Восхождение

Совершенствуя механику опыта, Щербинин и Буцениекс выяснили, что течение представляет собой тороидальный вихрь, формирующий струю, направленную в сторону уменьшения плотности тока. Отсюда и название, которое они дали этому течению, – электровихревое (ЭВТ).

Выдающийся итальянский физик Ферми как-то сказал: «Физики делятся на две категории – теоретики и экспериментаторы. Требования к теоретикам очень высоки. Если физик-теоретик не находится на очень высоком уровне, его работа бессмысленна». Но в наши дни, когда наука стремительно становится отраслью общественного производства, деятельность ученого-теоретика не может ограничиться сухими теоретическими выкладками, сегодня он обязан думать о прикладном значении своих исследований, заниматься тем, что нужно обществу сегодня и в чем оно ощутит потребность завтра.

Трудно сдавал свои позиции Щербинин-теоретик Щербинину-практику. Не хотелось откладывать в долгий ящик работу над новой книгой, исследованиями для докторской диссертации, бесчисленными рефератами, но жизнь заставила. Где, в каком производстве, при каких процессах и явлениях можно с успехом использовать электровихревые течения? Начались поиски...

После многих примерок и прикидок оказалось, что наиболее близкой к рассмотренной модели является электрическая дуга. В ней ток проходит по разрядному столбу, площадь сечения которого много больше площади катодного пятна, то есть в прикатодной области плотность тока неоднородна и есть все условия для возникновения движения плазмы. Эдуард сел за расчеты, и они показали, что наблюдаемые в дуге интенсивные течения – электромагнитного происхождения.

Следующим гипотезе магнитогидродинамического происхождения был подвергнут... смерч – явление в природе малоизученное и не имеющее до сих пор однозначного объяснения.

Что же такое смерч? Смерч относится к разряду атмосферных явлений, для которых характерно интенсивное вращение воздуха. Собственно смерч – это быстро вращающаяся воздушная воронка, свисающая из грозового облака. Ее поперечные размеры могут достигать нескольких сотен метров, диаметр растет с приближением к облаку.

Внутренняя полость – сердцевина смерча – похожа на «глаз» урагана. Это область, в которой движение воздуха сильно ослаблено, а иногда и полностью отсутствует.

Полость воронки окружают стенки, состоящие из вращающегося по спирали воздуха. Это самая опасная часть смерча, – воздух здесь иногда перемещается со звуковой скоростью.

Но наиболее характерной чертой, отличающей смерч от других вихревых движений атмосферы, является его неразрывная связь с материнским грозовым облаком. На эту связь и обратил внимание Щербинин и задал себе естественный в этом случае. вопрос: не облако ли источник энергии смерча? А если облако, то каков механизм преобразования электрической энергии в кинетическую? На этот счет имелись две точки зрения. Согласно первой, заряженный воздух ускоряется до высоких скоростей в сильном электрическом поле, а согласно второй – энергия электрического разряда вначале преобразуется в тепловую, а затем уж переходит в, кинетическую энергию движения. Молодой ученый Эдуард Щербинин выдвинул третью: возможным механизмом ускорения воздуха в смерче является магнитогидродинамический механизм возникновения движения при взаимодействии электрического тока с собственным магнитным полем.

На основе этой гипотезы Щербинин и Шилова построили расчетную модель и установили, что, во-первых, энергетическим источником смерча является грозовое облако, во-вторых, объяснили механизм поддержания его кинетической энергии. Они сумели в абсолютно новом свете представить и расшифровать одну из самых таинственных загадок природы, над решением которой уже несколько десятилетий ломали головы ученые многих стран мира.

Работа над Объяснением электрических явлений в смерчах в какой-то степени утолила исследовательский пыл Щербинина, но полное удовлетворение он, пожалуй, получил, изучая электровихревые течения, возникающие при электрошлаковой сварке, вакуумно-дуговой плавке, в соляных ваннах, в руднотермических и индукционных канальных печах, в печах для выплавки сварочных флюсов...

В 1972 году в Московском научно-исследовательском институте электротермического оборудования была создана лаборатория индукционных канальных печей (ИКП), возглавил которую кандидат технических наук М. Я. Столов. ,

ИКП давно используются в промышленности для поддержания температуры расплавленного металла на определенном уровне в течение времени, необходимого для разливки металла в литейные формы. Но плавить металл в ИКП никто не решался. Дело в том, что для плавки металла необходимо было поднять мощность печей. Однако при этом происходил недопустимый – с точки зрения стойкости футеровки – перегрев металла. Как его снять, какими силами приводится металл в движение, от чего зависят его интенсивность, направление? С надеждой разрешить эти вопросы М. Столов и его аспирантка М. Левина и приехали в Институт физики Академии наук Латвийской ССР.

Человек, который решил посвятить себя науке, должен постоянно помнить, что выбрал дорогу трудную, нескончаемую, требующую огромного напряжения нравственных и физических сил и непрерывной работы мысли. Именно непрерывной, потому что решения часто приходят в самый неожиданный, казалось бы, неподходящий момент. И момент этот нельзя проворонить! Щербинин это знал по опыту: однажды решение проблемы, над которой он работал больше года, пришло к нему в кинотеатре, где ему назначила Свидание его будущая жена.

Выслушав Столова, Эдуард задумался. Решение задачи бродило где-то в подсознании и было настолько реальным и ощутимым, что он целый день не находил себе места. И лишь вечером, когда сидел у телевизора и отсутствующим взглядом следил за мечущейся на экране шайбой/ его вдруг осенило: управляющим фактором в индукционных канальных печах могут стать электровихревые течения...

Ученому иногда, как и спортсмену, для достижения хорошего результата необходимы соперники. Наедине с истиной быть так же трудно, как одному на длинной марафонской дистанции. В лице Столова Щербинин обрел не только друга-соперника, но и единомышленника, человека одержимого, с фантазией, крайне заинтересованного в развитии и реконструкции нашей металлургической промышленности.

Институт физики АН Латвийской ССР заключил с ВНИИ электротермического оборудования договор, согласно которому группа Щербинина и лаборатория Столова должны были провести ряд совместных исследований по изучению особенностей ЭВТ в индукционных канальных печах.

Содружество физиков и металлургов оказалось плодотворным.

...В 1977 году в Москве проходил Всемирный электротехнический конгресс. Его участникам был показан цветной короткометражный фильм «Гидродинамика индукционных печей». Когда на экране появились четко очерченные электровихревые течения, возникающие в металле при работе ИКП, в зале раздались аплодисменты. Ученые впервые увидели «нутро» расплавленного металла, сопровождающие его при этом процессы и убедились, что этими процессами можно управлять (корректируя направление электровихревых течений, оказалось возможным не только поднять мощность индукционных канальных печей, но и плавить в них металл, то есть, по существу, отпала необходимость в промежуточном звене этой металлургической цепи – вагранке).

Ну как здесь не воскликнуть: все гениальное просто! Десятки лет люди варили металл способом, правильность и рациональность которого ни у кого не вызывала сомнений. И вдруг приходит молодой физик и заявляет: «Хорошая, конечно, вещь вагранка, но, безусловно, лишняя...» Есть, отчего прийти в. недоумение.