— Ни Фарадей, ни кто-либо другой словом не обмолвились, почему горение имеет неустойчивый характер, — пояснил Вадим Николаевич. — Между тем всем хорошо известно: пламя свечи, костра, даже керосиновой лампы, казалось бы, надежное прикрытое стеклом, все равно колеблется. Почему?
Заинтересовавшись этим вопросом еще в школьные годы, будущий профессор довольно скоро пришел к выводу, что перед ним один из случаев автоколебательной системы.
В наши дни подобные системы довольно широко используются, например, в радиоэлектронике, где применяют автогенераторы электромагнитных волн. Что же касается самого процесса горения, то он широко используется в технике — в разного рода моторах, начиная от обычных двигателей внутреннего сгорания и кончая ракетными.
Над вопросом, почему пламя колеблется, как его можно обуздать, десятилетиями бились лучшие умы. Среди них академики Л.Капица, Л.Ландау, Л.Арцимович, Б.Раушенбах и многие другие. Вместе с зарубежными коллегами они выдвинули не менее двух десятков теоретических объяснений неустойчивости фронта горения, что помогало решать те или иные практические задачи.
Скажем, уже упоминавшийся нами Релей сформулировал критерий, определяющий соотношение между изменением давления и подводом тепла. «Если теплота сообщается воздуху в момент наибольшего сжатия или отнимается от него в момент наибольшего разрежения, то это усиливает колебания, — писал он. — Напротив, если теплота сообщается в момент наибольшего разрежения, то колебание этим ослабляется». И даже нашел этому соответствующее математическое выражение.
Критерием Релея пользуются все специалисты по тепловым системам, но он, к сожалению, не охватывает все случаи. Когда, например, появились первые двигатели внутреннего сгорания, пришлось вносить исправления. То же самое пришлось делать и в 20-е годы XX века, когда стали конструировать первые ракеты.
При решении частных задач многочисленные теории помогают найти тот или иной выход. Скажем, широко известно: чтобы уменьшить детонацию в цилиндрах ДВС, научились добавлять в бензин тетраэтилсвинец. Он крайне ядовит, от него сильно страдает экология. Но другого способа утихомирить двигатель, увы, пока никто не придумал.
В какой-то мере усмирить ракетные двигатели удалось, подобрав соответствующую форму ракетных дюз. Ракеты ныне летают не только на орбиту, но и к далеким планетам.
Однако об экологии таких запусков лучше умолчим. Не удалось до конца усмирить и пламя плазмы в экспериментальных термоядерных реакторах — все время идут досадные срывы плазменного шнура. И теоретики вместе с экспериментаторами настоятельно ищут причины вот уж какое десятилетие…
Каждый, кто сталкивается с горением, разрабатывает в своей области те или иные конкретные рецепты, использует их с большей или меньшей эффективностью. Однако общей теории, которая бы позволила разом разрешить все мучающие практиков вопросы, нет как нет. А точнее, не было до недавнего времени.
Я держу в руках небольшую книжицу, написанную профессором Гладышевым. Она называется просто и обыденно — «Автоколебания при горении и термоядерных процессах». Текст в ней, конечно, не столь захватывающ, как в детективе. Тем не менее, при чтении ее можно сделать весьма интригующие выводы. Проанализировав все доступные ему источники горения, Гладышев выделил среди них многие сходные черты. Скажем, звезда, пульсирующая в далекой галактике, может быть описана примерно теми же уравнениями, что и труба — термоакустический генератор, — с которой мы начали наш рассказ.
— Неужто и звезды поют? — не удержался я от вопроса.
Гладышев только усмехнулся.
— Трудно сказать, — ответил он. — В том, что существуют колебания в электромагнитном диапазоне, в том числе и видимом, мы уже убедились на практике.
А насчет звука… Для распространения акустических колебаний нужны либо воздух, либо вода. А есть ли они в окрестностях звезды?..
Станислав ЗИГУНЕНКО
