Как устроен мир на самом деле. Наше прошлое, настоящее и будущее глазами ученого — страница 29 из 57

Большие дизельные двигатели, турбины, контейнеры и микросхемы

Эта явная и интенсивная, но далеко не универсальная волна глобализации, начавшаяся в 1950-х гг. — она закончилась в 1973–1974 гг. после двухэтапного повышения ОПЕК цен на нефть, и за ней последовали 15 лет относительного застоя, — была обусловлена сочетанием четырех главных технических достижений. Это быстрое внедрение гораздо более мощных и эффективных дизельных двигателей, появление (и еще более быстрое распространение) нового первичного двигателя, газотурбинного реактивного, усовершенствование конструкции судов для трансконтинентальных перевозок (огромные сухогрузы для перевозки наливных и насыпных грузов, а также контейнеры для других товаров) и качественный скачок в вычислительных и информационных технологиях.

Эти усовершенствования начались с появления первых электронных компьютеров — на основе ненадежных и громоздких электронных ламп, непосредственно после мировой войны — и резко ускорились после того, как были запатентованы (1947–1949 гг.) и стали серийно выпускаться (с 1954 г.) первые транзисторы, которые остаются основой современной твердотельной электроники. Следующим шагом (конец 1950-х — начало 1960-х гг.) стало увеличение количества транзисторов на кристалле для создания интегральных схем, и в 1971 г. компания Intel выпустила первый в мире микропроцессор серии 4004. Он содержал 2300 транзисторов и представлял собой центральный процессор общего назначения, способный реализовывать самые разные программы.

Несмотря на все заявления о революционной природе технических возможностей, появившихся в начале XXI в. (прежде всего искусственного интеллекта и синтетической биологии), наш мир по-прежнему опирается на жизненно важные достижения периода до 1973 г. Более того, у нас нет быстро реализуемых альтернатив, способных решать те же задачи в тех же масштабах. И поэтому мы еще несколько десятилетий будем зависеть от технологий прошлого — гигантских судовых дизелей, контейнеровозов, широкофюзеляжных самолетов и микропроцессоров. Именно поэтому стоит поговорить о них подробнее.

Рост глобальной экономики в период с 1950 по 1973 г. лучше всего иллюстрируется увеличением производства четырех материальных столпов современной цивилизации (более подробно о них см. главу 3) и увеличением потребности в энергии (см. главу 1)[325]. Производство стали выросло почти в 4 раза (с 190 до 698 мегатонн в год), цемента — почти в 6 раз (с 133 до 770 мегатонн), синтез аммиака — почти в 8 раз (с менее 5 до 37 мегатонн азота), а производство пластика — в 26 с лишним раз (с менее 2 до 45 мегатонн). Выработка первичной энергии почти утроилась, а потребление сырой нефти увеличилось почти в 6 раз, и мир стал все больше зависеть от ближневосточной нефти. Совершенно очевидно, что техника сыграла огромную роль в обеспечении массовых перевозок в глобальной экономике: без дизельных двигателей и международных перевозок с помощью сухогрузов и танкеров — от зерна до сырой нефти — невозможно было бы обеспечить и малой доли современных поставок товаров.

После Второй мировой войны резко увеличилась грузоподъемность сначала нефтеналивных танкеров, поскольку быстрый экономический рост Западной Европы и Японии совпал с открытием новых гигантских месторождений нефти на Ближнем Востоке (крупнейшее в мире месторождение Гавар в Саудовской Аравии было открыто в 1948 г., а его разработка началась в 1951 г.), и экспорт этого дешевого топлива (до 1971 г. оно стоило меньше 2 долларов за баррель) требовал судов с большим водоизмещением. До 1950-х гг. полная грузоподъемность типичного танкера составляла 16 000 тонн (преимущественно груз, а также топливо, балласт, продовольствие и экипаж). Первый танкер грузоподъемностью больше 50 000 тонн был спущен на воду в 1956 г., а в середине 1960-х гг. японские судоверфи начали производство крупнотоннажных танкеров грузоподъемностью от 180 000 до 320 000 тонн. За ними последовали супертанкеры, и в 1970-х гг. на воду были спущены семь судов водоизмещением больше 500 000 тонн — слишком больших, чтобы обеспечивать гибкость поставок, поскольку их могли принять только глубоководные порты[326]. Этот растущий флот позволил увеличить поставки нефти с Ближнего Востока с менее 50 мегатонн в 1950 г. до 850 мегатонн в 1972 г.[327].

В конце 1950-х и начале 1960-х гг. экспорт сырой нефти значительно вырос, но пока еще не было средств транспортировки природного газа, более чистого, чем уголь и нефтепродукты, топлива, подходящего и для промышленности, и для домашнего хозяйства, и для высокоэффективной выработки электричества. Межконтинентальные морские перевозки природного газа стали возможными с появлением первых газовозов для сжиженного природного газа (СПГ) (топливо хранится в герметичных контейнерах при температуре –162 °C). Поставки СПГ из Алжира в Великобританию начались в 1964 г., а с Аляски в Японию — в 1969-м[328]. Но на протяжении нескольких десятилетий грузоподъемность этих судов была невелика, и рынок ограничивался долгосрочными контрактами и небольшим числом покупателей.

Растущий объем международной торговли требовал новых разновидностей специализированных грузовых судов. Для перевозки угля, зерна, руды, цемента и удобрений сконструировали сухогрузы с вместительными трюмами и массивными герметичными люками, которые можно было быстро загружать и разгружать. Но настоящая революция в морских перевозках произошла в 1957 г., когда Малком Маклин, предприниматель из Северной Каролины, наконец реализовал свою еще довоенную идею — перевозить грузы в контейнерах стандартного размера, которые легко загружать на судно большими портовыми кранами, а затем выгружать непосредственно в грузовики или вагоны, которые будут развозить их до мест назначения.

В октябре 1957 г. грузовое судно Gateway City, трюм которого был оборудован специальными ячейками для установки 226 контейнеров, стал первым в мире контейнеровозом, а принадлежащая Маклину компания Sea-Land начала регулярные контейнерные перевозки в Европу (Ньюарк — Роттердам) в апреле 1966 г., а в Японию в 1968 г.[329]. Новые суда были также нужны для расширения экспорта автомобилей. Американский рынок открылся сначала для знаменитого «жука» компании Volkswagen (первый автомобиль был привезен в США уже в 1949 г.), а затем для японских малолитражек (Toyopet с 1958 г., Honda N 600 с 1969 г. и Honda Civic с 1973 г.), и для этих целей были разработаны новые суда с горизонтальной системой погрузки и выгрузки (преимущественно со встроенной выдвигающейся аппарелью). Продажи автомобилей Volkswagen постепенно росли и в 1970 г. достигли 570 000 штук, а в последующие десятилетия свою долю на рынке США продолжали увеличивать японские марки[330].

К счастью, растущую потребность в этих новых крупных судах было легко удовлетворить. В конце 1950-х гг. мощность самых больших дизельных двигателей удвоилась по сравнению с довоенными (до 10 мегаватт и больше), а их КПД увеличился до 50 %[331]. Впоследствии максимальная мощность этих огромных многоцилиндровых двигателей увеличилась до 35 мегаватт в конце 1960-х гг. и превысила 40 мегаватт в 1973 г. Для супертанкера достаточно дизельного двигателя мощностью более 30 мегаватт, и поэтому размер этих судов не ограничивался доступностью подходящих первичных двигателей.

Потребность в газотурбинном двигателе, совершенно новом виде первичного двигателя, где топливо распыляется в струе сжатого воздуха, чтобы получить газ с высокой температурой, который расширяется и выбрасывается с высокой скоростью, привела к созданию первой стационарной турбины (для производства электроэнергии) в 1938 г., и примерно в это же время — и независимо — в Англии и Германии появились рабочие конструкции реактивных двигателей[332]. Первыми инженерами, испытавшими турбореактивные двигатели, достаточно эффективные и надежные для установки на военные самолеты, были Фрэнк Уитлл и Ханс фон Охайн. Небольшое количество этих самолетов участвовало в боевых действиях в конце 1944 г. — слишком поздно, чтобы повлиять на уже предрешенный исход войны. Но после войны британская промышленность воспользовалась своим преимуществом, и в 1949 г. появился первый в мире пассажирский реактивный лайнер Comet с четырьмя турбореактивными двигателями de Havilland Ghost[333].

К сожалению, череда авиакатастроф (не связанных с двигателем) привела к выводу самолета из эксплуатации, а когда в 1958 г. модернизированный Comet вернулся на рынок, он уже не мог конкурировать с Boeing 707, имевшим три двигателя, — это был первый из постоянно расширяющегося семейства этих реактивных самолетов[334]. Вторым в линейке стал Boeing 727, а в 1967 г. появился Boeing 737, самый маленький из самолетов этой серии. В 1966 г. руководитель Boeing Уильям Аллен принял смелое решение — инвестировав сумму, в два раза превышавшую стоимость компании, что ставило будущее Boeing в зависимость от успеха проекта, — о разработке первого в мире широкофюзеляжного реактивного самолета.

Ожидалось, что на межконтинентальных маршрутах начнут летать сверхзвуковые самолеты — разработка британско-французского «конкорда» началась в 1964 г., — но «конкорд» оказался слишком дорогим и шумным, и самым революционным самолетом в истории стал Boeing 747[335]. Изначально самолет разрабатывался как грузовой: широкий фюзеляж позволял разместить два стандартных морских контейнера рядом друг с другом, а расположенная сверху кабина