Страницы героической летописи. Страницы героической летописи Противоминная вахта физиков

высокой термоЭДС и низкой теплопроводностью.

В начале войны в лаборатории Иоффе был создан «партизанский котел» - термоэлектрогенератор для питания портативных радиостанций. Это был котелок, на днище которого снаружи располагались термоэлементы. Их горючие спаи находились в огне костра, а холодные, прикрепленные ко дну котелка, охлаждались налитой в него водой.

Тщательный подбор материалов, применение регенерации позволили в наше время довести КПД термоэлемента до 15%. В начале века такую эффективность имели обычные электростанции, но теперь она возросла более чем в три раза. Термоэлементу в большой энергетике пока места нет. Но ведь есть и энергетика малая. Несколько десятков ватт требуется для питания радиорелейной станции, стоящей на горной вершине, или морского сигнального буя. Есть и отдаленные места, где живут люди, которым требуются электричество и тепло. В подобных случаях применение находят термоэлементы, подогреваемые газом или жидким топливом. Особенно ценно, что эти устройства можно поместить в небольшой подземный бункер и оставить совершенно без присмотра, лишь раз в год или реже пополнять запас топлива. Ввиду малой мощности расход его при любом КПД оказывается приемлем, а кроме того... нет выбора.

Любопытное применение для термоэлектрогенераторов нашли врачи. Уже более двух десятилетий тысячи людей носят имплантированный, помещенный под кожу ритмоводитель сердечной деятельности. Источником энергии для него служит крохотная (с наперсток) батарея из сотни соединенных последовательно термоэлементов, подогреваемых распадом безвредного изотопа. Несложная операция по ее замене производится раз в 5 - "О лет.

В Японии выпускаются электрон

ные часы, энергию которым от тепла руки дает термоэлемент.

Недавно одна итальянская фирма заявила о начале работы над электромобилем с термоэлектрогенератором. Этот источник тока значительно легче аккумуляторов, поэтому пробег у термоэлектрического автомобиля будет не меньше, чем у обычного. (Напомним, что электромобили способны с одной зарядкой пройти ISO км.) Полагают, что путем разных ухищрений расход топлива удастся сделать приемлемым. Главные достоинства экипажа нового типа - абсолютно безвредный выхлоп, бесшумное движение, применение самого дешевого жидкого (а возможно, и твердого) топлива, очень большая надежность.

В 30-е годы проводившиеся в нашей стране работы над термоэлементами были широко известны. Вероятно, поэтому писатель Г. Адамов описал в своем романе «Тайна двух океанов» подводную лодку «Пионер», получавшую энергию от тросов-батарей. Так он назвал термоэлектрические генераторы, выполненные в виде длинных тросов. Их горячие спаи при помощи буя поднимались в верхние слои океана, где температура достигает 20- 25°С, а холодные - охлаждались глубоководной водой с температурой 1-2°С. Так фантастический «Пионер» - лодка, способная дать сто очков вперед нынешним атомным, заряжал свои аккумуляторы.

Реально ли такое? Сообщение о прямых опытах подобного рода в печати нет. Впрочем, промелькнуло нечто любопытное. Создан термоэлектрогенератор на 1000 кВт, вырабатывающий энергию за счет тепла горячих подземных источников. Разность температур между горячим и холодным спаями 23°С, как в океане, удельный вес 6 кг на 1 кВт - много ниже, чем у энергетических установок обычных подводных лодок. Не на пороге ли мы новой энергетической революции, нового века электричества?

Большую роль для развития физической науки сыграл тот факт, что Иоффе нашёл решение проблемы использования теплоэлектрических и термоэлектрических качеств полупроводников. Это явление активно применялось в опытах и позволяло преобразовывать световую и тепловую энергию в электрическую. Абрам Фёдорович приложил руку и к разработке теории термоэлектрогенераторов и того же рода холодильников.

Сделано это было во время войны. Необходим был способ, позволяющий партизанам заряжать аккумуляторы радиопередатчиков. Конечно, партизанским отрядам поставляли новые батареи с помощью самолетов, но этим способом не всегда удавалось воспользоваться. Также были сделаны динамо-машины для подзарядки, которые работали от двигателя автомобиля или от усилий человека, но и они не решили проблемы.

Термоэлектрогенератор ТГ-1

Когда началась Великая Отечественная война физики Ленинградского физико-технического института разработали специально для партизан и диверсионных групп, забрасываемых в тыл противника, термоэлектрогенератор ТГ-1, известный под названием «партизанский котелок». Работами по его созданию руководил один из коллег Иоффе - Юрий Маслаковец, заинтересовавшийся термоэлектрическими явлениями в полупроводниках еще до войны. ТГ-1 действительно был похож на котелок, наполнялся водой и устанавливался на костер.

В качестве полупроводниковых материалов использовались соединение сурьмы с цинком и константан - сплав на основе меди с добавлением никеля и марганца. Разница температур пламени костра и воды доходила до 300° и оказывалась достаточной для возникновения в термоэлектрогенераторе тока. В результате партизаны заряжали батареи своей радиостанции. Мощность ТГ-1 достигала 10 ватт. Выпуск генератора был налажен в марте 1943 года на «НИИ 627 с опытным заводом № 1».

После войны А. Ф. Иоффе и Ю. П. Маслаковец продолжили работы в области термоэлектричества. В 1950 году Иоффе написал работу «Энергетические основы термоэлектрических батарей из полупроводников», где изучил свойства полупроводниковых материалов, позволяющие достичь максимально возможного КПД термогенератора. Промышленность СССР выпускала различные типы генераторов, предназначенных для удаленных местностей, где нет доступа к электрической сети. Был, например, создан, термогенератор ТГК-3, закреплявшийся на стекле керосиновой лампы и позволявший питать радиоприемник.

В годы войны А.Ф.Иоффе участвовал в строительстве радиолокационных установок в Ленинграде, во время эвакуации в Казани был председателем Военно- морской и Военно- инженерной комиссий. Максимальное приближение к практике результатов, достигнутых в фундаментальных областях знания, широчайшее распространение этих знаний - таким было стремление А.Ф.Иоффе. Особенно яркой была инициатива Иоффе в создании знаменитой Лаборатории № 2 (будущего Института атомной энергии, а ныне Курчатовского центра), где в годы войны начались работы по созданию ядерного оружия. Не менее важным стало и предложение А.Ф.Иоффе поставить во главе этих исследований одного из своих учеников - И.В.Курчатова.

В декабре 1950 года, во время кампании по «борьбе с космополитизмом», А.Ф.Иоффе был снят с поста директора и выведен из состава ученого совета института. В 1952 -1955 годах возглавлял лабораторию полупроводников АН СССР. В 1954 году на основе лаборатории организован Институт полупроводников АН СССР, которым академик Иоффе руководил до конца своей жизни.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 октября 1955 года Иоффе Абраму Фёдоровичу присвоено звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот».

«Академик Виноградов» - Поэтика" (1963). Фразеологические единства допускают вставку других слов (положить зубы на полку). С 14 лет давал частные уроки. В. В. Виноградов опубликовал „Исследования в области фонетики северно-русского наречия“. Детство. Лексикография. Заслуги перед отечеством. Особенности фразеологического единства.

«Абрам Фёдорович Иоффе» - Иоффе с сотрудниками. Открытие улицы Абрама Иоффе в Берлине. А.Иоффе и его земляк С.Тимошенко - студенты петербургских институтов. Фото Капицы. Шокли и Иоффе. Дом семьи Иоффе в г.Ромны. Роменское реальное училище. Заседание Ученого совета ФТИ. Физико-технический институт. У главного входа в Физико-технический институт.

«Партизанское движение 1812» - Начало войны. Герасим Курин. Крестьянские партизанские отряды. А.С. Пушкин. Жители Рославльского уезда создали несколько конных и пеших партизанских отрядов. С тобой Не хочу высоких званий, И мечты завоеваний Не тревожат мой покой! Армейские партизанские отряды. Партизанские отряды действовали в сложных условиях.

«Партизанская война» - Большую помощь партизанам оказывало командование фронтов и армий. Вступление. Безусловно. Как изменилось отношение советского проавительства к партизанскому движению в ходе войны? Партизаны Северной Осетии. 1942 г. Партизанское движение. Появилось централизованное руководство в Москве. Результат исследования.

«Стили руководства» - Теория жизненного цикла Херси и Бланшара. 1, 1 Обедненное управление. 1, 1. Обедненное управление. Руководитель излагает суть дела группе подчиненных. Поведение, ориентированное на человеческие отношения. Либеральное руководство: сниженный объем работы + предпочтение демократичному лидеру. Структура задачи.

«Партизанский отряд» - Великая Отечественная Война партизаны. Советские партизаны в Великой Отечественной войне. Диверсии занимали значительное место в деятельности партизанских формирований. Элементы партизанской войны. Действия партизан были преимущественно несогласованны. Расположение советских партизанских отрядов. Лжепартизаны.

Лёха Самохин, радист партизанского отряда "За Родину", считал себя вторым человеком в отряде, после командира. Нет, конечно, были в отряде и комиссар, и начальник разведки, и ещё много кто, выше него чином. Вот только что они без Лёхи представляют?

К примеру, собрали разведчики свежие сведения о дислокации немецких частей или заметили переброску танков в другие районы, а то и документы или еще какие данные у немцев выкрали; теперь надо эти сведения на Большую землю передать, а до линии фронта почитай, больше двухсот километров. Пока связанные дойдут, пока передадут данные, они к тому времени уже и устареть могут.

Разведсводки, как молоко, ценны в свежем виде. Да много еще для чего нужна связь: с Большой земли боеприпасы или медикаменты запросить, или самолет вызвать для срочной эвакуации раненых.

В общем, без рации партизанский отряд лишается своей дееспособности процентов на восемьдесят и становится он не боевой единицей, входящей в мощное партизанское соединение, а просто группой вооруженных людей, действующих сами по себе, без какой-то поддержки.

Лёху иначе как "Виртуоз" никто не называл. Это название приклеилось к нему с легкой руки, а может языка, комиссара отряда, Василия Ивановича, как-то назвавшего Лёху виртуозом ключа. "Виртуоз ключа" - это слишком длинно, а вот "Виртуоз", в самый раз. Лёхе нравилось его прозвище, которое подчеркивало его высокую квалификацию и авторитет среди партизан.

Сегодня ночью в отряд должен был прилететь самолёт с Большой Земли, который Лёха ожидал с нетерпением. С ним должны были доставить запасные батареи для радиостанции. Старые находились на последнем издыхании, и после пары радиосеансов отряд мог оказаться без связи.

Лёха ласково погладил свой "Северок".

Ничего, родная, сегодня тебе новые батареи привезут, и ты у меня снова работать будешь, как новая.

Конечно, можно было бы поработать и на старых батареях, вот только их зарядка находилось под большим вопросом, их просто нигде было заряжать. Как-то попробовали смастерить зарядную станцию из двигателя захваченного немецкого мотоцикла, приладив к нему автомобильный генератор, но после запуска двигатель поднял такой треск, что казалось ещё немного, и на его звук сбегутся все каратели и полицаи округи. Заряжать батареи таким способом было всё равно, что выйти из леса и сообщить немцам: " Вот мы, партизаны, берите нас".

Лёха слышал как часовой, охраняющий его землянку, с кем-то перебросился парой фраз, потом по ступенькам простучали чьи-то быстрые ноги, распахнулась дверь, и на пороге возник его лучший друг, ординарец командира отряда, Ромка Пономарев. Одну руку он держал за спиной, а сам сиял как начищенный медный пятак.

Разгрузили самолёт?

Да, он недолго был. Быстренько выгрузился, потом забрал раненых и сразу же улетел. Ночи сейчас короткие, а ему надо до рассвета до своих добраться.

Батареи для " Северка" прислали?

Насчёт батарей не знаю, а вот лично тебе товарищ Ворошилов прислал одну вещицу.

И Ромка, держа в вытянутой руке новый котелок, сделал торжественный шаг.

Это тебе сам товарищ Ворошилов велел передать лично. Сказал, что радистам положено усиленное питание, и индивидуальная посуда для приготовления пищи.

От удивления глаза Лехи стали огромными как блюдца.

Они там что, на Большой земле, с ума все посходили?! Мне скоро связь нечем будет держать, а они нам котелки присылают!

Конечно, выражения Лёхи были гораздо крепче. Он в чувствах вскочил из-за стола, и хотел было бежать к командиру отряда, но с разбегу ударился о низкую притолоку двери так, что из глаз посыпались искры. Секунд пять он приходил в себя, и все продолжал ругаться.

Котелки они нам прислали! Готовить нам не в чем! Да было бы что пожрать, а уж сварить то можно, на худой конец, в немецкой каске! Нет, ну ты подумай, у них там что, совсем голова не работает?!

Да ладно ты, успокойся, - рассмеялся Ромка, с интересом наблюдая за возмущенным Лёхой. - Прислали запасные батареи, сейчас притащу. Но ты котелочек - то тоже побереги, да вот и письмецо к нему почитай.

И Ромка, сунув Лёхе в руки серый клочок бумаги, на котором жирным шрифтом вверху было написано ТГ-1, а в центре нарисован сам котелок, выскочил из землянки. Когда он вернулся в землянку, неся четыре батареи БАС-80, весом по полтора кило каждая, отрядный радист с интересом рассматривал присланный котелок. Он, то откручивал, то закручивал эбонитовые гайки клемм, закреплённых на стенке кастрюли, цокал языком, приговаривая:

Да быть такого не может! Налил в кастрюлю воды, поставил на костёр, прицепил провода к клеммам и заряжай себе батарею! Это кто же такое придумал?! Ай, да светлая голова! Не, ну не верю!

Ему не терпелось побыстрее проверить устройство в деле, но рассвет еще только забрезжил, а командир отряды строго-настрого запретил разжигать ночью костры.

Лишь рассвело, Леха, схватив батареи, нуждающиеся в зарядке, и вольтметр, нашел удобное место и запалил костёр. Едва тот разгорелся, он подвесил над ним наполненный водой чудо - котелок, а когда вода закипела, то соединил клеммы котелка и вольтметра между собой проводами. Ему показалось, что произошло чудо, когда стрелка вольтметра бодро поползла по шкале.

Примерно так выглядел "партизанский котелок"

«Работает! Не… Ромка… погляди, котелок работает!» - Не веря своим глазам, восхищенно прошептал Лёха.

«Полезную штуку прислали в отряд, - весело поддержал товарища стоящий рядом Ромка. - Тут тебе и чай вскипятить, и батарею зарядить. Теперь ты, Виртуоз, не будешь каждый раз плакаться командиру о том, чтобы тебе прислали новый комплект батарей».

Действительно, в годы Великой Отечественной войны остро стоял вопрос по обеспечению питанием радиостанции диверсионных групп, партизанских отрядов, и других соединений, находящихся во вражеском тылу. Оригинальное решение этой проблеме нашли ученые Физико-технического института, работающего под руководством А. Ф. Иоффе.
Ими был разработан теплоэлектрогенератор, получивший наименование ТГ-1 и работающий на явлении, получившим название "эффект Зеебека". Говоря простыми словами, эффект Зеебека - это переход тепловой энергии в электрическую.
В свое время немецкий ученый Зеебек обнаружил, что если спаи различных металлов, образующих замкнутую электрическую цепь, будут иметь разную температуру, то в цепи возникнет электрический ток.
В институте Иоффе разработали простейший термогенератор, вмонтированный в дно емкости, напоминающей котелок. При его нагревании наружная сторона, находящаяся над пламенем костра, имела температуру градусов на 250-300 больше, чем внутренняя, покрытая водой.
Этой электроэнергии, достигающей мощности 10 ватт, было достаточно для зарядки батарей радиостанции. Производство ТГ-1 было налажено в блокадном Ленинграде в 1943 году, и выпуск их достигал 2000 штук в месяц.
Так советскими учеными была решена важнейшая задача, значимость которой даже трудно оценить, а ТГ-1, ставшим, по-видимому, первым в мире промышленно выпускаемым теплоэлектрогенератором, получил почетное название - "Партизанский котелок".

Балерину видали? Она вертится, аж в глазах рябит. Тьфу!
Привяжи к ноге динаму! Пусть она ток даёт в недоразвитые районы!
(А. Райкин)
Хотел написать про то, как предлагают ученые заряжать девайся в условиях экспедиций, оходов от специальных печек, преобразующих тепло в электро энергию. Вот к примеру BioLite CampStove. Компактная, весом всего 1 кг и легко умещается в рюкзак. Цена 129$

Потом вспомнил про термофор и его печь Индигирку, выдающую мощность 60Вт при напряге 12 вольт.

Потом нашлось еще
Hatsuden-Nabe от японской TES NewEnergyCorporation. Это кастрюля с USB портом, и она может преобразововать тепло, которое было бы потрачено зря, в питание для зарядки телефона (или любых других USB гаджетов.

и еще, и еще, и...
начал копать дальше и вот вам небольшая история о том, как полезно в наше время "переоткрывать" открытия.

Подлинным возрождением термоэлектричества и термоэнергетики можно считать начало 30-х годов XX столетия, а его инициатором – академика А.И.Иоффе. Он выдвинул идею о том, что с помощью полупроводников можно сделать реальный шаг на пути превращения тепловой (в том числе солнечной) энергии в электрическую. Это привело к созданию уже в 1940 году фотоэлемента для преобразования световой энергии в электрическую.

Первое практическое применение полупроводниковых термоэлементов было осуществлено в СССР в период Великой Отечественной войны под непосредственным руководством А.И.Иоффе. Это был, ныне широко известный, «партизанский котелок» – термопреобразователь на основе термоэлементов из SbZn и константана. Разность температур спаев в 250-300оС обеспечивалась огнем костра при стабилизации температуры холодных спаев кипящей водой. Такое устройство, несмотря на сравнительно невысокий КПД (1,5-2,0 %), с успехом обеспечивало электропитанием ряд портативных партизанских радиостанций. «Партизанский котелок», так же как и другой аналогичный прибор - «чайник», развивал электрическую мощность около 10 ватт.
Примерно тех же времен вот этот весьма занимательный девайс. На обычную керосиновую лампу устанавливался адаптер, который позволял запитать радиоприемник, как на фото или лампочку Ильича.

Когда-то "широко известный, «партизанский котелок»" теперь неизвестен практически никому, как и академик А.И. Иоффе. Понятно, что в середине прошлого века энергетика развивалась столь бурно, что казалось еще чуть чуть и план электрификации всей страны приведет тому, что розетку можно будет найти и в лесу дремучем.

К сожалении страна уже неторт, плана нет и незаслуженно забытая практически целая отрасль вновь находит свою нишу. Непонятно к чему эти крики про "изобрели", "инновации" и т.д.?

 

Возможно, будет полезно почитать: