал путевку в жизнь силикальциту, изо-
бретенному И. А. Хинтом.
178
Хинт разбивает сростки песка и сбивает с них тыся-
челетний клей ударной обработкой. После этого песок и
известь в автоклаве образуют прочный строительный
камень.
Но только спустя еще много лет мне пришло в го-
лову, что именно так падо делать и золотоискателям.
Не надо перелопачивать горы песка снова и снова. Из
него можно извлечь все золото сразу, за один прием!
Песчинки золотой россыпи представляют собой сростки,
склеенные между собой. В этом минеральном клее — зо-
лото. Вот пример возбуждения изобретательской актив-
ности народными сказами, решающий толчок от чужого
изобретения, давший результат лишь через несколько
лет.
А рассыпные месторождения! Там тоже можно по-
мочь делу такой ударной обработкой. Надо только, чтобы
удары пе раскалывали зерна материала, но были доста-
точно сильны для отбивания зерен друг от друга. Такая
обработка была бы полезна в любом случае, так как, сби-
вая «клей» и деформируя поверхностный слой кристал-
лов, она повысит химическую активность зерен мине-
рала при той же или даже меньшей степени измель-
чения.
Огромные возможности для гидрометаллургии откры-
вает центробежный способ измельчения горных пород
до нужной степени прямо в забое. Под действием уда-
ров капель поверхность массива разрушается и полу-
чаются крупинки минералов в особой, активированной
форме. В рабочую воду можно ввести флотационные
реагенты, и ротор обеспечит получение концентратов не-
посредственно в забое. Можно в воду ввести химические
реагенты, растворяющие целевые компоненты руды, и
получать сразу нужный раствор. И в том и в другом слу-
чае продукт перекачивается насосом прямо на гидроме-
таллургический завод. А остаток используется на за-
кладку выработок.
Главный вопрос, которым занимается гидрометаллур-
гия,— выщелачивание, взаимодействие растворов с
камнем, каким является руда.
Когда металл находится в руде в виде особого ми-
нерала, то нет смысла растворять всю руду. Ее в этом
случае обогащают и выделяют целевой минерал, пред-
ставляющий концентрат нужного металла. При этом ис-
179
пользуют различие физических и химических свойств
минералов, особенно их поверхностных свойств.
Если же целевой металл распределен между различ-
ными минералами руды и обогащение не дает хороших
результатов, руду выщелачивают растворами кислот,
щелочей или других химических веществ. При такой
обработке минералы разрушаются, и целевой металл пе-
реходит в состояние молекулярной дисперсности.
Иногда (например, при производстве гидроокиси
алюминия) по условиям процесса приходится прибегать
к обработке руды горячими растворами при повышен-
ном давлении. Это очень усложняет и удорожает дело.
Огромные возможности открывает использование в та-
ких случаях центробежного автоклава. В этом аппарате
давление в жидкости возникает при вращении, в резуль-
тате центробежного ускорения. Поддерживая турбулент-
ность движения, можно избежать расслаивания пульпы.
Рудная пульпа непрерывно впрыскивается в аппарат,
проходит по каналам, где под развивающимся давле-
нием проходят нужные реакции, а продукт выходит из
аппарата без давления. Замечательно, что в этом аппа-
рате на создание давления в конечном счете энергия не
расходуется, а область высокого давления ничем по су-
ти дела не отделена от атмосферы.
Есть средний случай, когда целевой металл нахо-
дится в руде в виде особого минерала в состоянии колло-
идной дисперсности, что, например, характерно для
металлических соединений в каустобиолитах (угли, слан-
цы). Если создать условия для существования устойчи-
вой частицы коллоида — мицеллы, в состав которой
входили бы целевые металлические соединения, то даже
при не очень тонком измельчении металлические соеди-
нения образуют золь, который легко отделяется от руд-
ного остатка простым фильтрованием через грубый бу-
мажный фильтр.
Фильтровать надо быстро, так как золь неустойчив.
Но это качество очень полезно: из фильтрата выпа-
дает концентрат, а раствор годится для повторного вы-
щелачивания. Любопытно, что нужную устойчивость
мицеллы обеспечивают вещества, которые уже нахо-
дятся в каустобиолите, а установление необходимых ко-
личественных соотношений между ними легко дости-
гается соответствующей окислительно-восстановитель-
180
ной термической обработкой руды. Если в руде нет угли-
стых веществ, их можно ввести специально. Это очень
небольшие количества таких дешевых материалов, как
торф, перегной, чернозем, молодой бурый уголь, гнилые
овощи и т. п. Кое-какие факты говорят за то, что такой
процесс пойдет хорошо.
Застежкой «молния», электробритвой, телефоном
можно с успехом пользоваться, не понимая способа их
работы. Так поверхностно относиться к химическим
реакциям нельзя. Чтобы они давали нужные плоды, их
надо знать, за ними надо ухаживать.
Что значит — уход за реакциями? Разберем это на
примере хлорирования рудной пульпы газообразным
хлором.
Обработка хлором в настоящее время проводится
без учета различия реакций газа с твердой частью сус-
пензии и с жидкостью, без учета скоростей различных
реакций, сопутствующих основной. Хлорирование сопро-
вождается излишним гидролизом хлора и сильным по-
вышением кислотности. Повышенпая кислотность ведет
к уменьшению растворимости хлора. Это происходит по-
тому, что в пульпе, находящейся в реакторе и непре-
рывно насыщаемой хлором, не успевают пройти все ре-
акции окисления с участием хлора и реакции растворе-
ния с участием иона водорода.
Присоединим к реактору дополнительную емкость,
в которой рудная пульпа могла бы отдыхать от бурно-
го общения с хлором. Величина зтой емкости должна
относиться к объему реактора, как скорость растворе-
ния и гидролиза хлора к скорости реакций окисления и
растворения. Теперь пульпа будет возвращаться в реак-
тор уже с небольшой кислотностью и без активного
хлора, и ее снова можно насыщать хлором. В общем же
процесс ускоряется, и можно добиться увеличенного вы-
хода окисленного вещества.
Но можно вести процесс и так, что твердое вещество
суспензии будет хлорироваться более энергично, чем
жидкость.
На рис. 48 показан аппарат для обработки суспен-
зированного вещества газом :— хлором или кислородом.
Многотоннажный электрохлоринатор для преиму-
щественного хлорирования твердых частиц рудной
пульпы может быть сделан; в виде огромного желоба.
181
Рис. 48. За реакциями нужен
уход:
2 — корпус; 2 — газовая камера;
з — винтовой насос; 4 — жалюзи.
Рис. 49. Электролизер с вечным фильтром:
1 — вечный фильтр, использованный качестве фильтрующе-
го анода; г — отсасывающая трубка; з — сосуд, служащий
катодом; 4 — диафрагма; 1 — питание; II — удаление обрабо-
танной суспензии; III — фильтрат.
Твердые частицы будут спокойно оседать на наклонные
стенки и сползать по ним вниз. В контакте с электродом
они находятся гораздо больше, чем в обычных мешал>
ках, с опущенными в них электродами. Мешалки могут
быть выполнены и в виде вращающегося барабана.
Еще большие возможности в отношении регулирова-
ния времени контакта твердых частиц рудной пульпы
при ее электрохимической обработке дает вечный
фильтр, примененный в качестве электрода (рис. 49).
Частицы суспензии увлекаются током жидкости к
поверхности фильтра и находятся там до тех пор, пока
не образуют агрегата с другими частицами и пока вслед-
ствие этого центробежная сила не преодолеет сопротив-
ление потока. Агрегаты частиц сбрасываются с поверх-
ности фильтра центробежной силой. Фильтр-электрод
дает возможность в широких пределах изменять дли-
тельность контакта твердых частиц с поверхностью
электрода путем регулирования скорости просасывания
жидкости и числа оборотов.
Выщелачивание закончилось. Теперь пути раствора
и нерастворимого остатка разошлись, их надо разделить.
Часто, особенно при щелочной обработке, образуются
очень трудно разделяемые студенистые осадки и кол-
лоидные растворы. Требуется огромное количество
фильтровальной аппаратуры. Стоит это дорого, а эф-
фект все равно получается плачевный — отмыть ценный
раствор от остатка порой бывает невозможно. Немало
хороших процессов было отклонено из-за того, что не
удалось удачно решить задачу разделения жидкого и
твердого. До сих пор считалось, что операция отделения
жидкого от твердого определяет, быть процессу или не
быть, если даже во всех остальных отношениях полу-
чаются блестящие результаты.
Теперь для хороших процессов вопрос всегда должен
решаться однозначно: быть. Потому что любые, даже
наиболее трудно фильтрующиеся осадки могут быть от-
фильтрованы с применением обратного центробежного
вечного фильтра или в тонком слое — на быстроход-
ной ленточной центрифуге без ротора.
Студенистые осадки обезвоживаются тоже на центри-
фуге, где эти осадки нещадно бьют л-;о тех пор, пока они
не отдадут всю воду, какую обязаны отдать.
Противоточная промывка трудно обрабатываемых
183
осадков легко идет в центробежном экстракторе, в ко-
тором, кстати, можно проводить и само выщелачивание.
Цромывка настолько совершенна, что раствор из осад-
ка точно вытесняется водой. Воды при промывке может
расходоваться ровно столько, сколько ее уносит уходя-
щий влажный остаток. Значит, никакого разбавления
растворов не происходит. Это позволяет уменьшить
объем растворов, идущих в следующее отделение за-
вода.
Центробежный экстрактор направляет мысль по но-
вому пути: при выщелачивании обходиться минималь-
ным объемом растворителя. Технические возможности
для этого создает центробежная мешалка для замесов.
Перевод компонентов руды в раствор и отделение его
от перастворенного рудного остатка — самая трудная
часть задачи — позади. Сделана огромная, дорогостоя-
щая работа. К результатам ее надо отнестись бережно и
попытаться из раствора взять все, что можно и экономи-
чески выгодно.
И снова требуется выбрать путь. Сегодня стоит та-
кая дилемма: либо выделить ценные компоненты из рас-
твора в виде осадка химическим или электрохимическим
путем, либо экстрагировать их каким-либо органическим
экстрагентом, причем в некоторых случаях это можно
сделать без предварительного отделения от раствора не-
растворимого остатка.
На первый взгляд кажется, что предпочтительнее
экстракция. Но надо учесть ряд обстоятельств: экстр-
агент теряется и требует сложной очистки; рудная
пульпа должна быть разбавленной; отработанные
растворы должны выливаться в канализацию; экстр-
агенты далеко не дешевы. Особенные трудности достав-
ляют щелочные растворы.
С другой стороны, разделение жидкого и твердого
теперь перестало быть проблемой, и обычные неприят-
ности «классического» пути в гидрометаллургии пе так
уж страшны.
Если мы рассмотрим только «классический» путь, то
прежде всего заметим, что растворы могут быть щелоч-
ные или кислые.
Щелочные растворы получаются при выщелачивании
руд, содержащих молибден, вольфрам, ванадий и другие
металлы. При переработке таких растворов в электро-
184
3
Рис. 50. Переработка щелочных гидрометаллургических раство-
ров:
1 — корпус электролизера; 2 — анодное пространство; 3 — катодное
пространство; 4 — диафрагма; 5 — анод; в — катод; I — подача свеже-
го электролита; II — выход анолита со взвесью; III — подача про-
фильтрованного анолита; IV — выход католита со взвесью. При фильт-
ровании этого раствора получают чистейшую соль — концентрат и ра-
створ, который снова может быть пущен в дело.
лизере с диафрагмой можно добиться интереснейших
результатов. При пропускании через анодное простран-
ство растворы очищаются от всех примесей, после чего
в катодном пространстве из них получается чистый кон-
центрат, а рабочий раствор регенерируется (рис. 50).
Кислые растворы содержат больше компонентов. Они
особенно интересны тем, что при переработке комплекс-
ных руд в любом случае могут стать источником для по-
лучения целой серии ценных продуктов, кроме перво-
начального целевого. Как это можно сделать, см. рис. 51.
Кислый раствор, полученный выщелачиванием каус-
тобиолита, содержит вольфрам, молибден, ванадий и
много других ценных элементов. Обязательно он содер-
жит фосфор, всегда сопутствующий организмам, похо-
роненным в этой руде миллионы лет назад. При окисли-
185
тельном выщелачивании эти элементы окисляются до
высших валентностей. Фосфаты этих элементов в состоя-
нии высшей валентности растворимы. Восстановление
их железным скрапом — самым дешевым и доступным
восстановителем — приводит к тому, что в осадок выпа-
дают нерастворимые фосфаты этих элементов в состоя-
нии низших валентностей. Выделяются медь, свинец,
некоторые очень редкие и рассеянные металлы. При на-
гревании раствора осевшие на скрап корочки отскаки-
вают и образуют взвесь, которая током жидкости выно-
сится из аппарата. Отделенная от жидкости, эта взвесь
дает концентрат ценнейших элементов, с содержанием
их суммы до 60 %.
Из отработанного раствора можно извлечь (тем же
железом) чистейшую гидроокись алюминия. Получен-
ный после этого «бросовый» раствор по составу такой
же, какой специально готовят для получения чистей-
шего электролитического железа, которое сейчас стоит
дороже золота. Я такое железо получил. Оно было спект-
рально чистым. Экономический расчет по параметрам
процесса электролиза показал, что это самый дешевый
многотоннажный способ получения самого чистого же-
леза.
Если электролиз вести без нагрева, это железо насы-
щается водородом и может быть легко размолото в муку,
из которой очень удобно и выгодно делать различные
металлокерамические детали. Это были бы самые деше-
вые и высококачественные машиностроительные детали.
На основе этого способа можно попутно решить ост-
рую проблему регенерации легирующих элементов из
скрапа легированных сталей. Это — мокрый скрап-про-
цесс, не требующий предварительной сортировки скрапа.
По-видимому, он конкурентоспособен с сименс-марте-
новским процессом, значительно проще и дешевле.
Однако, прежде чем вкладывать средства в большое
дело, необходимо убедиться в том, что его техническая
сторона безупречна. Ведь ни для кого пе секрет, что есть
еще одно неприятное обстоятельство, дающее иногда са-
мые неожиданные последствия и ведущее порой к скан-
дальному провалу начатого дела.
Бывает так: в лаборатории получили прекрасные ре-
зультаты; опытная установка полупромышленного мас-
штаба подтверждает эти результаты, а когда построят
186
Рис. 51. Переработка кислых гидрометаллургических растворов:
1 — вращающийся барабан с загруженным в него железом; к нему пи-
тательная улитка и корыто с исходным раствором; I — подача кислого
раствора с фосфатами; II — выход раствора со взвесью. При фильтрова-
нии этого раствора, получают высокопроцентный концентрат и раствор,
из которого таким Же образом можно получить гидроокись алюминия,
а затем электролит для получения чистейшего железа.
большой завод, вдруг оказывается, что с технологиче-
ским процессом что-то не ладится, от завода пе полу-
чают ожидаемых результатов. По проверке оказывается,
что экспериментировали, по сути дела, с материалом, не
совсем точно таким, какой впоследствии пошел в пере-
работку на заводе.
Технологическое опробование руд целесообразнее
производить непосредственно на месторождениях, одно-
временно с работой геологов, но строить полупромыш-
ленные установки в каждом пункте деятельности геоло-
гов явно невыгодно, так как они не успевают себя оку-
пить, поэтому лучше иметь передвижные установки.
Установка такого типа монтируется на вездеходах-
амфибиях: дизельная электростанция, дробильно-мель-
ничное оборудование, выщелачивательная аппаратура.
Фургон с двумя фильтрами противоточной промывки,
запасными бачками и несколькими насосами. Жилой
фургон и фургон-склад. Такой поезд сам добирается до
назначенного места при любом бездорожье.
На рис. 52 схематически показан главный аппарат —
электролизер, в котором происходят как выщелачивание
руды, так и извлечение металла и шламов из получен-
ного раствора.
Такая установка была бы полезна и в ряде случаев
промышленной практики. Например, существуют карли-
ковые месторождения металлических руд, строить завод
около которых считается экономически невыгодным. Во-
зить руду для переработки в другое место также дорого.
187
Так и пропадают эти разбросанные богатства втуне.
А сколько отвалов огарков, золы громоздится вблизи за-
водов, сколько ценных растворов скопилось в заброшен-
ных, выработанных шахтах! Передвижной завод помо-
жет и здесь.
Наконец все проверено. Ошибок нет. Природа ве-
щей понята правильно, и есть уверенность, что на деле
все будет именно так, как получалось в лаборатории.
И все же, несмотря на самые обнадеживающие резуль-
таты абсолютно безошибочных технологических испы-
таний и расчетов, можно потерпеть фиаско в последнем
туре — при изыскании финансирования предпринятого
дела. Не падайте духом, получив такой ответ: да, дело
хорошее, очень выгодное, но денег на постройку пет.
Тогда надо изобрести нечто такое, что убедительно дока-
жет невероятное: для реализации нового изобретения не
надо никаких денег, оно реализуется, принося немедлен-
ную экономию даже в капитальных вложениях.
Бесспорно, вместо 40 одноэтажных домишек выгод-
нее построить один 40-квартирный дом, равный им по
жилой площади. В нем в 3 раза меньше наружных стен,
в 5 раз меньше фундаментов и крыш, в 20 раз меньше
входных дверей, пе нужно рыть четыре траншеи во всю
длину улицы и укладывать в них водопроводные, кана-
лизационные, газовые и теплофикационные трубы, вме-
сто 160 вводов от них к отдельным домишкам доста-
точно четырех вводов в один дом. Поверхность тепло-
отдачи большого дома в 4 раза меньше, а с учетом мень-
ших потерь в магистралях его отопление обойдется в
5 раз дешевле. Все это ясно, и мелкие домишки государ-
ство больше пе строит.
Промышленные предприятия тоже выгоднее строить
как большие дома, а не как кучи домишек. Каждый до-
мишко представлен в этом случае производительными
возможностями и потребностями экономического района,
недра которого таят богатства. Можно ли их с выгодой
взять и как это сделать? Другими словами: как по-
строить большой дом? Вот в чем вопрос.
Пример, приведенный ниже, в значительной мере вы-
мышлен, но именно поэтому он подходит почти ко всем
случаям переработки полиметаллических руд. Это, так
сказать, обобщенный случай. Большинство гидрометал-
лургических процессов в общем сводится к окислению
188
7
Рис. 52. Сердце завода-вездехода:
1 — вращающийся барабан; 2 — цилиндрический нерастворимый анод; 3 — ленточный катод; 4 — бухта медной жести;
5 — приспособление, наносящее на ленту поперечные полосы изоляционного лака для обеспечения гибкости катода
при существенной толщине осадка; 6 — тянульные валки; 7— диафрагма; 8 — улитка для подачи в барабан рудной
пульпы; 9 — улитка для подачи в барабан растворов, полученных фильтрованием обработанной в анодном пространстве
рудной пульпы; I — пульпа, обработанная в анодном пространстве, на фильтрование; II — раствор с взвешенным а
нем шламом, который затем отфильтровывается, а раствор идет на приготовление рудной пульпы; III — продукт (ка-
тоды).
Получение сырых
углеводородных газов
ыча сырья
ча сырья
8. Гидрогенизация
I Оселок?
Углеводородные газы
I
i
I
i
II
Производство
элементарной сбры
Сера плавленная
IV
Производство
металлокерамичес-
ких_____изделий
t
15. Приготовление
порошка
Производство
металлокерамичес-
ких изделий
Производство
гидроокиси
алюминия
кислым способом
Гидрометаллурги-
ческая пеоеработ-
' на руды
1. Добыча руды
2. Измельчение
7. Выщелачивание
ю. Осаждение^
концентрата
Концентрат
Обогащение руды I
3. Обогащение
Рудный концен-
трат
Рис. 53а. Была не одна попытка отыскать нужную комбинацию
из производств, целесообразных для данного района. Производ-
ства подбирались так, чтобы в их технологических схемах оказа-
лось как можно больше «подобных членов» — совмещаемых пе-
ределов и используемых отходов.
190
Рис. 536. После «сокращения подобных членов» из оставшихся
«осколков» схем каждый раз раскладывали пасьянс, стараясь
свести концы с концами. По сравнению с первоначальными пла-
новыми наметками изображенная кооперированная схема ока-
залась гораздо дешевле по капитальным затратам и по эксплуа-
тационным расходам, себестоимость продуктов снизилась, что и
требовалось доказать.
191
при растворении и осаждению восстановлением. Такой
пример и интересно взять за основу. Наиболее трудные
задачи возникают обычно при переработке рудоносных
каустобиолитов — руд органического происхождения.
Но эти случаи вместе с тем наиболее интересны. В гео-
логическом вчера жизнь сконцентрировала в себе необ-
ходимые ей микроэлементы, а природа сохранила эту
кладовую для нас.
Итак, пусть в энском экономическом районе есть та-
кая руда. Что с ней делать, хозяева района до сих пор
пе знают. Не знают потому, что ни один вариант пере-
работки руды, предложенный учеными, не дает продук-
ции по цене прейскуранта. К тому же не устраивают хо-
зяев района и качественные показатели научных разра-
боток — извлечение из руды целевых металлов и содер-
жание их в концентрате. В этом отношении исключение
представлял только один процесс: в лаборатории устой-
чиво получалось 90—95% извлечения в 40—60-процент-
ный концентрат. Но расход газообразного хлора на
окисление приводил всех в ужас. На рис. 53а этот
процесс схематически показан под знаком VI.
Четыре вопроса определили судьбу схемы. Откуда
взять такую бездну хлора? Куда девать переработан-
ные остатки руды и насыщенные солями бросовые рас-
творы? Выделение водорода? Это опасно!
Вот с этих вопросов и начнем. Откуда взять? Куда
девать?
В экономическом районе развиваются машинострое-
ние, нефтехимия, промышленность строительных мате-
риалов и производство алюминия. Сельское хозяйство
района остро нуждается в фосфоре — для удобрения
почв, подкормки животных и для производства инсекто-
фунгисидов. Схемы производства, относящиеся к этим
отраслям техники, показаны на рис. 53а. Каждый
пункт в этих схемах связан с определенными капиталь-
ными вложениями и производственными расходами. По-
строить предприятия «на 32 пункта» району непо-
сильно. Хлор и кислоту получить неоткуда.
И вот единственное, что мне пришлось изобрести в
плановом порядке, это комплексное лекарство, помогаю-
щее принять правильное решение.
Раскладывание карточек помогло Д. И. Менделееву
завершить открытие периодической системы элементов.
192
Много раз тасовались и раскладывались в различных
комбинациях карточки нашего «пасьянса». Понадоби-
лось добавить еще схему обогащения руды. Выбранные
десять схем «прореагировали» между собой. Продукт
реакции: кооперативная схема (см рис. 536). Число
пунктов в ней уменьшилось в 2 раза. Все вопросы за-
черкнуты. Никаких отходов! Комбинат потребляет толь-
ко железный скрап, какого на месте вполне достаточно,
а производит металлический концентрат, цемент, фос-
фор, гидроокись алюминия, углеводорода и машино-
строительные детали. Доходны стали все предприятия
комбината.
Что это? Экономическое чудо? Да! Но чудо такое же
обыкновенное, как выгода от постройки большого дома
вместо целого поселка домишек. Скоро такие задачи бу-
дут решаться при помощи электронных счетно-решаю-
щих машин быстро и правильно. Надо только приме-
нять правильный метод экономического анализа.
Химический телескоп
Химический телескоп — это моя попытка перспек-
тивного планирования своей изобретательской активно-
сти. Начало было положено более двадцати лет назад
при выполнении диссертационной работы. Тогда я впер-
вые экспериментально прочувствовал тонкости процесса
сублимации и осаждения. Второй раз по сублимации я
работал через пять лет.
Если пары сублимированного вещества медленно
пропускать по длинной топкой трубке, температура ко-
торой по длине постепенно понижается, то летучие со-
единения оседают внутри трубки по ее длине отдель-
ными фракциями: труднолетучие — в начале трубки,
при более высокой температуре, а легколетучие — в
конце трубки, при пониженной температуре. Словно под
напором тепла, вещество выбрасывало хвост, как комета
под напором света!
Что это — случайное сходство, простое совпадение,
причудливая логическая фигура? Что?
Это неясное, невысказанное, бесформенное «что-то»
мучительно билось в самой глубине подсознания. В на-
дежде найти разгадку я ставил опыт за опытом, опыт
13
В. Мухачев
193
за опытом, по нескольку опытов в день. Стеллаж на
стене был весь заполнен радужными трубками. Но я по-
лучил только то, что имел. Правда, я открыл одно хими-
ческое соединение, существование которого до этого от-
рицалось. Правда, эти опыты определили условия полу-
чения сублимацией небывало чистых химических соеди-
нений, помогли создать аппарат для получения этих
соединений и, наконец, получить их в достаточно боль-
шом количестве. Правда... но расскажу лучше по по-
рядку.
Явление образования хвоста осадков было известно,
пожалуй, лет сто назад. Появление спектра осадков пы-
тались объяснить. Что касается хлоридов, на которых
было проведено больше всего таких опытов, то считали,
что при более высокой температуре устойчивым в смеси
с хлором является дихлорид (например, железа), а три-
хлорид полностью диссоциирован. При понижении тем-
пературы трихлорид становится устойчивым и обра-
зуется из остатков дихлорида путем присоединения к
пему хлора.
Такое объяснение, однако, пе увязывается с тем фак-
том, что трихлорида получалось много, а оседание ди-
хлорида при температуре, непосредственно предшест-
вующей пачалу выпадения трихлорида, было ничтожно.
Казалось бы, дихлорида — материала для образования
трихлорида — в парах должно оставаться мпого. Но то-
гда непопятно, почему дихлорид, дающий сначала
обильный осадок, при понижении температуры, т. е. ко-
гда условия благоприятствуют усиленному выпадению
осадков, давал осадок все меньше и меньше. Получа-
лась какая-то задержка с его выпадением. Если же до-
пустить, что дихлорид весь осел, то откуда бралась
масса трихлорида, неустойчивого при более высокой
температуре?
Спектр осадков в трубке был эффектен, но... хоро-
шего объяснения оп не находил. Осадки можно было со-
брать по отдельности, взвесить и проанализировать. Но
что из этого следовало — оставалось чем-то вроде
надписи па певедомом языке, которую надо попытаться
расшифровать.
Физико-химический анализ получил в нашей стране
блестящее развитие. О высоком состоянии этой науки в
Советском Союзе свидетельствует хотя бы тот факт, что
194
Рис. 54. Спектр конденсатов, пойманный в трубку:
1 — печь с температурой, изменяющейся по длине; 2 — тонкая кварцевая трубка; 3 — колбочка с
навеской металла; 4 — уловитель хлора; 5 — многоточечная термопара; в — пирометр; I — нача-
ло кристаллизации дихлорида; 11 — начало кристаллизации трихлорида; III — вход хлора; IV —
выход хлора; V — график распределения температуры по длине печи.
исчерпывающие монографии по физико-химическому
анализу появились впервые именно в нашей стране.
Перелистаем такую солидную монографию33, в кото-
рой почти тысяча страниц. Однокомпоиентные системы...
Двухкомпопентные системы... Тройные и многокомпо-
нентные системы... Жидкие и твердые системы... Раство-
ры... Сплавы... Диаграммы, графики, таблицы.. Вот, ка-
жется, и то, что пам нужно: «Глава VI. Системы, обра-
зованные газообразной и твердой фазами»... Увы! Все
сведения по этому разделу уместились на неполных трех
страницах (199—203). Кристалл-гидраты сульфата
меди... аммиак — хлористое серебро... окись свинца —
двуокись углерода... Того, что нам нужно, на этих стра-
ничках нет. Не нашлось этого и в других книгах. Равно-
весие между газообразной и твердой фазами до сих пор
изучено очень слабо, это почти «белое пятно» в науке.
Три страницы монографии действительно оставляли
для тайн большой простор...
Так что же все-таки происходит в трубке? Откуда по-
является сразу масса трихлорида и почему дихлорид с
понижением температуры теряет желание оседать, хотя
он, казалось бы, находится в газах в большом избытке?
Эти вопросы по-настоящему заинтересовали мепя. За
эффектной внешней стороной спектра притаились, ка-
залось, какие-то неведомые явления. Тайна? Да! А важ-
на она или по важна? Никогда исследователю не сле-
дует задавать этого вопроса.
Если пайдено нечто непонятное, обнаружена ка-
кая-то «неувязка», что-то не укладывающееся в закон-
ные рамки, исследователь обязан сорвать ореол таин-
ственности с непонятного. Увидеть непонятное — это
счастье исследователя. Сделать непонятное и необыкно-
венное понятным и обыкновенным — это его призвание.
Продукция исследователя — открытие. В охоте за тай-
нами природы — романтика его профессии. Лишь впос-
ледствии трезвый анализ находки показывает, что она
стоит в действительности для других людей, для всей
науки.
Нередко бывает, что никакой находки и нет. Но
иногда в руках исследователя оказывается жемчужина.
Сублимация твердого вещества — это не простой про-
цесс испарения. Молекулы вещества могут перейти в
газообразную фазу в целом виде, но они могут при этом
196
и распасться, тогда в газообразную фазу попадут лишь
осколки первоначальной молекулы. Диссоциация моле-
кул при сублимации всегда имеет место в большей или
меньшей степени. Например, хлористый аммоний при
сублимации диссоциирует всецело на аммиак и хлори-
стый водород. А вот хлористый алюминий, наоборот, в
газообразной фазе па алюминий и хлор практически пе
диссоциирует. Газовая фаза над хлористым алюминием
состоит целиком из паров хлористого алюминия.
Большинство веществ при сублимаций ведет себя
сложно: и просто испаряются, и одновременно диссоции-
руют. При этом в газообразной фазе находится смесь
целых молекул и их обломков. Нельзя точно сказать, ка-
кая же доля фазы приходится на целые молекулы, а ка-
кая па их осколки. А для процесса фракционного осаж-
дения знать это просто обязательно.
Для экспериментального определения упругости на-
сыщенных паров диссоциирующих летучих соединений
и упругости их диссоциации статические методы непри-
годны. Они дают только суммарное давление упругости
насыщенного пара целых молекул и упругости диссоциа-
ции (т. е. давления осколков) — одно уравнение с двумя
неизвестными!
Динамические методы для этих целей тоже непри-
годны. Образец диссоциирует во время опыта, и, собст-
венно говоря, полученные данные об упругости насы-
щенного пара, как и в статических методах, относятся к
веществу неопределенного состава. Такое знание мало
что дает.
Упругость диссоциации летучих соединений может
быть определена только косвенным путем. Принципи-
ально правильного прямого метода определения упру-
гости насыщенного пара и упругости диссоциации для
летучих диссоциирующих химических соединений до сих
пор не имеется.
Задача одновременного прямого определения и той и
другой упругости сводится, казалось бы, к тому, чтобы
научиться различать удары молекул разной величины и
веса и суметь подсчитать их число и общую силу по от-
дельности. Не правда ли, задача фантастическая...
Предположим самое сложное. Газообразная фаза до
начала выпадения из нее осадков. представляет собой
смесь хлора и ненасыщенных паров одного или несколь-
197
ких, пока это еще не выяснено, хлоридов с различной
степенью окисления металла. Как только в равновесии
с газообразной фазой появится осадок, газообразная
фаза будет представлять собой уже смесь хлора, насы-
щающих пространство паров по крайней мере одного
хлорида и, возможно, паров нескольких хлоридов с дру-
гой степенью окисления металла, не насыщающих про-
странство.
Конденсированной фазой может быть или химиче-
ское соединение в чистом виде, или же взаимный
раствор двух или более химических соединений.
Каждый хлорид отличается от другого числом атомов
хлора, приходящихся на атом металла. Различие в числе
атомов в молекуле и в расположении атомов хлора во-
круг атома металла ведет к тому, что смежные по по-
рядку хлориды кристаллизуются по-разному.
Как и в любой термодинамической системе, в трубке
газообразная фаза имеет четыре термодинамические пе-
ременные: температура, объем (или количество), давле-
ние и состав.
Давление на протяжении всей трубки поддержи-
вается постоянным. Температура изменяется по длине
трубки по определенному закону. При проведении про-
цесса в трубке может быть для газообразной фазы
только две независимые переменные: объем (или коли-
чество) газообразной фазы и ее состав. Но по правилу
фаз это означает, что в равновесии могут находиться в
трубке только две фазы, из которых одна газообразная.
Таким образом, из газовой фазы в этих условиях одно-
временно может выпадать только одна кристаллическая
фаза.
Процесс в трубке в принципе очень похож на процесс
в промышленной установке фракционного осаждения
хлоридов. И вот мы уже получили первый ответ: из га-
зовой фазы по ходу течения процесса выпадает одно-
временно только одна твердая фаза. Что это за твердая
фаза,— это зависит от состава газообразной фазы. Если
в последней содержатся только хлориды одного металла,
то они, будучи все различных кристаллических систем,
расположатся по ходу газов последовательно, не смеши-
ваясь между собой. И опыт это подтверждает. Если же
в газообразной фазе присутствуют хлориды различных
металлов, кристаллизующиеся по одинаковой системе,
198
то почти обязательно образуются смешанные кри-
сталлы... Термодинамически это возможно, так как сме-
шанный кристалл — твердый раствор — представляет
одну фазу.
Нас интересует случай кристаллизации из газообраз-
ной фазы хлоридов одного металла. Этот случай мы и
рассмотрим.
Проведем через трубку два сечения — в местах на-
чала выпадения осадков дихлорида и трихлорида. На-
чнем распутывание нити со второго сечения. Направо от
него собрапо с молей хлора и Ъ молей трихлорида. По-
нятно, что по этому участку трубки прошли только
пары трихлорида и хлор. Но откуда взялся этот трихло-
рид? Образовался ли он в паровой фазе путем присое-
динения хлора к молекуле дихлорида, или оп и до этого
входил в состав паров, из которых выпадали кристаллы
дихлорида, и пе кристаллизовался, подчиняясь закону,
а может быть, потому, что температура была слишком
высока? Вот в чем вопрос.
Предположим, что трихлорид частично присутствует
в токе газов, проходящих через первое сечение, а ча-
стично образуется из пеосевшего дихлорида путем при-
соединения к нему хлора. Это самое широкое предполо-
жение.
Обозначим вес осевших в трубке кристаллов дихло-
рида через а. Количество молей ди- и трихлоридов и
хлора, прошедших через первое сечение трубки, обозна-
чим соответственно х, у и z.
Обозначим через Az = z — с убыль хлора в газовой
фазе вследствие расхода его па образование трихлорида.
Через Ар = у — Ъ обозначим убыль дихлорида в резуль-
тате превращения его в трихлорид. Соответственно, че-
рез Аге = х — а обозначим прибыль трихлорида в ре-
зультате образования его из дихлорида.
Эти дельты не произвольны, а связапы между собой
уравнением реакции образования трихлорида:
МС12 + 4-С12=МС1з-
Из этого уравнения видно, что на образование одного
моля трихлорида расходуется один моль дихлорида и
полмоля хлора. В принятых обозначениях это выразится
так:
199
&x + &z — by.
Если вместо дельт подставить их значения по опре-
делениям, то получим уравнение 1:
х + z — y=a + c — b. (1)
К этому уравнению добавим два уравнения, выте-
кающие из закона сохранения вещества.
Так как количество грамм-молей хлора, прошедших
через первое сечение, в точности равно его количеству,
собранному в виде хлоридов и свободного хлора, то
можно написать уравнение 2:
x + l1/2y-‘rz^=a + l1/2b+-c. (2)
Закон сохранения вещества касается также и метал-
ла. Получаем уравнение 3:
х -|- у = а + b. (3)
Итак, получены три уравнения с тремя неизвест-
ными. Значит, все неизвестные можно определить. Пред-
лагаем читателю самому убедиться в том, что
х—а\ у—-Ь\ z=c.
А это значит, что никакого химического взаимодей-
ствия в газовой фазе при кристаллизации из нее хлори-
дов не происходит.
Состав газовой фазы по мере изменения температуры
меняется только из-за выпадения из нее хлоридов. Зна-
чит, состав газовой фазы мы можем легко вычислить,
взвешивая количество уловленных хлоридов и хлора.
Если же состав газа в любом сечопии трубки, а также
соответствующие температуры и общее давление изве-
стны, то известна и зависимость упругости насыщенного
пара данного хлорида. Более того, раз в газовой фазе не
происходит никакого взаимодействия по вышеприведен-
ной химической реакции, то значит все вещества в газо-
вой фазе находятся в равновесии между собой. Равнове-
сие это в результате выпадения кристаллов хлоридов
лишь смещается, но пе нарушается. Следовательно,
можно вычислить константу этой химической реакции и
ее зависимость от температуры.
Мы провели опыт и получили все данные о сублима-
ции всех образовавшихся хлоридов: летучесть и энер-
гию образования при данном общем давлении.
200
Зная константу реакции, мы можем экстраполиро-
вать состав газовой фазы от экспериментальной точки
в первом сечении на колбочку.
Это уже новость! При взаимодействии металла с хло-
ром образуется сразу смесь всех хлоридов, какие мо-
гут из него образоваться. Проведя опыт, мы узнали со-
став этой смеси. Собственно говоря, мы пришли к тому,
с чего начался процесс сублимации. Состав газообраз-
ных продуктов реакции зависит, понятно, от темпера-
туры и от общего давления. Но именно он определяет
свойства и количества получаемых хлоридов.
Состав газообразной фазы над металлом опреде-
ляется только свойствами металла — энергиями отщеп-
ления от пего двух и трех электронов. Количества двух-
и трехкратно ионизированных атомов металла мы
узнали, взвесив дихлорид и трихлорид. Но почему они
получаются именно в таком соотношении, а не в дру-
гом? Это зависит от соотношения энергий отщепления
двух и трех электронов от атома металла.
...Итак, «хвост кометы» больше не загадка. Загадкой
остается место этой трубки в «подпольной» работе под-
сознания... Прошло еще пять лет, и трубка со спектром
по какому-то неясному праву заняла место рядом с
центрифугами и самыми глубокими тайнами природы:
принципом дальнодействия, силами. всемирного тяготе-
ния и многими другими, привычно не замечаемыми
нами условностями нашего незнания, которые мы счи-
таем «очевидными».
Между тем «нот ничего более загадочного, чем оче-
видное», как сказал Босс Кетерлинг, изобретатель анти-
детопационпой добавки к топливу73, потому что «то,
что известно, еще но есть оттого познанное» 74.
Проникновение в процесс центрифугирования пока-
зало, что никакого поля центробежных сил нет. Это чи-
стейшая фикция. Линии поля характеризуют только не-
кую возможность процесса, но не сам процесс. Чтобы
был сам процесс, нужна стенка ротора.
Центробежные силы очень напоминают гравитацию,
только вывернутую наизнанку, с другим знаком. Как
будто центростремительная сила вместе с телом «оторва-
лась» от центробежной силы, равновесие нарушилось
и тело стало падать к центру. Получается как бы анало-
гия со случаем вращения тела на веревке, но только с
201
обратным знаком. Когда веревка (центростремительная
сила) обрывается, тело улетает вдаль, т. е. как бы па-
дает с обратным знаком.
От какой же «стенки» и какого «ротора» получает
энергию тело, свободно падающее под действием сил тя-
готения? Нет ли таких условий, при которых тело, как
и в случае центрифуги, может отдать свою энергию этой,
покуда еще неизвестной «стенке»? Другими словами,
можно ли процесс гравитационного перемещения тела
сделать таким же обратимым, как и процесс центрифу-
гирования?
Когда описывался гипотетический 50-километровый
у-образ, то там «стопки» были, и этот процесс протекал
вполне обратимо. Так от какой же все-таки «стенки» по-
лучает энергию свободно падающее тело, если отвести
концепцию гравитационного поля? Не сродни ли силы
гравитации обычной инерции (т. е. отсутствию специ-
альных сил), как сродни им центробежные силы? Нет ли
где-нибудь тут поблизости рукоятки, управляющей пер-
петуум-мобиле Вселенной?
Все только что сказанное о центробежных и грави-
тационных силах звучит лишь как физический калам-
бур. Но если эти сопоставления не интуиция, то что же
тогда называется интуицией? Когда мысли нагромож-
даются в каком-то определенном направлении, то это и
говорит о наличии интуиции. Она может обмануть, по
ведь ценность ее не в безгрешности, а в том, что она
как-никак существует и именно она направляет чело-
века на искания.
Так же зародился и мой интерес к живой и мертвой
воде.
Живая вода
Сначала было довольно бессистемное знакомство по
литературе с космическими лучами, элементарными ча-
стицами, с исследованием космического пространства
спутниками. Одновременно развивалась и другая линия
мысли. Разрабатывая методами технетики теорию цено-
образования, я в качестве примера взял определение
цены тяжелой воды по ее чистоте. Заинтересовался свой-
ствами дейтерия, его действием на организм. Подумал,
что, может быть, за прошедшие века содержание тяже-
202
лого водорода в воде повысилось и это повлияло на по-
нижение интенсивности жизни на Земле. Гипотеза ока-
залась интересной.
В журнале «НТО СССР» появилась моя статья о жи-
вой воде !23. В числе прочих писем по поводу ее я полу-
чил отклик из Бразилии. Бразильский ученый Стреляов
самым деловым образом обратил мое внимание на неко-
торые места в Библии. Этим советом я воспользовался
не сразу, а лишь после того, как вскоре жо случайно на
глаза попалась заметка в «Курьере Юнеско» о раскоп-
ках Масады — крепости, существовавшей 2000 лет
назад, последнего оплота Иудеи. В Масаде были обна-
ружены подлинные рукописи Иезекииля! Превращение
библейского персонажа в историческую личность насто-
рожило внимание. Оказалось, что свойства живой воды
Иезекииль описывал очень похоже на то, как о ней
писали советские ученые Гуман и Родимов. Тем време-
нем чтение литературы систематизировало мои знания
о космосе.
По расчетам Курта 124, скорость потери атмосферой
Земли дейтерия (тяжелого водорода) в 100 раз меньше,
чем для протия (легкого водорода). Протоны и дей-
троны, прежде чем попасть из мирового пространства в
атмосферу Земли, проходят через своеобразные «ло-
вушки», образуемые магнитным полем Земли за преде-
лами атмосферы !25. Быстрые, легкие частицы долго на
этой промежуточной станции не задерживаются, и боль-
шая их часть улетает в сторону от Земли. Тяжелые же
частицы в ловушке остаются и в конце концов перехо-
дят в атмосферу.
У дейтронов больше шансов попасть к нам, чем у
протонов. На границе атмосферы поток дейтронов со-
ставляет до 5 % от общего числа ядер водорода, летящих
в сторону Земли 126. Стало быть, паша планета все время
обогащается дейтерием. Теперь содержание дейтерия в
обычной воде — порядка 0,015%.
В прошлые времена дейтерия в воде было меньше,
чем теперь. В будущем содержание дейтерия в воде бу-
дет больше.
Температура кипепия тяжелой воды па 1,4°, а плав-
ления — почти на 4° выше, чем для легкой воды. Такая
разница достаточна для местных отклонений в изотоп-
ном составе воды при круговороте ее в природе.
203
Водяные пары теряют тяжелую воду в виде дождя,
а более легкие молекулы выпадают в виде снега на вер-
шинах гор, в районах высоких широт или во внутренних
областях континентов. Так, например, снег Сибири со-
держит дейтерия на 25% меньше, чем в центральных
областях Европейской России^ Главным средоточием
наиболее легкой воды на Земле являются льды плато
Антарктиды и Гренландии.
Дейтерий отрицательно влияет на жизнедеятельность
обычных организмов. Клетки прекращают деление, мед-
леннее движутся. Действие энзимов задерживается. Не-
которые семена не прорастают. Особенно сильное дей-
ствие тяжелая вода оказывает па высшие организмы:
органы изменяются морфологически, разрушается за-
родышевый эпителий, возникает бесплодие, срок жизни
организма сокращается.
Наоборот, если организм питать водой с пониженным
содержанием дейтерия, например спеговой водой, то
жизненные процессы стимулируются: привес молодняка
животных повышается вдвое, яйценоскость кур удваи-
вается, урожай пшеницы повышается на 56%, огурцов
и редиса — в 2—3 раза 127.
Снеговая вода благотворно действует на людей,
страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями и на-
рушением обмена веществ 128.
Родимов объясняет действие снеговой воды ее изо-
топным составом. И это правильно, потому что объяс-
нить ее особые свойства структурностью нельзя. Дело в
том, что вода имеет две точки плавления: при 0°С,
когда она превращается в жидкость, и между 30 и 40°,
когда исчезает полностью ее кристаллическая структура.
Вода при температурах до 30—40° структурна незави-
симо от ее происхождения. Весь живой мир питается
водой при температуре ниже 30°, т. е. всегда структур-
ной водой. Свойства структурной воды — это свойства
обычной воды. Необычность же снеговой воды зависит
пе от каких-то особенностей ее структуры, а от пони-
женного содержания в ней дейтерия.
И все-таки на первый взгляд представляется совер-
шенно невероятным влияние на жизнь такого ничтож-
ного количества дейтерия в воде (0,015%!), а тем более
колебаний в составе относительно нормы. Но при бли-
жайшем рассмотрении эта невероятность исчезает.
204
Живое вещество на Земле на две трети состоит из
жидкой воды. Сухой остаток примерно наполовину со-
стоит из белков. Их элементарный состав по весу
следующий: углерод — 50,6—54,5%, кислород — 21,5—
23,5, водород —6,5—7,3, азот — 15,0—17,6 и серы—
0,3—2,5%. В пересчете на атомные процен-
ты это составит округленно: водород — 50%, угле-
род — 30, кислород — 12, азот — 8% и серы — порядка
сотых долей процента.
Огромное преобладание водорода в организмах при
невысоком его содержании в веществе Земли, а тем бо-
лее в космосе, говорит об исключительной роли водорода
в явлении жизни. Изменение содержания дейтерия в
воде порядка сотых долей процента сопоставимо с со-
тыми долями процента содержания серы и во много раз
больше содержания любых микроэлементов, исчислен-
ных в тех же атомных процентах. Дейтерий как микро-
элемент по числу атомов стоит на первом месте.
Теория Дарвина объясняет, как происходила эволю-
ция жизни на земле. Но отвечает ли она на вопрос: по-
чему? Ответить на этот вопрос — это значит найти спо-
соб получения направленных мутаций. Это, несомненно,
задача исключительной важности. Решить ее — значит
научиться управлять жизнью.
Исследования генетиков показали, что мутационный
процесс глубоко связан с обменом веществ в клетке,
а именно — с изменением одиночной цепи полинуклео-
тида.
Сопоставим эту связь с тем фактом, что наиболее от-
четливо поведение протия и дейтерия различается в во-
дородной связи, на которой основаны структура белко-
вых молекул, синтез белка и передача без существенной
затраты энергии активизации. Альфа-спираль белка на-
ходится на грани устойчивости. Удлинение связи на
0,7—0,8% и увеличение ее энергии на 5% при переходе
от протиевой связи к дейтериевой являются в этих ус-
ловиях решающими. В молекуле ДНК появляются до-
полнительные напряжения, изменяющие ее конструк-
цию и прочность. Водородная связь в сшивке различных
участков ДНК при изотопном обогащении изменяет по-
рядок раскручивания спиралей и, как следствие, поря-
док посыла генетической информации. При упрочнении
водородной связи — в случае дейтерия — изменяется
205.
скорость реакции отщепления и присоединения коди-
рующих и структурных групп.
Активизация и взаимодействие белковых молекул
обеспечиваются протонной проводимостью, которая
координирует деятельность отдельных частой орга-
низма, ого взаимодействие со средой и выживание. Хотя
дейтронов немного, но зато они оседают в самых актив-
ных местах. Повышенная прочность дейтронной связи
задерживает или даже обрывает волну импульса, замед-
ляя передачу возбуждения или более сложно обусловли-
вая ее.
Таким образом, источником направлен-
ных мутаций служит приспособление
ДНК к изменению изотопного состава
воды на Земле. Вода при соответствую-
щем ее составе может стать основой
дальнейшего развития жизни па нашей
планете.
Как же использовать изменение изотопного состава
воды в качестве средства управления биологическими
процессами? Для этого надо, разумеется, располагать
обильными и дешевыми источниками живой воды. Где
они?
Практически целесообразных и приемлемых путей
промышленного получения живой воды в качестве от-
хода при производство тяжелой воды пока нет. Но и
изобретать что-то новое мне не пришлось. Природные
процессы очистки воды вымораживанием? — В промыш-
ленности давно известен процесс дробной кристаллиза-
ции, превосходящий по результатам любой соответст-
вующий природный процесс. Автомат для дробной кри-
сталлизации у меня уже есть в запасе (см. рис. 47).
Природные процессы очистки снега сублимацией? —
Мысль вернулась к трубке со спектром осадков (см.
рис. 54), к «хвосту кометы»...
Но прежде всего падо хорошо подумать о том, как
использовать природные ресурсы живой воды в районах
ее естественного формирования. Изотопный анализ воды
должен предшествовать принятию решения об использо-
вании того или иного источника водоснабжения. Пред-
почтение надо отдавать воде с пониженным содержа-
нием дейтерия.
206
ИЗОБРЕТАТЕЛИ
Труд мысли
Могущество деспотических империй прошлого осно-
вывалось на трех силах, побеждающих и пленяющих
совесть верноподданных. «Эти силы: чудо, тайпа и ав-
торитет» 76.
Не понимая существа изобретательской деятельно-
сти, некоторые люди склонны думать, что изобретения
появляются чудом, что рождаются опи под покровом
тайны и что родить новую технику могут только науч-
ные авторитеты. Египтяне в древности попросту обоже-
ствляли изобретателей77. В Древней Греции за дарован-
ное им откровение изобретатели приносили в жертву
богам целые стада быков. Уж так повелось от самого
Адама, что «когда человеческий дух перестает понимать,
он говорит «бог» 78.
Всего сто лет прошло с тех пор как Патентамт кай-
зеровской Германии разъяснил верноподданным про-
мышленникам кайзера непостижимость определения
изобретения.
Заботой об авторитете «власть предержащих» про-
никнуто решение китайского императора о возблагода-
рении изобретателя бумаги, каким, по преданию, был
раб из Восточного Туркестана. Величайшей милостью
одарил его император — он приказал умертвить раба
самым почетным способом, дабы одновременно и возбла-
годарить ого и пе дать повода другим рабам «высоко по-
нимать» о себе.
Все вышесказанное — история. Однако пережитки
прапрадедовских времен бытуют, к сожалению, и до сих
пор. Разве порой не проявляется высокомерное отноше-
ние отдельных авторитетных ученых к изобретателям?
Разве не таинственна граница между «существенной»
207
и «несущественной» новизной, узаконенная определе-
нием изобретения в действующем «Положении об изо-
бретениях»? Об этом мы подробно поговорим дальше.
А сейчас остановимся на пережитке представлений о
«чудесности» изобретений.
Выкинув из обихода в области техники бога, люди
стали объяснять изобретения случайностью, чем-то
вроде находки портфеля, набитого сторублевками, хо-
зяина на который пе нашлось, а изобретателей считать
счастливчиками, которым выпала, дескать, такая удача.
И в самом деле, есть ряд примеров, когда на первый
взгляд именно случай рождает изобретение. Но это
ошибочный взгляд. Его корни кроются в сенсационных
сообщениях дилетантов, принимавших элемент внезап-
ности в изобретении за случай. Именно эти досужие
беллетристы от науки убедили всех, что самым обильным
и почти единственным источником всех открытий и изо-
бретений, особенно в прошлые времена, был случай.
Вам приведут десятки примеров. Скажут, что именно
таким образом Шееле открыл хлор, о существовании
которого не подозревал, что сахарин был открыт в
1879 г. совершенно случайно в Балтиморе русским эми-
грантом К. Фальбергом, который сел за обед, не помыв
руки, и во время трапезы ощутил сладкий вкус. Иссле-
дование отбросов сливной чаши привело к открытию са-
харина79. Открытие каталитических реакций с органи-
ческими веществами в декабре 1900 г. В. Н. Ипатьевым
было сделано случайно при получении бутадиена разло-
жением изоамилового спирта не в стеклянной, а в же-
лезной трубке, причем автору пришла мысль исследо-
вать жидкие продукты реакции. Оказалось, что они со-
стоят главным образом из изовалерианового альдегида80.
Изобретение бронебойного снаряда считают тоже делом
случая. Старались, дескать, снаряды закаливать, делать
их головки очень твердыми, но при ударе о броню они
разлетались на куски. Но вот однажды два, казалось бы,
таких же снаряда пробили броню, оставив в ней акку-
ратные круглые дырки. Стали доискиваться, почему так
получилось. Оказалось, что броню случайно повернули
стороной незакаленной. Отсюда адмирал Макаров сделал
верный вывод, что закаленную броню может пробить
снаряд с незакаленной головкой. Попробовали — полу-
чилось.
208
Возвращаемся к найденному портфелю. Моральный
кодекс советского человека не позволяет ему присваи-
вать чужое и пользоваться тем, что оп не заработал
своим трудом, извлечение личной выгоды из находки
предосудительно. Не потому ли некоторые хозяйствен-
ники отказывают изобретателям в уплате авторского
вознаграждения, что считают изобретение «находкой»,
а не результатом большого труда? Преувеличение роли
случая привело к тому, что на ряде предприятий укоре-
нилось глубоко ошибочное представление о возможно-
сти заниматься изобретательством только во внеурочное
время, примерно так жо, как рыбной ловлей. Изобрета-
тель, видите ли, гуляя пород спом, запнулся о какое-
нибудь изобретение и назавтра осчастливил мир новой
находкой мысли.
Такое представление о роли случая крайне прими-
тивно и, безусловно, ошибочно.
На самом деле все рассказы о случайных изобрете-
ниях надо считать ни более ни менее, как анекдотами.
Действительно, почему это «в деле изобретения и откры-
тия случай только то и делает, что сводит «особенного»
человека с «особенным» явлением»82? Почему же ты-
сячам людей всех эпох падающие яблоки набивали
шишки па лбы, но только шишка, набитая на лбу Нью-
тона, повела к открытию закона всемирного тяготения?
Все дело в том, что «на случай при великих открытиях
наталкиваются те, кто его заслуживает» 83.
Фарадей открыл явление сжижения газов благодаря
случайному результату одного опыта; но не подлежит
сомнению, что обыкновенный человек прошел бы мимо
такого результата, а вот Фарадей узрел в нем проявле-
ние общего свойства всех газов84.
В литературе описано, как случай сам налетел па
человека, но из этого ничего не получилось, человек но
стал изобретателем. Рассказывают, что «около 1920 года
один французский бактериолог констатировал бактерио-
статическое действие некоторых видов плесени. Но он
интересовался лишь туберкулезными бациллами, а пле-
сень действовала только па другие микробы. Он остался
безучастным и таким образом «воздержался» от откры-
тия пенициллина» 85.
Что представляет собой в этом, деле случай, лучше
всего сказал еще Ф. Бэкон: «Испытание зовется слу-
14
В. Мухачев
209
чаем, если является само и опытом, если его отыски-
вают» 86.
Чаще всего «роль случая ограничивается только по-
становкой проблемы. Разработка же ее пойдет своим пу-
тем, творческим» 87.
Дело совсем даже не в случае. Случаев, случайности
при изобретении бывает не больше, чем в жизни любого
человека. Все люди находятся под градом разных, часто
случайных воздействий, непрерывного впечатления от
окружающего. Человек все время находится в динами-
ческом равновесии с окружающей природой.
Одним из таких рядовых впечатлений, как правило/
является и то, что бывает недостающим для образова-
ния прорыва, лавины умозаключения. Явление, которое
называют случайным, служит как бы заклепкой, соеди-
няющей два звена цепи воедино. Когда такое соединение
рождает рядовые мысли, то мы эту «заклепку» не заме-
чаем. Когда же в результате рождается изобретение, то
мы эту «заклепку» запоминаем, как случай, хотя ника-
кого особенного случая-то и не было!
Ни одно изобретение я не подобрал на прогулке, ва-
лявшимся в готовом виде. Каждое изобретение достава-
лось в результате большого, напряженного умственного
труда. Г. Форд говорил, что «думать — это самая боль-
шая работа» 88. Изобретать же — работа еще в тысячу
раз больше и тяжелее. В этом случае «сознание человека
не только отражает объективный мир, но и творит
его» 89.
Ошибочному представлению об изобретении как о
случайной находке надо объявить войну. Оно противоре-
чит правильным, ленинским представлениям о творче-
стве.
В творчестве всегда есть и огромная механическая
работа (собирание фактов) и умозаключение. На лю-
дей, не знающих особенностей внутренней творческой
лаборатории, умозаключение изобретателя может про-
извести ошеломляющее впечатление своей неожиданно-
стью, в то время как оно лишь увенчивает здание, яв-
ляется поворотной точкой в непрерывном многолетнем
и упорном процессе работы.
Человек делает изобретения, конечно, не случайно.
Но в проявлении изобретательских дарований роль слу-
чая в современном обществе еще огромна. Вытеснить
210
случай и отсюда поможет внимательное изучение изо-
бретательского процесса.
Изобретательский процесс начинается с возбуждения
изобретательской активности. Изобретатель может ре-
шать задачи, поставленные перед ним требованиями
жизни. Например, лампа Деви была изобретена для
удовлетворения остро сознаваемой необходимости соз-
дать безопасные условия при добыче угля. Советский
способ получения синтетического каучука был изобре-
тен и предложен Лебедевым по конкурсу. Я изобрел
способ прокаливания конечных солей аффинажа по пря-
мому заданию дирекции завода.
С другой стороны, изобретатель по собственной ини-
циативе может искать полезное применение явления,
которое произвело на него яркое впечатление. Так
Попов нашел применение электромагнитным волнам, от-
крытым Герцем. Так многие изобретатели нашли полез-
ное применение токам Фуко, в частности в индукцион-
ных электропечах. При изобретении самобалансирую-
щихся центрифуг нового типа мы пашли вполне земное
полезное применение способу вращения небесных тел.
Изобретение активирующей обработки золотоносного
песка появилось благодаря моему интересу к легенде о
самородках— «поддерновиках».
Наконец, и это самое важное, изобретатель может
указывать на новые, пе существовавшие до той поры
задачи и цели.
Если «значение ученого, его роль для науки опреде-
ляются не столько тем, что он сделал сам, сколько тем,
что дали его открытия для дальнейшего развития науч-
ной мысли»,— как говорит Цицин90, то тем более это
относится к изобретательской деятельности. «Даже са-
мые отвлеченные идеи, граничащие с фантастикой, мо-
гут быть со временем практически полезны, если опи
выражены с максимальной отчетливостью и имеют хотя
бы одну начальную конкретную точку, доступную экспе-
риментальной проверке. Идеи, лишенные этих призна-
ков, могут находиться «в состоянии анабиоза» веками,
часто несмотря на их ценность» 91. Так, «Гернет неопро-
вержимо доказал, что если бы удалось растопить ледя-
ной панцирь Гренландии, то в Европу вернулся бы мио-
цен и в природе наступил бы золотой пек. Единственной
слабостью этой теории была полная невозможность рас-
211
топить гренландский лед. Сейчас, после открытия атом-
ной энергии, это можно сделать» 92.
В любом случае от изобретателя требуется умение
уловить в известных предметах, процессах, явлениях и
фактах новые стороны, открывающие возможность но-
вого технического использования.
Для того чтобы включиться в изобретательский про-
цесс, сам изобретатель должен преодолеть препятствия
и привычные представления прежде всего внутри своего
сознания. От того, насколько это удается, зависит зна-
чительность создаваемого им изобретения.
В случае создания машины изобретательская мысль
первоначально всегда идет по пути копирования извест-
ных движений рук и ног работающего. Достаточно со-
слаться на укоренившийся в литературе и кипо наивный
образ железного человека — слуги, робота. Даже такой
опытный фантаст, как Лемм, не мог преодолеть этого
искушения.
На этом пути человечество потерпело неудачу. Зато
огромнейшее число удач выпало и продолжает выпадать
на долю тех изобретений, которые не идут по пути копи-
ровки старых образцов.
Машина «Дженни» Харгривса подражает работе
прях: сначала прядильщицы с веретеном в руках как бы
отходят от запаса хлопка, присучивая нитку, потом при-
ближаются к этому запасу, наворачивая нитку на вере-
тено. Появившаяся вскоре ватермашина Аркрайта уже
не содержит абсолютно ничего похожего на работу
прях, и она оказалась неизмеримо удачнее.
Первоначально молотилки подражали движению
цепа. Современные молотильные барабаны не имеют ни-
какого сходства с цепами.
Машины для движения по дорогам сначала копиро-
вали лошадей93. В китайском эпосе «Троецарствие»
описаны четвероногие машины — деревянные кони не-
исчерпаемого изобретателя Джуге-Ляна. Современные
тепловозы совсем не похожи на лошадей Джуге-Ляна.
Паровой молот напоминает ручную работу молото-
бойца. Работа прокатных валков или прессование даже
отдаленно не напоминает ручную ковку.
Угольный комбайн первоначально копировал дейст-
вия человека, подрубающего уголь в пласте снизу, а за-
тем обрушивающего его ударами сверху. Современные
212
комбайны, конструкторы которых отказались от подра-
жания действиям рук человека, оказались гораздо более
совершенными и производительными. Но будущее, по-
видимому, принадлежит гидроотбойке угля, которая уже
никакого сходства с ручным трудом углекопа не имеет.
Да и сама гидроотбойка в дальнейшем может принять
формы, не имеющие ничего общего с современными гид-
ромониторами.
Преодоление предрассудков в своем сознании тре-
бует от изобретателя больших усилий и совершается
рывком, после чего и льется уже беспрепятственно кас-
кад мыслей, приводящий к умозаключению — изобрете-
нию. Огромную помощь в преодолении предрассудков
дает полный простор воображения и сопоставление са-
мых отдаленных понятий. Именно такая «отдаленная
гибридизация» и расшатывает наследственную природу
явления и проливает свет на таинственные обстоятель-
ства рождения изобретений. Именно в этот период рож-
даются небывалые логические фигуры умозаключений,
которые па первых порах делают странным и непонят-
ным изобретение, впоследствии охотно применяемое
всеми. Энгельмейер, говоря о гениальности, пишет:
«Если бы умозаключения гения поддавались логическим
правилам методического мышления, то по такой логике
мы решали бы всякие вопросы простым упражнением в
силлогизмах, и то, что называется изобретением, пере-
стало бы существовать» 94.
Совершенствуя технику, изобретатель изменяется
сам. Изменяются и люди, реализующие изобретение.
Не изменяясь, они не могут продолжать совершенство-
вать технику на следующей ступени. Изменяется же
человек в результате творческих актов. Значение изо-
бретательской деятельности от эпохи к эпохе возрастает
вместе с числом изобретений и изобретателей.
Художник дела
Основу творческой деятельности, как говорил
И. И. Павлов, составляет богатое воображение в соеди-
нении со строгой и дисциплинированной мыслью. Это
труд большого напряжения и.великой страсти. ; .; -
Громадное значение в изобретательстве принадлежит
2ДЗ_
людям, одаренным фантазией. Батайль пишет: «Мы глу-
боко убеждены, что совершенствованию могучих матпищ
этих действительных источников и двигателей произво-
дительности и промышленности в наши дни, мы, несом-
ненно, обязаны людям с поэтическим, пламенным вооб-
ражением, а вовсе не людям односторонним, узким спе-
циалистам» 95,
Известно, что Ленин придавал большое значение
роли творческого воображения — фантазии в деятельно-
сти людей. Он говорил, что «нелепо отрицать роль фан-
тазии и в самой строгой науке» 96, что «напрасно ду-
мают, что она нужна только поэту. Это глупый предрас-
судок. Даже в математике она нужна, даже открытие
дифференциального и интегрального исчисления невоз-
можно было бы без фантазии. Фантазия есть качество
величайшей ценности» 29. «Комбинационный дар, богат-
ство и гармоническая организованность многообразных
разнородных, несопоставимых, не имеющих общих при-
знаков рядов мыслей и образов лежит в основе изобре-
тательности» 97.
«Наша цивилизация,— говорит известный астроном
Кларк,— не что иное, как сумма всех мечтаний, нашед-
ших с веками свое реальное воплощение. И нужно,
чтобы так всегда было и в будущем, ибо если люди пере-
станут мечтать, если они повернутся спиной к чуду Все-
ленной, то это будет верным признаком упадка челове-
чества» 64.
Кроме изобретения (создания новой техники), про-
дуктом изобретательской деятельности является разви-
тие в изобретателе способности изобретать даже при от-
рицательных первоначальных итогах (как, например,
это было у Дизеля) и создание в обществе беспокойного
неудовлетворения достигнутыми результатами, стимули-
рующего дальнейшие искания. Следовательно, отрыв
изобретателя от изобретения не только затрудняет про-
работку изобретения и губителен для изобретателя, но и
тормозит развитие изобретательства. «Горький,— пишет
Симонов 98,— настойчиво подчеркивает, что талант —
это труд; что сама природная даровитость человека —
это искра, которая может погаснуть или разгореться, а
способ, чтобы заставить ее разгореться в большое пла-
мя,—только один: труд и труд». Поэтому для развития
изобретательской деятельности прежде всего нужно не
214
только давать возможность изобретателю творить, но и
требовать, чтобы он доводил до конца свои изобретения,
и направлять его на новые и новые изобретения. Чет-
вертый раз логика повествования назойливо привела
все в то же место — к принципу неотрывности.
Изобретатель мыслит образами предметов, как ху-
дожник образами характеров. Это в огромной степени
повышает содержательность его информации. В этом —
весь секрет ума изобретателей. То же, кстати, подсказы-
вает нам и дальнейший ход развития языков. Повыше-
ние содержательности информации, заключающейся в
словах, будет гораздо эффективнее, если будет найдено
средство выражать образ только тем одним-единствен-
ным словом, которое наиболее точно его выражает.
Либих, химик XIX века, первым показавший значе-
ние минеральных удобрений, писал: «Изобретатель —
человек, делающий успех; он рождает новые или допол-
няет существующие мысли, так что последние получают
теперь силу или способность к осуществлению, чего
прежде у них не было; нога его переступает протоптан-
ный путь, он не знает, куда он идет, и из тысячи, быть
может, один достигает своей цели; он не знает, откуда
истекает его мысль, и еще меньше может дать себе от-
чет в своей деятельности.
После него уже появляется человек науки и овладе-
вает новым приобретением; наука измеряет, взвешивает
и вычисляет прибыль, так что имеющееся приобретение
становится понятным как изобретателю, так и всем лю-
дям вообще; она освещает мрак и уясняет смутное, она
уравнивает путь к последующему изобретателю, так что
последний находит твердую почву и верную точку ис-
хода для нового успеха; она дает всем людям, даже без-
дарным и слабым, возможность принять участие во всем,
приносимом увеличивающимся знанием, и извлечь для
себя оттуда разумную пользу» ".
Альберт Эйнштейн считал, что «изобретатель — это
человек, нашедший новую комбинацию уже известных
оборудований для наиболее экономичного удовлетворе-
ния человеческих потребностей...
Способность к свободной конструктивной и комбина-
ционной мысли,— продолжает он,— так же как увлече-
ние и страсть к этому делу, я считаю прирожденной» 10°.
О врожденности изобретательского таланта говорит
215
и М. А. Блох. «Гениальные ученые и мировые изобрета-
тели,— пишет он,— не могут быть созданы, они родятся,
подобно, поэтам и художникам, а потому, конечно,
нельзя указать никаких способов, ведущих к возбужде-
нию творческой мысли, к изобретениям и открытиям.
И тем не менее анализ процессов научного творче-
ства, его история, генезис скрытого механизма тех пора-
зительных процессов мысли, которые позволяют науке
и технике делать огромные скачки в неизвестное и вме-
сте с тем оказывать широким массам неоценимые прак-
тические услуги, важны уже потому, что могут сами по
себе дать ряд указаний относительно условий, благо-
приятствующих зарождению творческой мысли, и напо-
мнить старую истину, что все сколько-нибудь крупные
достижения могут быть осуществлены лишь путем ряда
смелых актов научного и технического творчества» 101.
Известный исследователь деятельности изобретате-
лей новых технических идей Г. В. Сегалип пишет, что
изобретателей «очень мало среди профессиональных
техников и механиков. Больше их среди людей чуждых
специальностей, у которых эта способность может быть
выражена в очень сильной степени. Сильно выраженная
способность технического оформления мешает часто ра-
ботнику иметь новые технические идеи, а если он их
имеет, то мешает ему изобретать новые технические
оформления...» 102
Сегалин считает далее, что «обострение технической
одаренности... есть биологическая компенсация недоста-
точности и дефектов, вызываемых каким-либо угнете-
нием. Как реакция на это угнетение, обостряется изо-
бретательская одаренность для преодоления этого угне-
тения» 103.
Чешский писатель-фантаст Карел Чапек еще более
жёсток в своем определении. Его слова остры, как кин-
жал: «Больше всего человек создает от отчаяния. От то-
ски, от одиночества, от состояния оглушенности. По-
тому, что тогда его ничто не удовлетворяет» 18.
При изобретении металлического фильтра и, осо-
бенно, центрифуг в силу сложившихся обстоятельств я
действительно был в оглушенном, угнетенном до отчая-
ния состоянии. Но ведь если Сегалин и Чапек правы
вообще, то жребий изобретателей поистине трагичен.
К счастью, это не всегда так. Опыт других моих же
216
изобретений говорит, что чаще все-таки изобретения
не выдавливаются из изобретателя тяжестью жизненных
неурядиц. За внешней эффектностью и, казалось бы,
безусловной правдивостью слов Сегалина и Чапека
кроется нечто внешне похожее, но по своей природе
прямо противоположное. Это — борьба. Не стенания
раздавленного жестокой борьбой человека, а его гордое
самоутверждение. Оптимизм, вера в победу, а не безна-
дежность. Борьба — это главное существо изобретатель-
ской деятельности. Прежде чем эта борьба становится
заметной другим людям, изобретатель много лет борется
со сложившимися представлениями в своем сознании.
Это жестокая борьба, когда уничтожаются многолет-
ние укоренившиеся представления, въевшиеся в созна-
ние обманчивые иллюзии. В этой внутренней борьбе изо-
бретатель часто бывает одинок. В этой борьбе есть свои
взлеты и свои падения, победы и поражения. Я бы ска-
зал, что изобретательский дух никогда не может быть
удовлетворен. То, что описывают Сегалин и Чапек,— это
качественное восприятие человеком всех перипетий
борьбы мысли, но пе обязательно и даже меньше всего
это внешнее угнетение. Находясь в сложных обстоятель-
ствах, изобретатель действует своим оружием — изобре-
тает. Другого оружия он не имеет.
Но, попятно, «ни пужда, ни борьба за существова-
ние, ни заманчивые перспективы практических выгод
не могут создавать новые изобретения; они могут быть
лишь значительным побочным импульсом для интенсив-
ной, но свободной игры творческих сил в умах изобрета-
телей данного времени» 104.
Если даже в неудачно складывающихся условиях
изобретатель проявляет изобретательскую активность,
то, конечно, в условиях нормальной работы эффектив-
ность его труда будет во много раз выше. Стало быть,
надо подумать о том, чтобы создать наилучшие условия
для деятельности изобретателей, в которых их таланты
проявятся в максимальной степени. Но при этом ни в
коем случае эти условия не должны быть тепличными,
ни в коем случае нельзя «смотреть изобретателю в рот».
Нельзя изобретателя полностью освободить от
борьбы.
Борьба — это необходимый элемент изобретательской
деятельности. Для того чтобы совершенствовать новую
217
техническую идею, изобретатель остро нуждается в ум-
ной, принципиальной критике своих замыслов. Без этого
он быстро выдыхается как творец.
Свободная игра творческих сил в умах изобретате-
лей имеет еще одно важное значение в жизни челове-
ческого общества. Еще Энгельс подметил диалектиче-
скую закономерность — развитие граничных областей
человеческого знания, создающее проблему координа-
ции в современном обществе. Изобретатели стихийно
осуществляют на деле эту координацию граничных об-
ластей знания. В самом деле, как говорил французский
ученый Пуанкаре, «наиболее плодотворны из выбирае-
мых комбинаций те, которые образованы из элементов,
взятых из очень отдаленных областей»105.
Изобретателей воспламеняет как раз столкновение
элементов, взятых из самых отдаленных областей. «Са-
мые изобретательные и тонкие экспериментаторы,— го-
ворил химик XVIII века Пристли,— те, кто дает пол-
ный простор своему воображению и отыскивает связь
между самыми отдаленными понятиями» 106.
Узкая специализация сужает горизонты специали-
стов и не дает им возможности осуществлять или даже
видеть всю проблему в целом.
Надо поощрять изобретательство и для научной и
изобретательской деятельности готовить специалистов
с самым широким кругозором из числа людей, уже за-
рекомендовавших себя изобретениями. Это будет наи-
более конкретное и реальное решение проблемы коорди-
нации. Возможность такого планомерного разрешения
проблемы координации через изобретателей предостав-
ляет СССР решительные преимущества перед капита-
лизмом.
На профессионализм изобретательства указывал
Маркс. Он писал: «...изобретение становится особым ре-
меслом» 108. Занятие особым ремеслом, как известно, яв-
ляется профессией. Значит, изобретательство — это та-
кая же творческая профессия, как профессия писателя,
художника, скульптора, композитора. Значит, изобрета-
тели имеют свои профессиональные интересы и должны,
разумеется, иметь надлежащие возможности для их за-
щиты. Для большей убедительности сошлемся на при-
мер литературного творчества. Полтораста лет назад оно
было своего рода приятным досугом. Получение гоно-
218
papa считалось даже неприличным. Гражданским подви-
гом Пушкина было превращение литературного творче-
ства в профессиональный труд, средство к существова-
нию. Не было профессии писателя,— с Пушкиным она
родилась.
Теперь профессионализм писателей никому уже не
кажется странным.
Несомненно, так же может быть (и должно быть) с
профессионализмом изобретателей. Сотни Кулибиных,
Эдисонов и Тесла — вот какой урожай можно вырастить,
содействуя профессионализму изобретателей. Если же
учесть, что «общая сумма прибыли, полученная про-
мышленностью в результате реализации изобретений
одного Эдисона, по подсчетам «Нью-Йорк тайме», пре-
высила 15 млрд, долларов» 120, то надо сказать, что курс
па профессионализацию изобретательства сулит нашей
стране огромные выгоды. Советская страна имеет все
возможности осуществить такое мероприятие с гораздо
большим размахом и эффектом, чем капиталисты.
Неправда ли, как непривычно все это звучит? Но ре-
шать-то здесь должна пе сила привычки,— опа может
только тормозить решение,— а сулимая материальная
выгода, которая заметно ускорит приближение комму-
низма. Право же, ради этого стоит поступиться кое-ка-
кими привычками!
«Будущее нашего народа,— писал в 1916 г. русский
академик Вальден,— зависит от состояния в стране про-
фессии изобретателей. Безусловно, та страна окажется
в будущем самой сильной в борьбе за существование,
в которой будет наибольшее число самостоятельно и
продуктивно работающих изобретателей» 109.
Итак, наряду с профессионалами — художниками
пера, кисти и слова падо поставить профессионалов —
художников дела, изобретателей.
Главным в изобретательстве, как уже сказано, яв-
ляется творческий труд изобретателя, обусловливающий
возможность создания изобретения. Труд изобретателя,
как и труд художника, писателя, композитора, без
ущерба для дела не может быть механически заменен
трудом другого, часто даже более квалифицированного,
как говорят, специалиста.
Но положение изобретателя сложнее, чем положение
писателя или художника. Внешне сравнимые формы
219
признания обществом их труда — выдана ацторсКого
свидетельства и выпуск произведения писателя в свет —
не должны отвлекать внимание от того факта, что после
получения авторского свидетельства для изобретателя
следует еще одна весьма сложная и трудоемкая фаза
работы — подготовка изобретения к реализации. Судьбы
изобретений тесно связаны с судьбами изобретателей,
потому что изобретение — это процесс. Судьбы же изо-
бретателей разные. Судеб столько же, сколько изобрета-
телей, потому что изобретатель — не бог, не герой, а
обыкновенный человек. Правда, есть в этих судьбах
что-то общее. Общее — это направленность их сознания
в сторону технического творчества. Все свои внутренние
ресурсы изобретатель ставит па службу своим изобрете-
ниям, творчеству. Его «игра жизни» — это изобретения.
Когда «игрой жизни» является творчество, то это
игра очень серьезная, требующая от человека отдачи
всех его духовных сил.
Духовных сил у изобретателя не больше, чем у дру-
гих людей. Поэтому на дело своих изобретений он за-
нимает духовную энергию от всех остальных сторон
своей души, своего ума. Поэтому люди творчества, а
среди них и изобретатель, подчас меньше приспособлены
к жизни, чем средний человек. Изобретатель — созида-
тель прямо или косвенно всей нашей материальной
культуры — пе так-то часто имеет в жизни успех.
«Люди с более прозаическим образом мышления,— гово-
рил Либих,— ничего не изобретающие, вырабатывают в
себе лучшую практическую хватку и преуспевают в
жизни».
Две новизны
В нашей статистике не различаются изобретения и
рационализаторские предложепия. Они учитываются и
числом и ио эффекту общей рубрикой «изобретения
и рационализаторские предложения». И их столько-то
миллионов в год. Но порядковый номер авторских сви-
детельств па изобретения в реестре, который ведут с
начала существования Советской власти, едва перевалил
за 150 тысяч. Поэтому такое сложение вряд ли право-
мерно.
Возьмем, например, типичное крупное рационализа-
220
торское предложение. Авторы его: технолог цеха инже-
нер И. И. Галанкин, рабочие В. И. Жуков и Ф. И. Уткин
ия — инженер лаборатории.
Речь идет о фантастически звучащем, но на самом
деле вполне реальном проекте добывать платипу «из ни-
чего», причем практически без каких бы то пи было за-
трат.
Грандиозное кладбище представляет собой отдел
лома кладовой ценностей па заводе, выпускающем изде-
лия из платины, куда зашли мы, группа рационализато-
ров. Со всего Советского Союза сюда свозят останки
тиглей, чашек, стакапчиков и других изделий из пла-
тины, отслуживших свой век. На зтих «трупах» видны
раны, вызвавшие их смерть и отправку па драгоценное
кладбище. Здесь с ними поступят так, как положено по-
ступать со всяким ломом: их перерабатывают, снова по-
лучают чистый металл, переплавляют его, слитки ме-
талла прокатывают, из листов нарежут кружочки, из
которых выдавят новенькие тигельки, чашки, отштам-
пуют крышки. Или из слитков вытянут проволоку и
выткут сетку.
И вот мы стали пересматривать эти драгоценные
«трупы» штука за штукой.
Какие же рапы оказались смертельными для всех
этих изделий, чей путь обязательно заканчивается в
этой кладовой? Нет ли здесь какой-либо закономерно-
сти? Мы просмотрели все изделия, изготовляемые,
кстати сказать, этим же заводом. И каждое изделие
говорило об одном и том же: об истории трагических
многолетних ошибок завода.
Опишем нашу борьбу за продление жизни платино-
вых изделий на примере самого распространенного из
пих — тигля.
Вот он, красавец, изящной формы, с блестящей по-
верхностью 8. С разрешения заведующего кладовой цен-
ностей мы сняли его с полки, на которой выстроилась в
ряд продукция завода, готовая к отправке заказчикам.
А вот труп его собрата — тигля, вернувшегося в альма-
матер после бурной жизни, в течение которой в нем пе-
реварили тысячи навесок, при высокой температуре.
В нижней части у него поясок дырочек. У другого тиг-
ля — тоже... Оказывается такой поясок образуется у
большинства тиглей. Рванины на краях и вмятины бо-
221
ков — это второстепенные дефекты, не мешающие ис-
пользованию тиглей. А вот поясок крохотных дыро-
чек — это уже смерть тигля. Дырочки появляются
вследствие так называемой митинговой (дырчатой) кор-
розии платины па границе трех фаз: твердая (платина),
жидкая (расплав) и газообразапя (кислород воздуха).
Донышко у всех тиглей было целое.
Раны прямо указывали на слабые места конструкции
тигля, приводящие к их преждевременной гибели.
Посовещавшись между собой, мы сделали образцы
тиглей нового типа, а именно: стенку тигля, в том месте,
где она разъедается, сделали потолще. Если стенку сде-
лать толще вдвое, то, значит, срок службы тигля мы
тоже удвоим. Зато степки тигля повыше границы трех
фаз мы сделали немного тоньше, и за счет этого у тигля
появился утолщенный бортик, предохраняющий края от
разрыва. Донышко в образцовом тигле было сделано
чуть тоньше стенки в критическом пояске, в несколько
раз тоньше того, какое делали до сих пор.
Взвесили наш тигелек. Оп оказался на 15% легче,
чем обычные, хотя его размер и емкость были те же. Так
просто мы удвоили жизнь тигля (рис. 55).
Несложный расчет показывает, что результатом
этого усовершенствования будет экономия 15% техниче-
ской платипы, находящейся в обращении в лаборато-
риях Советского Союза в виде тиглей.
А па переработку будет ежегодно прибывать на за-
вод тиглей в два раза меньше, соответственно умень-
шатся затраты на заводе и на перевозку.
Так можно поступить со всей номенклатурой изде-
лий, выпускаемых предприятием, реализовав другие
паши предложения по уменьшению штучного веса раз-
личных платиновых изделий.
Нам, авторам, не пришлось ломать голову, как спра-
виться с задачей. Никаких предрассудков в своем созна-
нии нам преодолевать не приходилось, никакие молнии
пам пе сверкали, пи на какую высоту мы не забирались,
никакие горизонты технического прогресса перед нами
не простирались. Мы просто оказались первыми людьми,
заметившими бесхозяйственность.
Наши предложения были учтены при последовавшем
вскоре пересмотре каталога платиновых изделий, выпу-
скаемых заводом.
222
Рис. 55. Платина «из ничего»:
а — обычный тигель, только что сделанный. Пунктиром показал обыч-
ный уровень расплава; б — обычный тигель из лома; на линии уровня
расплава отверстия; на краях — рванины; донышко всегда целое;
в — тигель нового типа; стенки и донышко сделаны рациональной тол-
щины; на уровне расплава стенка утолщена; донышко сильно утонь-
шено. Пунктиром показан использованный резерв материала в донышке.
Ясно, что напряжение творческого процесса в наших
тигельных делах было невысокое. Но это не потому, что
они не отличались новизной. Здесь новизна была будто
бы несущественная, а у изобретений она существенная.
На самом же деле новизна пашего тигельного дела была
очень даже существенная, ведь того, что мы предло-
жили, никогда и нигде до сих пор не делалось. Но дело
в том, что новизна изобретений и новизна рационали-
заторского предложения — это две разные новизны!
Новизна изобретения создается творчеством челове-
ка-изобретателя, а новизна рационализаторского пред-
ложения — изменяющейся обстановкой, к которой чело-
век старается более или менее удачно приспособиться,
не преодолевая при этом никаких предрассудков в своем
сознании.
Конкретная обстановка неповторима. На земле нет
двух вполне одинаковых людей, хотя число их достигло
3 млрд. Нет вполне одинаковых гор, рек, даже открытое
море каждый раз неповторимо, по оттенку воды ли, за-
паху ли, цвету ли и т. д. Это — новизна обстановки.
Будем применять технику в конкретной обстановке.
В качестве конкретной обстановки возьмем человека, в
223
качестве техники — его одежду. Одежда современного
человека довольно стандартна. Но взгляните повнима-
тельней на встречных. Разве вы найдете хотя бы двух
абсолютно одинаково одетых людей? Галстук, навер-
ное, будет отличаться, хотя бы узлом. Таким образом,
применение стандартной, известной техники в каждом
конкретном случае сопровождается каким-то измене-
нием, какой-то новизной. Типовое проектирование, на-
пример гидростанций, жилых домов и т. д., обязательно
сопровождается каким-то приспособлением типового к
местным условиям. Так и рационализаторские предло-
жения. Их новизна — это новизна приспособления
чего-то уже хорошо известного к конкретным условиям,
в конкретной обстановке, с учетом новизны этой обста-
новки.
Вот несколько ярких примеров приспособления к но-
визне обстановки. Специальная заточка резца для обра-
ботки длинной детали, в принципе известная из теории
резания. Новое расположение производственных агрега-
тов или размещение инструментов на рабочем месте. За-
мена одного прибора другим, лучше подходящим для
данной цели... Не будем утруждать вас, читатель, даль-
нейшим перечислением. Нам пришлось бы описать все
виды рационализаторских предложений, все виды про-
изводственной человеческой деятельности.
Чем конкретнее обстановка, тем она неповторимее.
Наоборот, при обобщении местный колорит теряется, а
с ним теряется и новизна. По мере обобщения рациона-
лизаторское предложение постепенно все более и более
превращается в какую-либо давно известную прописную
истину. Вроде того, например, что рациональное разме-
щение инструментов (оригинальное в каком-то конкрет-
ном случае) при распространении па все рабочие места
превращается в общеизвестное правило: рабочие места
надо содержать в чистоте и порядке. Ясно, что обобще-
ние уничтожило всякую тень оригинальности рациона-
лизаторского предложения такого рода.
Наше рационализаторское «тигельное» предложение
оказалось новым в пределах завода, изготовляющего
платиновую посуду. Понятно, распространение его на
заводы, изготовляющие, скажем, алюминиевую посуду,
уничтожает его повизну, так как на этих заводах давно
экономят даже более дешевый алюминий.
224
Вернемся к примеру с одеждой. В стандартной, из
года в год одинаковой одежде новизна, разумеется,
давно исчезла. А вот новый фасон одежды — здесь уже
налицо выдумка, творчество. Костюм водолаза, зимов-
щика или космонавта — это уже изобретение.
Итак, есть две новизны:
новизна изобретения — всемирная новизна, чем она
общее, тем эффективнее;
новизна рационализаторского предложения — новиз-
на приспособления; опа, наоборот, чем конкретнее, тем
эффективнее.
Исходя из этого, рационализаторское предложение
можно было бы определить примерно так:
«Рационализаторским предложением является при-
способление известной техники для применения в новой
конкретной обстановке».
Четкое определение новизны рационализаторского
предложения позволит улучшить определение изобрете-
ния, так как делает ненужным логически нелепое требо-
вание «существенной» новизны изобретения. Как будто
недостаточно ответить «да», а нужно сказать «сущест-
венно да», как будто бы «несущественно да» означает
«нет»...
Рационализаторы, стало быть, выступают с предло-
жениями, основанными на привычных представлениях.
Если изобретатель посредством предлагаемого им изо-
бретения выступает по существу с критикой принятой
технической политики, то рационализаторские предло-
жения исходят из этой политики, основываются на ней
и могут внедряться в жизнь немедленно после изготов-
ления образцов, как правило, самим автором или его
бригадой. Поскольку бригадный метод подразумевает
совместную работу, то рационализаторы часто высту-
пают бригадами в качестве коллективного автора. Но
выше уже было сказано, что нельзя эту практику меха-
нически распространять на изобретателей. Изобрета-
телю приходится проделать длительную, более напря-
женную работу, связанную с реализацией изобретения.
Труд оценивают по его результатам. Стало быть,
труд изобретателей и рационализаторов резко разли-
чается по потенциалу творчества и по трудности реали-
зации предложений.
Обычно прогрессивность рационализаторских пред-
16
В. Мухачев
225
ложений на передовом предприятии измеряется сроками
не более года, в то время как прогрессивность изобрете-
ний измеряется годами и десятками лет.
Что можно сказать по этому поводу?
Очевидно, что далеко не безразличен размер поля, на
которое распространяется действие рационализатор-
ского предложения. Чем границы этого поля теспее, тем
более прогрессивными оказываются рационализатор-
ские предложения.
Поле действия изобретений — вся наша планета.
Поле действия рационализаторских предложений —
конкретное предприятие, его участок или даже отдель-
ное рабочее место.
Из сказанного ясно видно, что рационализа-
торство — это не массовое изобретательство.
Более того. Большинство рационализаторских пред-
ложений— это результат стремления производственни-
ка-новатора улучшить технику или организационные
формы производства, созданные инженерами, исследова-
телями, проектантами и работниками технических служб
предприятия.
Мы радуемся высокому уровню специальных знаний
и гражданской сознательности рядовых тружеников,
проявляющих поистине государственный подход к поис-
кам резервов, выявляющих их для снижения себестои-
мости и повышения производительности труда. Это
очень хорошо! Но мы должны понимать, что творчество
рационализаторов в какой-то мере свидетельствует о
том, что в технических службах предприятий культура
еще недостаточно высока, что они допускают подчас
элементарнейшие инженерные просчеты.
В связи с текущими рационализаторскими предложе-
ниями, которых в тысячи раз больше, чем изобретений,
ведется „много, на наш взгляд, совершенно излишних
разговоров. Спору нет, рационализаторство — дело чрез-
вычайно важное. Все же шумиха, поднимаемая вокруг
этого моря хотя и важных, но как-никак обыденных дел,
принимает подчас даже уродливые формы очковтира-
тельства. Такая шумиха заслоняет в поле зрения людей
действительно главное и труднейшее дело — изобрета-
тельство — и этим самым отвлекает от него внимание,
разумеется, в ущерб нашему общему делу — построению
коммунизма 12.
226
Коллектив
Рассматривая условия изобретательского творчества,
нельзя упускать из вида роль коллектива, а в нем — со-
отношение между общей и совместной работой.
К. Маркс писал: «Следует различать общую работу
от совместной работы. Та и другая играют в процессе
производства свою роль, одна переходит в другую, но
между ними все-таки существует различие.
Общим трудом является всякий научный труд, вся-
кое открытие, всякое изобретение (подчеркнуто нами.—
В. М.). Он обусловливается частью кооперацией совре-
менников, частью использованием работы предшествен-
ников. Совместный труд предполагает непосредствен-
ную кооперацию индивидуумов» 117.
Рационализаторское предложение, как правило, со-
здается при совместной работе людей в коллективе, па
производстве.
В этих условиях авторы, работая вместе, а при
сменной работе — принимая рабочее место друг от
друга, не могут не выступать коллективно.
Общественный научно-исследовательский институт
на Омском шинном заводе, пожалуй, может послужить
самым ярким примером этого. Стоит только рабочим-ис-
следователям доказать рациональность новой техноло-
гии, более совершенной, более экономичной,— и дирек-
тор завода Б. К. Боровицкий, который, кстати, и возгла-
вил институт, тотчас узаконивает эту технологию и
внедряет ее в производство. В институт принимают не
всех. Отбирают только тех, у кого есть призвание к
поиску |9.
Так возникают коллективы рационализаторов, вы-
растающие из производственных коллективов. Общая
работа в данном случае совпадает с совместной работой.
Иное дело — изобретение, которое создается на ос-
нове синтеза отдаленных предметов и поэтому большей
частью пе имеет и не может иметь непосредственного
отношения к рабочему месту автора.
Совместным трудом в изобретении (в рамках непо-
средственной кооперации современников) является гро-
мадный труд по его реализации, который иначе как уси-
лиями всего общества и всех его руководителей не
227
может быть сдвинут с места. Совместным же трудом, не-
сомненно, является творчество действительных соавто-
ров. Любое изобретение в самой своей формулировке
всегда содержит: вводную часть, преамбулу, описываю-
щую прототип, т. е. использованную работу предшест-
венников; цель изобретения, характеризующую рамки
кооперации с современниками; отличительную часть,
характеризующую долю изобретателя в общем труде,
его личный вклад в общий труд.
Известно, что «богаче всего самое конкретное и са-
мое субъективное»110. Да, конкретный субъект — изо-
бретатель — богат мыслями. Но богатство мысли изобре-
тателя покупается дорогой ценой.
Логическим следствием диалектичности акта позна-
ния является на первых порах одиночество изобрета-
теля. Это же наблюдается и в случае небольшой автор-
ской группы, если она не занимает сильной позиции в
производстве, в лаборатории, в конструкторском бюро.
Такое положение вызывает ряд затруднений ири про-
движении изобретения, потому что изобретателю, пре-
одолевшему свой барьер сознания, для успеха дела пред-
стоит преодолеть еще барьер сознания людей, к которым
оп обращается за помощью. «Новое в пауке тогда лишь
легко понимают, когда это повое можно механически
присоединить к старому,— очень метко определяет По-
повский.— Когда же присоединение не удается и неизбе-
жен пересмотр всего накопленного в прошлом, это вызы-
вает раздражение, доходящее нередко до открытой
вражды» ш.
Проблема в общем стоит так, как образно описал ее
Пришвин:
«Как вода размывает гранит, так и общество нахо-
дится в вечной борьбе с индивидуальностью. Тезис: —
Я стою на своем,— говорит каждый камень в природе.
Аптитезис: — Но я тебя все-таки размою,— отвечает
вода. Синтез борьбы воды с камнем — плодотворная
почва, на которой вырастает дерево» 3.
Конечно, нельзя метафору Пришвина понимать бук-
вально и предоставлять «воде» превращать «камень» в
песок.
Требуется правильное, деловое и, разумеется, более
гуманное решение вопроса о коллективе в таком су-
губо индивидуальном деле, как творчество, решение,
228
Которое соединяло бы яркую индивидуальность таланта
изобретателя с могучей силой коллектива, помогало бы
творческому расцвету личности, роднило бы коллектив
с изобретателем.
Хорошо, если изобретатель уже работает в коллек-
тиве, созданном для работы пад его изобретениями или
крайне заинтересованном в его успешной работе над
изобретением. Если этого еще нет, то положение изо-
бретателя сложное. Добиваться признания изобретения
и организации коллектива для его разработки часто при-
ходится одному изобретателю. Ни нормы закопа, ни
общественные традиции в настоящее время не преду-
сматривают как систему создание коллектива вокруг
работающего изобретателя. Это очень большое упу-
щение.
Два принципа целесообразно использовать при со-
здании коллектива для изобретателя.
1. Принцип неотрывности. О нем, основанном па ле-
нинском представлении идеи как процесса, уже говори-
лось раньше. Его необходимо ввести как безусловную
законную норму. Но мало дать изобретение. Надо его
еще реализовать. А сделать это изобретателю в одипочку
порой бывает невозможно. Для помощи изобретателю к
нему прикомандировывают соответствующих работни-
ков. Изобретатель организует труд коллектива и руково-
дит им все время, пока идет реализация его изобре-
тения.
2. Принцип солидарности. Это общественный прин-
цип взаимной поддержки, критики, организованного об-
суждения своих профессиональных вопросов и совмест-
ных выступлений...
Солидарность — великое дело. Замечательно сказал
о ней Маяковский: «Плохо человеку, когда он один.
Горе одному, один не воип,— каждый дюжий ему госпо-
дин, и даже слабые, если двое». Как нельзя сыграть
в футбол, не имея слаженной команды, силами одних
болельщиков, так нельзя более серьезно рассчитывать
развивать наше изобретательство без профессиональ-
ной организации изобретателей. Такая организация
защитит изобретателя от столь отрицательных явлений,
как неуважение к творческому труду товарища, к его
авторству, как бюрократизм и мизонеизм (ненависть к
новому).
229
Надо партийный принцип массовости изобретатель-
ства дополнить принципом всяческой поддержки кон-
кретных живых изобретательских талантов.
Во всяком случае, нужно лучше координировать уси-
лия самих изобретателей по реализации их изобретений,
выявлять их нужды, организовать обеспечение мате-
риальной и материально-технической помощи им и за-
щиты их авторских прав.
Возможно, что именно это позволит улучшить орга-
низационную работу государственных органов по выяв-
лению хозяйственных организаций, трудовых коллекти-
вов и отдельных гранедан, заинтересованных в разра-
ботке, реализации и широком внедрении конкретных
изобретений и в налаживании соответствующих деловых
отношений.
Особенно полезна была бы такого рода деятельность
в следующих конкретных случаях:
когда в отношении ценности изобретения большого
потенциала нет единого мнения, папример, к изобрете-
нию не проявляется должного интереса в связи с тем,
что опо значительно опережает существующую технику,
а его внедрение ведет к ломке уже существующего нала-
женного производства и поэтому встречает сопротивле-
ние консервативной части производственников, чьи на-
строения по какому-либо стечению обстоятельств непо-
средственно определяют судьбу изобретателя;
при наличии монопольной группы специалистов, ме-
шающих разработке и реализации изобретений именно
в тех научных учреждениях, в которых должна ре-
шаться судьба изобретения;
когда еще не имеется отрасли промышленности, соот-
ветствующей изобретению;
если изобретатель имеет широкий творческий про-
филь, не укладывающийся в рамки существующих узко-
специализированных институтов, его изобретения, рас-
пыляемые по многим разнородным институтам, целесо-
образно сосредоточить в одном месте в интересах
наилучшего использования государством творческого по-
тенциала изобретателя и повышения качества руковод-
ства со стороны изобретателя и его роли, прав и ответст-
венности при реализации изобретений.
Дела о мыслях
Типичный ход изобретения следующий112.
Первый акт — возникновение идеи. Акт творчества:
а) творчество, дающее идею;
б) внутреннее чтение своей идеи до выявления глав-
ных частей.
Второй акт — выработка схемы (плана). Акт науки.
Третий акт — разработка деталей. Акт ремесла. Он
был бы самым трудным, если бы работы наших предше-
ственников не сделали из него, наоборот, самого легкого
акта проектирования.
После второго акта изобретение нужно запатенто-
вать. Этим самым изобретатель обеспечивает необходи-
мую защиту своего приоритета (первенства). Патенто-
вание изобретения — важное государственное дело. Про-
дажа лицензий на изобретения — это значительный ис-
точник получения валюты нашим государством.
Крайне важно правильно выявить сущность изобре-
тения и ясно выразить это в патентной формуле. Когда
можно патентовать? Как только вы сможете внятно, по-
одинаковому объяснить двум-трем разным честным лю-
дям из числа своих хороших друзей, как надо сделать
изобретенный вами предмет, а ваши друзья внимательно
выслушают, поймут и согласятся (сразу же или поспо-
рив), что да, так можно сделать. Тут и садитесь, и пи-
шите заявку, и посылайте ее куда надо. Не забудьте
в заключение выразить формулу изобретения. Как это
сделать, об этом написано много хороших книг. Обяза-
тельно прочтите их перед тем, как излагать на бумаге
свою заявку на изобретение 113, 121’122.
Затем из числа своих хороших друзей выберите себе
своего рода поверенного и попросите его критически
контролировать ваши действия и письма. Но мало того,
что вас поймут ваши друзья. Перед вами стоит задача
№ 1 — заставить, чтобы ваше новое понял человек, в ру-
ках которого судьба вашего изобретения: патентный эк-
сперт. Здесь вы запаситесь терпением и выдержкой и не
отчаивайтесь, когда будете получать отказы. Как пра-
вило, изобретения понимаются пе сразу, даже такими
привычными к ним людьми, как патентные эксперты.
Надо учесть, что причина для этого имеется. Дело в том,
что наш закон об изобретениях — «Положение об изобре-
231
тениях, открытиях и рационализаторских предложе-
ниях» 114 имеет каучуковое определение изобретения со
словами «существенная новизна». Каждый эксперт,
каждое должностное лицо границу между существенной
и несущественной новизной проводит каждый раз и
даже для одного и того же изобретения по-разному. По-
нятно, что надо бы узаконить более научное, недвусмыс-
ленное определение изобретения.
Как же определить изобретение правильно? Обра-
тимся к Лепину. Он говорил: «Познание есть процесс
погружения в неорганическую природу (ума) ради под-
чинения ее власти субъекта и обобщения (познания об-
щего в ее явлениях)... Совпадение мысли с объектом
есть процесс»115. Соответственно этому ленинскому
представлению о процессе познания следовало бы изо-
бретение определить примерно так.
Изобретением надо считать предлагаемое впервые
в мире, практически воспроизводимое решение задачи
получения нового средства воздействия на природу, уве-
личивающего власть человека над ней.
Итак, в результате анализа изобретательского про-
цесса, по нашему мнению, удалось дать четкие опреде-
ления и изобретения, и рационализаторского предложе-
ния, определения, согласующиеся с ленинской теорией
познания. При наличии четкого определения изобрете-
ния и рационализаторского предложения, как видите,
надобность в слове «существенная новизна» отпадает.
Раньше юристы говорили, что право (в том числе и
организационно-правовая система) всегда отстает от
жизни, что оно-де отражает и фиксирует традиции, т. е.
то, что было вчера. Если руководствоваться этим, то
изобретателям — людям, живущим будущим, вроде как
бы по положению суждено в этом смысле вечное неудов-
летворение.
Замена патентования изобретений выдачей автор-
ских свидетельств (40 лет назад) лишила изобретателя
фактически всех прав. А введение разных условных
приемов для определения эффективности изобретений
извратило представление о выгодности изобретений. Хо-
зяйственные руководители потеряли к ним интерес.
Дзержинский видел эти тенденции еще в зародыше, но
руки у него до изобретательства так тогда и не дошли129.
Прилагаются большие усилия для того, чтобы пол-
232
нее использовать творческий потенциал народа и плано-
мерно руководить им. Само существование такого на-
правления поощряет дальнейшие шаги ради той же
цели. Действительно, все ли возможное сделано? Нет ли
еще каких-либо скрытых возможностей ускорения тех-
нического прогресса, заложенных в самом социалистиче-
ском строе общества? Если ни у кого не вызывает сомне-
ний то обстоятельство, что большое значение имеет пра-
вильная система управления народным хозяйством,
наукой, то, естественно, возникает вопрос, какие же ор-
ганизационные формы управления наилучшим образом
отвечают поставленным целям в изобретательстве?
Социалистическое государство располагает возмож-
ностью решить проблему организации изобретательства
более последовательно и принципиально. В частности
мне представляется, что работа изобретателей была бы
гораздо эффективней, если бы общее руководство изоб-
ретательством и контрольные функции осуществляла
научная изобретательская организация: Академия
изобретательства СССР, объединяющая выдающихся
ученых-изобретателей и ряд научно-исследовательских
институтов широкого профиля, межотраслевого ха-
рактера. Эта академия вела бы всю работу по повыше-
нию экономической эффективности изобретательства в
СССР, выявляла бы возможности прогресса, открывае-
мые выдающимися изобретениями, содействовала бы
их реализации, изучала и обобщала достижения миро-
вого изобретательства и помогала бы их использованию
в СССР. В ее задачи должно входить и непосредствен-
ное создание и разработка важнейших изобретений по
ведущим и новым направлениям технического прогрес-
са.
Общественные организации изобретателей и рацио-
нализаторов под руководством Академии изобретатель-
ства, безусловно, оказались бы также эффективнее.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Лейбниц. Письмо третье к Д. Бурже. Leibniti opera om-
nia, ed Dutens, 1768, VI, p. 215.
2 M. Пришвин. Человек и его дело. «Известия», 10 июня
1960 г.
3 «Известия», 16 ноября 1962 г.
4 П. Казаков. Полигон в академии. «Экономическая газе-
та» № 162(1015), И июля 1961 г.
5 Б. Т е м ч и и. Приезжайте в Калугу. «Экономическая газе-
та» № 49 (902), 26 февраля 1961 г.
6 В. М. Мухачев. Бескорольковый экспресс-метод опреде-
ления суммы платиновых металлов. «Заводская лаборатория»,
1946 г., № 11-12, стр. 927-929.
7 Д. Каганов. Национальный доход СССР. Лениздат, 1960,
стр. 20.
8 А. М. Рубинштейн. Применение платины и палладия
в лабораториях. «Известия сектора платины Института общей
неорганической химии Академии наук СССР», 1942 г., вып. 19,
стр. 45—56.
9 Л. В а а г. Стоимость, цена, фонды. «НТО СССР», 1965, № 12,
стр. 9—И.
10 Л. А. В а а г, С. Н. 3 а х а р о в. Методы оценки экономиче-
ской эффективности в энергетике. М., Госэнергоиздат, 1962.
11 В. Попов. Изобретательство и рационализацию — на
уровень современных задач. «Коммунист» № 7, 1961, стр. 56—63.
12 В. Д ы л е в, П. Филимонов. Узаконенная фальшь.
«Известия», 17 октября 1963 г.
13 Ленинский сборник IX, 1929.
14 И. И. Лапшин. Философия изобретения, т. I, изд-во
«Наука и школа», 1922, стр. 172.
18 Ленинский сборник IX, 1929.
16 Ленинский сборник XII, 1931, стр. 235.
17 К. Паустовский. Золотая роза. «Октябрь» № 9, 1955,
стр. 66—68.
18 К а р е л Чапек. Соч., т. 4, ГИХЛ, 1959, стр. 61.
19 Вл. Попов. Мастерская души человеческой. «Литера-
турная газета», 20 августа 1963 г.
20 К. - А г т е и К. О ц е т е к. Металлокерамические фильтры.
Судпромгиз, 1959.
234
21 «Известия», 3 июня 1960 г.
22 Ленинский сборник IX, 1929, стр. 237.
23 Ленинский сборник IX, 1929, стр. 225.
24 X о м и Баба. Вступительное слово на 1-й Женевской
конференции по мирному использованию атомной энергии. 1955.
27 Ю. Либих, (цит. по Блоху «Творчество в науке и техни-
ке», 1920, стр. 1).
28 В а п т - Г о ф ф. Фантазия в пауке. Лекция в Амстердам-
ском университете И октября 1878 г.
29 В. И. Ленин. Соч„ т. 27, стр. 226.
30 М. А. Б л о х. Творчество в пауке и технике. Петроград,
1920, стр. 23.
34 И. И. Корнилов. Химическая наука и промышлен-
ность. 1958, т. 3, № 6, стр. 807.
38 П. В. Т а в а н е ц. Вопросы теории суждения. Суждение
как вид мысли. Институт философии АН СССР. Академиздат, М.,
1955, стр. 14—15.
37 П. К. Э н г е л ь м е й е р. Как надо изобретать, стр. 48.
38 И. В. Г е т е (цит. по Блоху «Творчество в науке и техни-
ке», 1920, стр. 17).
39 А. Пуанкаре, (цит. по Блоху «Творчество в науке и
технике», 1920, стр. 47).
40 Г. Р. Герц (цит. по Блоху «Творчество в науке и техни-
ке», 1920, стр. 46).
41 Л. Пастер (цит. по Блоху «Творчество в науке и тех-
нике», 1920, стр. 46).
42 В. И. Ленин. Материализм и эмпириокритицизм. 1946,
стр. 121.
43 Г. Р. Г е р ц. Prinzipen der Mechanik. 1894.
47 И. В. Гете (цит. по Блоху «Творчество в науке и тех-
нике», 1920, стр. 51).
48 Б. С. Якоби (цит. по диссертации А. И. Омельченко.
«О роли фантазии в деятельности инженера». МГУ, М., 1943,
стр. 81).
49 Ленинский сборник IX, 1929, стр. 235.
50 И. II ь ю т о н (цит. по Н. А. Любимову «История физи-
ки», 1896, ч. III, отд. 1, стр. 323).
51 М. А. Б л о х. Творчество в науке и технике, 1920, стр. 15.
54 К. М а р к с и Ф. Энгельс. Избранные письма. 1953,
стр. 469.
85 Р. Дизель (цит. по книге его сына Е. Дизеля «Р. Ди-
зель. Человек, труд, судьба». Гамбург, 1937).
56 Platons Gastmahls. Перевод па немецкий язык
Р. Кассиера, изд. 4, Йена, 1913, стр. 50.
57 К. М а р к с (цит. по К. Милонову «Философия Ф. Бэкона».
«Новая Москва». Эпиграф).
58 Ф. Б э к о и. Новый Органон. Соцэкгиз, Л., 1935, стр. 190.
59 Д. И. Писарев. Соч. ГИХЛ, 1955, стр. 325.
60 К. Маркс. Технические тетради. Архив Института мар-
ксизма-ленинизма при ЦК КПСС, ф. 1, on. 1, 1696 (3865), стр. 88.
61 К. Маркс. Заработная плата, цена и прибыль. Госполит-
издат, 1953, стр. 34.
62 Ф. Энгельс. Наброски к критике политической эконо-
мии. Госполитиздат, М., 1958, стр. 15.
235
63 Ф. Э н г е л ь с. Введение к труду К. Маркса «Наемный труд
и капитал». Госполитиздат, 1951, стр. И.
64 А. К. К л а р к. Доклад 5 октября 1946 г. в Британском об-
ществе межпланетных сообщений (цит. по журналу «В защиту
мира» № 35, 1954, стр. 68—78).
65 Ленинский сборник IX, 1929, стр. 259.
66 Газета «За передовую науку», 22 мая 1958 г;
67 «В защиту циклонной плавки». «Экономическая газета»,
23 февраля 1961 г.
68 ф| П а К А у
102 Г. В. С е г а л и н. Клинический архив гениальности и
одаренности, т. 5, № 2, 1929, стр. 8—9.
103 Г. В. С е г а л и н. Клинический архив гениальности и .
одаренности, т. 5, № 2, 1929, стр. 11.
104 И. И. Лапши н. Философия изобретения, стр. 38.
108 А. П у а н к а р е. Паука и метод, 1910, стр. 38.
106 Т. Р и б о. Творческое воображение, 1901, стр. 225.
107 В. М. Мухачев. Определение прогрессивности новой
техники. М., ротапринт ИМЭМО, 1965.
108 К. Марк с. Технические тетради (цит. по статье Ин-
ститута марксизма-ленинизма при ЦК КПСС, помещенной в
журнале «Партийная жизнь» № 9, май 1958 г., стр. 12).
109 П. И. В а л ь д е н. Об изобретениях и изобретателях. М.,
1916, стр. 17, 18.
110 Ленинский сборник IX, 1929, стр. 295.
111 А. Поповский. Законы жизни, 1947, стр. 65.
112 П. К. Энгельмейер. Изобретения и привилегии.
1897, стр. 16—28.
113 Указания по составлению заявки на изобретение (ЭЗ-1-63).
Государственный комитет по делам изобретений и открытий
СССР. Москва, 1963.
114 Сборник законодательства об изобретательстве и рацио-
нализации. Госюриздат, 1960.
1,5 Ленинский сборник IX, 1929, стр. 225.
117 К. М а р к с. Капитал, т. III, ч. I, 1931, стр. 61.
118 Ленинский сборник IX, 1929, стр. 71.
119 В. И. Ленин. Соч., т. 35, стр. 444.
120 «Техника — молодежи» № 6, 1963 г., стр. 38.
121 Л. Д. Б а р б а л а т. Оформление заявки на изобретение.
Центральный научно-исследовательский институт патентной ин-
формации и технико-экономических исследований Комитета по
делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР. М.,
1962.
122 Инструкция по экспертизе заявок на изобретения. Всесо-
юзный научно-исследовательский институт государственной па-
тентной экспертизы Комитета по делам изобретений и открытий
при Совете Министров СССР. М., 1962.
123 В. Мухачев. Ключи к живой воде. «НТО СССР», 1964,
№ 10, стр. 57—59.
124 В. Г. Курт. Нейтральный водород в окрестностях Зем-
ли и в межпланетном пространстве. «Успехи физических наук»,
т. 81, Х-1963, № 2, стр. 249—270.
125 Л. И. Дорман. Вариации космических лучей и иссле-
дование космоса. М., АН СССР, 1963, стр. 909 и далее.
126 В. Л. Гинзбург, С. И. С ы р о в а т с к и й. Происхож-
дение космических лучей. М., АН СССР, 1963, стр. 23.
127 Б. Р о д и м о в. Снеговая вода — стимулятор роста и про-
дуктивности животных и растений. «Сельское хозяйство Сиби-
ри», 1961, № 7, стр. 66.
128 Н. Лавровский. Снег — чародей. «Известия» № 40
(14819), 17 февраля 1965 г.
129 Т. Седельников. Пути советского изобретательства.
М.—Л., Госиздат, 1929, стр. 27.
237
130 National Academy of Engineering is formed. «Engineering
News Record». 1964, v. 173, № 25, p. 58.
131 Л. Baar. Статья в журнале «НТО СССР», 1961, № 12.
132 Л. В а а г. По единой норме прибыли. Материалы совеща-
ния «Проблемы планового ценообразования». «Экономическая
газета», 1965, № 45, стр. 10.
133 W. R. Ashby. Introductory Remarke at Panel Discussion.
«Views on General Systems Theory. Proceeding of the Second
Symposium at case Institute of Technologie». New York. London.
Sydney, J. Wiley, 1964, pp. 165—170.
134 В. Мухачев. «Центробежная мельница», «НТО СССР»,
1964, № И, стр. 44.
133 В. Я. А н о с о в, С. А. Погодин «Основные начала
физикохимического анализа» М. Изд-во АН СССР, 1947.
СОДЕРЖАНИЕ
От автора .............. 3
Терра Инкогнита
Волшебный час...........6
Дороги мира.............9
Почва и воздух . . . .. .14
Мизонеизм............. . 17
Металлический фильтр
Первая молния..........21
Прорыв фронта ..... 27
Мера эффективности ... 35
Мера прогрессивности . . 43
Центрифуги
Колесо н ось...........53
Секрет планеты.........67
Быстрые капли..........85
Искры из кремня .... 95
«Летающие ленты» . . . .105
Автоматика
Наступление роботов . . .119
Двигатель прогресса . . .132
Риск..................142
Химия и металлургия
Чистота............ .158
Чудо..................175
Химический телескоп . .193
Живая во^а.............202
Изобретатели
Труд мысли............207
Художник дела.........213
Две новизны...........220
Коллектив.............227
Дела о мыслях.........231
Список использованной ли-
тературы ..............234
МУХАЧЁВ ВАДИМ МИХАИЛОВИЧ "
КАК РОЖДАЮТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М. «Московский рабочий». 1968.
240 с 6.0
Редактор С. Гуров
Художественный редактор А. Беднарский
Художник С. Каплан
Техн, редактор М. Шлык
* * *
Издательство «Московский рабочий»,
Москва, пр. Владимирова, 6.
Л70074. Подписано к печати 26/Ш 1968 г. Формат бумаги
84 X IO8V32. Бум. л. 3,75. Печ. л. 12,6. Уч.-изд. л. 12,37. Тираж
25 000. Тем. план 1968 г. № 87. Цепа 60 коп. Зак. 871.
Типография «Красный пролетарий»
Москва, Краснопролетарская, 16.
Цена 60 коп.
МОСКОВСКИЙ РАБОЧИЙ
1968