Глава пятая, как решаются сверхзадачи [1968 Добровольский Е.Н.

Я знаком с парнем, которого зовут Рэм. Полностью - Революция-Электрификация-Металлургия. Он родился в тридцать пятом. Его родители обижаются, когда им говорят, что есть имена короче. Они верили: Революция, Электрификация, Металлургия сделают человечество счастливым.

В Стране Советов рождались дети для счастливой жизни. Девочки - Октябрины, мальчики - Рэмы, Владилены. Это тоже рисунок времени, кипучего, могучего, никем не победимого.

Это время приходит к нам удивительными, теперь уже вышедшими из употребления, но еще понятными словами: РККА, МОПР, МТС.

В газетах писали об интенсификации, совсем так же, как сейчас, - о космосе. Интенсификация промышленности, транспорта, торговли. Россия должна была стать настоящей промышленной страной, нужно было догнать и перегнать. Чтоб выше всех, чтоб дальше всех, чтоб быстрее всех, чтобы на тех же производственных площадях, теми же мощностями давать больше стали, кокса, ситца.

Интенсификация многолика. Она шла по всем возможным направлениям. Начиналось стахановское движение.

Горловка, 11 сентября 1935 г. (ТАСС). Сегодня перед отъездом на учебу в Промышленную академию Никита Изотов спустился в свою шахту "Кочегарка № 1" и за 6 часов работы на пласте "Девятка" мощностью в полтора метра вырубил отбойным молотком 240 тонн угля!

Кадиевка (корр. "Правды"). Вчера на новой квартире лучшего мастера отбойного молотка тов. Стаханова (шахта "Центральная-Ирмино") состоялся вечер, посвященный обмену опытом работы по-новому. Собрались лучшие ударники шахты: тт. Дюканов, Кон-цедалов, Поздняков, знатный забойщик Донбасса тов. Свиридов, забойщики Енакиевского района тт. Терехин, Савченко и представители общественных организаций.

Москва. Вчера в Физическом институте Академии наук состоялось заседание стратосферного комитета Всесоюзного авиационного научного инженерно-технического общества. Руководитель реактивной бригады комитета инженер Корнеев сделал сообщение о разработанных проектах стратосферной ракеты...

В это время в инженерной печати появились проекты домен на кислородном дутье, расчеты использования кислорода для интенсификации производства химических продуктов и подземной газификации углей. Нужен был дешевый кислород.

Считалось, что по крайней мере 80 процентов всех технических процессов могут быть интенсифицированы применением дешевого кислорода. Но как получить дешевый кислород в количествах, необходимых для ускорения металлургических процессов и подземной газификации?

Естественно было предполагать, что самый дешевый кислород будет получаться из воздуха. В холодильных машинах можно охлаждать воздух до тех пор, пока он не превратится в жидкость. Затем, используя разницу в температурах кипения, жидкий воздух можно разгонять на составные части - на азот и на кислород, совсем так же, как разгоняют спирт из смеси спирта с водой. Принцип простой.

Применявшиеся тогда для получения жидкого воздуха поршневые установки были малоэффективны. КПД таких установок чуть выше, чем у паровоза. Всего 10-15 процентов. По мнению Капицы, надеяться на какие-то эффективные усовершенствования поршневых машин было наивно. Нужно было искать принципиально новое решение. И вот в один прекрасный день Петр Леонидович Капица заявил публично, что пора отказаться от поршневых холодильных машин. Следует переходить на турбины.

Тут самое время напомнить, что температура ожижения воздуха минус 194 градуса. В поршневых машинах сжатый воздух выпускается в цилиндр, там расширяется, толкает поршень, за счет этой работы отдает часть своей энергии и охлаждается, превращаясь в жидкость. Принцип простой.

В свое время наилучшую схему поршневой машины предложил немец Гейланд. Его машина вполне напоминает паровую. Тоже цилиндр, тоже поршень, только вместо пара - сжатый воздух.

Большие потери в такой машине возникают из-за того, что очень трудно обеспечить плотное движение поршня в цилиндре при низких температурах. Нужна смазка, которая не только не замерзала, но и не теряла бы своих смазочных качеств при двухсоттрадусном морозе.

У турбины очевидные преимущества. Не нужно специальной смазки: подшипники, на которых вращается ротор, можно вынести на длинной оси, держать в комнатной температуре, в то время когда сама турбина будет вращаться в глубоком холоде.

Капица высказал свои соображения инженерам - специалистам по конструированию холодильных машин. Специалисты с уважением выслушали академика, а потом единодушно заявили, что уважаемый академик кое-чего не учитывает.

Кроме физических проблем, есть инженерные проблемы, и еще не известно, что сложней. Многие ученые фантазируют.

Инженеры-специалисты отнеслись к идее Капицы прохладно. Им казалось, что все это не имеет никакого практического выхода и вообще Капица занялся не своим делом. Ему намекнули.

Конечно, другого академика инженеры могли бы покритиковать и в печати. Но Капице простили "заблуждение". Слишком много говорили о нем. Вспоминали шутки с Резерфордом. Переписку с Наркомфином. По слухам, от Капицы можно было ожидать всего, чего угодно. Рассказывали будто бы даже был такой случай, когда знаменитая фирма Симменс-Шукерт, а может быть, и не Симменс-Шукерт, попросила его, не кого-нибудь, а именно Капицу, осмотреть новый электродвигатель, который почему-то не работал, а может быть, и работал, но не так. Рассказывали, будто Капица взял молоток и ударил по коренному подшипнику. Двигатель заработал.

Деньги в количестве 10 тысяч марок были уплачены заранее, потому что ожидалось, что консультант затратит много времени, и фирме стало обидно. Фирма попросила письменно оправдать полученную сумму, составить нечто вроде калькуляции. И будто бы Капица составил: один удар молотком - одна марка и 9999 марок за то, что знал, куда ударить.

Все это достаточно известный анекдот. Никто не мог мне подтвердить, был ли с Капицей такой случай. Но русский национальный характер не терпит историй без конкретного, вполне живого героя. Все мы с детства знаем истории про Пушкина, про Петра Первого, про генерала Ермолова. Судя по всему, настало время, когда в связи с возросшим значением науки рождаются анекдоты про физиков. Тут ничего не поделаешь. Это объективно и это тоже рисунок времени.

Уже тогда, в тридцатые годы, про Капицу рассказывались самые невероятные вещи. Весь его образ светился ореолом остроумия и лихости. Говорили, что в трости, привезенной из Англии, он носит сосуд с коньяком, в кабинете у него есть ящик с таинственной адской машиной, и напрасно объясняли любопытным, что в этом ящике Капица собирает все элементы таблицы Менделеева, любопытные не верили.

Даже в том, что Капица увлекался старинными часами, искали что-то большее, чем просто увлечение.

Капица был уже очень популярен и как человек, и как ученый. Специалисты по холодильным машинам простили ему его заблуждения.

Ученый Капица вполне мог обидеться, опубликовать свои теоретические изыскания где-нибудь в "Докладах Академии" и ждать, пока техническая мысль не созреет настолько, чтобы воплотить его идеи. Но Капица не стал ждать. Его задело за живое. Он решил действовать. Он сам был инженером.

В мастерских Института физических проблем начали строить турбодетандер - машину для получения жидкого воздуха.

Идея постройки турбины для сжижения воздуха и тогда была не новой. Ее высказал еще Рэлей в 1898 году. Но турбины не строились. Было несколько экспериментов в Германии, во Франции. У нас тоже пытались строить турбодетандеры, но успеха не было. Коэффициент полезного действия всех турбин, с которыми ставились эксперименты, был ниже, чем у поршневых машин. Еле-еле 6 процентов.

Эту цифру отлично знали все специалисты еще по высшей школе, поэтому не сомневались, что турбодетандер - дело безнадежное.

Что же представляла собой турбина, используемая для получения жидкого воздуха? Вместо поступательного движения поршня - вращение колеса. Газ совершает работу, теряет энергию и охлаждается. Принцип вроде бы ничем не отличается от поршневой холодильной машины, и непонятно, как можно объяснить шестипроцентный КПД.

Прежде чем строить турбину, Капица теоретически выяснил, от чего зависят потери в турбодетандере, какой должна быть скорость газа, какой формы лопатки...

Оказалось, что при низких температурах воздух чрезвычайно плотен, а вязкость его почти не отличается от нормальной.

Если бы жидкий воздух можно было пощупать, то он бы оказался плотным, как вода, и "невязким", как обычный воздух. Тут нужно удивиться. Каких только чудес не бывает на свете!

Но в инженерных расчетах это чудо не принималось во внимание. Все расчеты холодильных турбин проводились по аналогии с паровыми. Потери, зависящие от плотности газа, опускались. Теоретические же исследования показывали, что именно эти потери особенно велики.

Капица писал: "Мы пришли к выводу, что с газом при низкой температуре нужно обращаться не как с паром, а скорее, как с водой и строить турбодетандер не по образцу паровой турбины, а скорее, уже по образцу водяной".

Сборка первого турбодетандера происходила со всей возможной тщательностью. Все было много раз проверено. Турбину запустили, она проработала меньше секунды, раздался резкий удар, звук, напоминающий что-то вроде "бжииг"... и все замерло.

Механики вытряхнули из разобранного кожуха кучу обломков, разжеванные, исковерканные части турбины. Капица осмотрел их, повертел в руках, сказал: "Сегодня мы стали много умней".

Нужно сразу сказать, что еще много раз была команда: "Пуск!" После этого через секунду, через две, через десять минут "бжииг",

и снова: "Сегодня мы стали много умней". Капица не огорчался (по крайней мере, всем присутствующим так казалось), тут же в мастерской он объяснял конструкцию новых деталей, обычно на пальцах, иногда, пристроившись к верстаку, рисовал эскиз и, только когда нужно было сделать более сложный чертеж, чертил дома.

В его домашнем кабинете рядом с чертежным столом на полу лежала медвежья шкура. На этой шкуре он читал и думал о своем детандере.

Наконец турбина была построена, испытана и представлена на экспертизу правительственной комиссии. Выглядела турбина донельзя несолидной. Ее ротор весил всего 250 граммов, что само по себе давало повод для всяких шуток по первому кругу ассоциаций. Но несмотря на все эти шутки, крошечная турбина пропускала ни много ни мало 600 кубометров воздуха в час, и, чтобы обеспечить такую производительность, к ней был приставлен компрессор весом в три с половиной тонны. Это было удивительно: 600 кубометров в час!

Многие не верили. В институт зачастили не только те, кто хоть как-то был связан с кислородной проблемой, но и люди очень далекие от науки.

Референт Капицы Олег Николаевич Писаржевский пробовал записывать всех гостей. На память. Он завел специальную тетрадку, но гостей было слишком много. На экскурсию приходили депутаты Верховного Совета, знатные стахановцы, артисты ГАБТа и госджаэоркестра под управлением Леонида Утесова. Гостей водили по лабораториям, показывали жидкий гелий и жидкий кислород. Для наглядности замораживали яблоко или какую-нибудь безделушку. Депутаты Верховного Совета радовались, как дети. Артисты хлопали в ладоши.

В институте привыкли к фотокорреспондентам и киношникам. Всепонимающие газетные репортеры, получая разрешение снять новую установку, советовались с Олегом Николаевичем о самом эффектном ракурсе, а потом, конечно, "между нами" просили показать ту "скрытую трубочку, по которой из потайного бака подается жидкий воздух в таких больших количествах". Репортеров ничем не удивишь, но институтские старички помнят, как осматривал турбодетандер профессор Герш.

Профессор обошел установку, посмотрел слив жидкого воздуха в дьюар. Петр Леонидович спросил:

- Да, убедился,- сказал Герш,- и это невероятно!

Испытания первого турбодетандера показали, что его КПД достигает 80 процентов против тех шести, о которых знали все специалисты.

Постановлением Экономсовета крупный машиностроительный завод должен был перенять опыт института, двинуть дело дальше. Завод взял обязательства, включился, отрапортовал. Можно было надеяться, что из лабораторной модели промышленность разовьет новый метод получения дешевого кислорода. К сожалению, вышло иначе. Несмотря на правительственные сроки, жесткие указания и торжественные обязательства, крупный завод не выполнял ни сроков, ни обязательств. О сложившейся ситуации Капица рассказывает так:

- Присмотревшись к тому, что происходило на заводе, нетрудно было понять причины задержки. На заводе были молодые талантливые инженеры и конструкторы, которые отнеслись к нашему заданию с большим интересом. Общее отношение заводского коллектива к новому заданию нельзя было назвать враждебным. Признавались польза и интерес нового, но у работников завода просто руки не доходили. Наши установки отнимали много сил, мешали выполнению плана, а по своему масштабу, как мелкое производство, в годовом балансе завода не играли никакой роли. Я думаю, что лучше всего можно охарактеризовать отношение завода к новым творческим начинаниям, вспоминая и несколько перефразируя строки из Фауста:

Год работы показал: надежды на то, что завод сможет самостоятельно развивать кислородную проблему, уже не существует. Решено было изменить тактику. Задание было передано на другой завод, где был создан специальный цех и КБ, занятое исключительно кислородом. Постановлением Экономсовета подбор кадров этого цеха и конструкторского бюро, а также техническое руководство работой было передано институту.

В академическом, сугубо научном учреждении, призванном двигать большую науку, пришлось решать сугубо практические вопросы. Определялись оптимальные режимы, количество потребляемой электроэнергии, время постоянной работы.

Через полтора года на Опытном заводе наконец построили несколько установок, уже не лабораторных, а вполне промышленных. Но началась война, заставившая отнестись к проблеме получения дешевого кислорода гораздо серьезней.

Все физические и математические институты академии эвакуировались в Казань. Уже в начале июля особо ценное оборудование было упаковано, увязано или поставлено на консервацию, если вывезти его не представлялось возможным по причинам большого веса, значительных размеров и т. п. На этот случай академия разослала строжайшие инструкции.

Почти две недели в физпроблемовских лабораториях гремели молотки. Забивались ящики, расстилались рогожки.

На втором этаже в "теорзагоне" составлялись описи. Каждая опись по пунктам, чтобы в Казани не путаться и знать точно, где, что в каком ящике искать. Очень ценились люди с хорошим почерком. Их было мало. Теоретики, как первоклассники на уроках чистописания, старались изо всех сил.

Во дворе, откинув борта, стояли готовые к погрузке зисовские трехтонки. "Раз, два - взяли! - кричали усталые профессора.- Еще взяли..."

Уезжали с Казанского вокзала. Комсомольская площадь была забита войсками. На мозаичных полах, под мозаичными потолками в гулких щусевских интерьерах суетилась толпа военного времени. Подали эшелон. Началась погрузка и одновременно воздушная тревога.

Состав тронулся без огней, без гудков, и никто не знал, что будет завтра. Над Москвой, над башенками Казанского вокзала висели аэростаты ПВО, баллоны из прорезиненного шелка, наполненные газом, открытым сначала на Солнце, а потом уже на Земле.

Сорок первый год в Москве. Каждый вечер в небо поднимались аэростаты ПВО

Капица остался в Москве. У него нашлось много дел, ему разрешили остаться. Он не верил, что война будет долгой. Он говорил, что немцев разобьют через год. В крайнем случае - через полтора.

В здании института разместились штаб и политотдел 5-й московской стрелковой дивизии. У ворот стояли часовые; в саду, где Капица во время своих отпусков корчевал пни, ополченцы изучали приемы штыкового боя. В директорском кабинете с окнами в сад комдив знакомил свой штаб с приказами командования. Фронт приближался к Москве.

В ту тревожную осень в воскресенье 12 октября в Колонном зале Дома союзов состоялся антифашистский митинг советских ученых. Этот 113-й день войны вошел в историю советской науки.

Накануне немцы бомбили Москву. Перед началом митинга говорили, что, если снова будет тревога, можно переждать в метро: от Колонного зала два шага через Пушкинскую. Председательствующий академик Державин объявил митинг открытым, потянулся к колокольчику. Стало тихо.

В архиве радиокомитета хранится пленка с записью этого митинга.

" Товарищи ученые, - начал Державин, обращаясь ко мне из осени сорок первого года, и голос его задрожал, - злейший враг свободы и независимости народов, смертельный враг Советского Союза, садист и убийца народов, презренная гадина, кровавый Гитлер со своими деморализованными, разбойничьими ордами нагло вторгся на территорию нашей священной Родины.

Митинг транслировался по радио. Я вижу Колонный зал сорок первого года, операторов кинохроники, уже в военной форме снимающих президиум, и строгие лица в зале.

Профессор Бутягин зачитал телеграмму президента Академии наук Комарова, потом на трибуну поднялся академик Капица. Его голос, не искаженный микрофонами, звучит совсем обычно. Он говорил не спеша, без лозунгов, совсем так же, как на ординарном заседании в "Физпроблемах":

- Когда в конце июня наша страна подверглась внезапному нападению гитлеровских банд, мы, все ученые, сразу же решили, что надо отдать все свои знания и силы в помощь нашей стране в ее героической борьбе с фашизмом.

Капице вручена медаль имени Нильса Бора. По окончании торжественной церемонии Петра Леонидовича поздравляют президент Академии наук Келдыш и президент Датского инженерного общества Поль Мальстрем

Несколько минут он говорил о современной науке, определяющей состояние техники, о том, что за время гитлеризма уровень точных наук в Германии понизился, так как ряд первоклассных ученых "неарийского происхождения" Франк, Штерн, Карман изгнаны из Германии. Германская техника должна отставать по многим направлениям.

Речь Капицы передавалась по радио. Потом ее читал Левитан, особенно акцентируя внимание на заключительных словах:

"...Товарищи ученые, примкните к этой борьбе за свободу и культуру, борьбе, равной которой не знал мир и пассивность в которой ляжет позорным пятном на любого человека до конца его дней".

Немцы стояли под Москвой. На ближних подступах строились баррикады. На оборонительных рубежах под Наро-Фоминском московские ополченцы читали речь Капицы рядом с сообщением Совинформбюро.

От советского информбюро

В течение 12 октября наши войска вели бои с противником на всем фронте, особенно ожесточенные на Вяземском и Брянском направлениях. После упорных, многодневных боев наши войска оставили Брянск.

За 10 октября уничтожено 27 немецких самолетов. Наши потери - 14 самолетов...

Создав на некоторых участках численное превосходство, противнику удалось, ценой огромных потерь в живой силе и вооружении, на этих участках потеснить наши войска и вклиниться в расположение нашей обороны.

Институт физических проблем разместился на территории Казанского университета. Ящики с оборудованием сгрузили в старинное здание, где раньше работали ботаники и зоологи. На стенах висели картинки диковинных птиц с учеными латинскими названиями. Застекленные шкафы были набиты гербариями, скелетами и чучелами.

Сотрудников разместили в бараках, разделив помещения простынями на отсеки. Устраивались недолго. В первые же дни начались работы.

Институтские механики под руководством Сергея Ивановича Филимонова переоборудовали университетскую трансформаторную подстанцию. Затем приступили к монтажу турбодетандера. Работали днями и ночами, первые дьюары с жидким воздухом были отправлены на военные заводы. Казанские госпитали получали кислород непосредственно из Института физпроблем.

Москва, Кремль. Н. M. Шверник вручает ордена сотрудникам Института физических проблем. Рядом с Капицей Ольга Алексеевна Стецкая и Сергей Иванович Филимонов - Когда наступит мирное время, наши ордена и медали будут напоминать о той маленькой лепте, которую мы стремились внести в борьбу миллионов за свою свободу и счастье,- говорил Капица.

Капицу и его заместителей вызывали в обком, предлагали увеличить выпуск кислорода. Это было так важно, что особым распоряжением сотрудников института не брали на строительство оборонных рубежей. Время было тревожное. Под Казанью за сотни километров от линии фронта рыли противотанковые рвы, строили надолбы.

Капица вместе со своим тестем академиком Алексеем Николаевичем Крыловым жил в маленьком двухэтажном доме рядом с университетом. На втором этаже работали математики. Так повелось с прошлого века, когда в этом доме жил Лобачевский.

В первый год эвакуации институт полностью развернул все свои кислородные работы. Капица вспоминает: "Война заставила нас всех стремиться возможно быстрее реализовать весь накопленный в этой области опыт и знания. Мы пытались организовать нашу работу так, чтобы поскорее передать весь наш опыт по кислороду промышленности, чтобы он по возможности полно был использован для борьбы с врагами. Также оказалось, что и в некоторых других областях работы института имели актуальное значение для задач войны. К сожалению, по ряду обстоятельств я не могу рассказать об этом подробнее".

В Казани шла доработка турбодетандеров под промышленный тип, изучались вопросы выносливости, продолжительности эксплуатации.

Чуть позднее в Москве был создан Главкислород, руководство которым было поручено Капице.

По мнению Капицы, основная идея, лежащая в основе Главкислорода, несла в себе попытку создать организацию, связывающую большую науку с промышленностью.

Институт пробыл в Казани два года. Но Капица часто бывал в Москве. Его вызывали по кислородным делам, вызывали на консультации по самым неожиданным вопросам. К тому же Петр Леонидович был членом антифашистского еврейского комитета. В этот комитет его, русского ученого, пригласил Соломон Михайлович Михоэлс. Они были хорошо знакомы, часто встречались. Принимая приглашение участвовать в работе комитета, Капица потребовал от Михоэлса обязательства, что после войны Михоэлс сыграет Гамлета на русском языке. Михоэлс сказал: "Честное слово, сыграю".

Летом 1943 года Институт физических проблем вернулся в Москву. Возвращение шло несколько медленнее, чем эвакуация. Было много затруднений с транспортом.

о присвоении звания Героя Социалистического Труда академику Капице Петру Леонидовичу

За успешную научную разработку нового турбинного метода получения кислорода и за создание мощной турбокислородной установки для производства жидкого кислорода присвоить звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали "Серп и молот" академику Капице Петру Леонидовичу.

- Когда наступит мирное время, - говорил Капица, - наши ордена и медали будут напоминать о той маленькой лепте, которую мы стремились внести в борьбу миллионов за свою свободу и счастье.

И еще он говорил: "Без больших научных традиций, начавших создаваться нашими учеными уже со времен Ломоносова, у нас не было бы хороших пушек, крепкой брони и быстрых самолетов, хотя непосредственно ни один из наших академиков не умеет рассчитать самолет или выстрелить из пушки".