Вот что придумали еще в далекой древности. Опускали в воду около берега большое колесо с насаженными по ободу лопатками. Колесо ставили так, чтобы нижняя часть его была в реке, а верхняя — над водой.
Текучая вода, ударяя в лопатки, увлекает их за собой, и колесо поворачивается. Одни лопатки, те, что были в воде, поднимаются наверх, выходят из воды. А те, что прежде были над водой, опускаются и снова поворачивают колесо. Так оно и вращается все время.
Водяное колесо.
С давних времен силу течения использовали, чтобы молоть зерно: ставили на реке водяное колесо и соединяли его с жерновами построенной на берегу мельницы.
Но вот беда: если путь реки лежит по равнине, — а это ведь чаще всего бывает, — то течение ее медленное, спокойное. Река лениво толкает лопатки, поэтому и колесо вращается очень медленно.
Хорошо работали водяные колеса только на реках с быстрым, стремительным течением — на горных реках. Если на пути стремительного потока поставить лопатки водяного колеса, то вода сильно давит на них, дает мощные толчки колесу, оно вращается быстро.
А лучше всего ставить водяные колеса на водопадах — тогда колесо так здорово вертится, что и спиц не увидишь.
На пути водопада колеса ставят так, чтобы вода сверху наливалась в черпаки, похожие на ковшики. Когда верхние ковшики наполнятся водой, они своей тяжестью увлекают колесо вниз — и оно вертится.
Но водопады в природе встречаются редко. Вот и задумались люди: нельзя ли создать искусственные водопады?
Придумали, как их сделать.
Можно перегородить реку, поставить поперек нее плотину. Если берега высокие и не дают реке разлиться вширь, то уровень воды в реке будет подниматься, пока не перельется через плотину. Вода устремится вниз с плотины водопадом. Тут ее и ловят черпаки водяного колеса.
Пока не была изобретена паровая машина, водяными колесами приводили в движение насосы и разные механизмы в угольных шахтах и на рудниках, где добывают железную и медную руду.
Но все же водяное колесо — двигатель не очень сильный. Чтобы приводить в движение насосы, которые выкачивали воду из рудников, приходилось ставить огромные, высотой с пятиэтажный дом, колеса. Когда изобрели паровую машину, водяными колесами почти перестали пользоваться. А потом о них снова вспомнили: инженеры нашли замечательный способ усовершенствовать водяное колесо, вернее — создать новый мощный двигатель, использующий силу текучей воды.
Называется этот двигатель водяной турбиной. Главная часть турбины — это то же водяное колесо. Но оно помещено в металлическую трубу. Эта труба так поставлена у плотины, чтобы речная вода быстро, с большим напором протекала сквозь нее. Колесо турбины вращается во много раз быстрее обычного водяного колеса. Турбины могут приводить в движение не маленькие мельницы и насосы, а огромные, сильные машины. Выгоднее всего приводить турбинами в движение машины, которые вырабатывают электрический ток, — генераторы. У нас построено много электрических станций, которые используют энергию текучей воды. Такие станции называют гидростанциями.
Водяная турбина.
Огромна работа, которую совершают и будут совершать реки нашей страны по воле советского народа. Десятки рек перегорожены плотинами, и у плотин сооружены гидростанции. Созданы большие каналы — оросительные и судоходные.
А покорять текучую воду помогает нам сама текучая вода. Ее разрушительную и строительную силу мы увеличили в сотни раз. С помощью землесосных снарядов и мониторов мы заставляем воду проделывать за день работу, которую река выполняет за несколько веков. И мы заставляем воду делать эту работу там, где это нам нужно.
Ветер в ловушке
Разговорились как-то двое. Одному из них десять лет, другому — тридцать. Один — школьник, другой — инженер.
— Какая у вас работа? — спросил школьник. — Вы домá строите или машины изобретаете?
— Да как тебе сказать… — ответил инженер. — Работа у меня не совсем обычная: ловлю ветер в поле. Есть на свете рыболовы, птицеловы, тигроловы, а вот я — ветролов.
— Вы, наверно, шутите! — засмеялся мальчик. А сам думает: «Кому придет в голову заниматься таким пустым делом? Недаром ведь про то, что невозможно найти, говорят: „Ищи ветра в поле“».
А ловец ветра этак серьезно посмотрел на собеседника и говорит:
— Да нет, я правда ловлю ветер и заставляю его работать.
И рассказал он такую историю. А начал ее со сказки.
— Было это давным-давно. Мчался над землей сильный-пресильный ветер. Все, что ни попадалось ему на пути, над всем он потешался.
Встретит сухие листья, схватит их в охапку, закружит в дикой пляске и с собой понесет. Встретит песок, с места подымет, целое селение им засыплет. Мимо леса промчится — ни одной веточки не пропустит, каждую заставит низко поклониться.
Потом примчался ветер к морю и давай волны вздымать. А по морю плыл кораблик. «Сейчас, — думает ветер, — я его волной прихлопну!» Да запутался в парусах. От ветра паруса раздулись и быстро понесли кораблик по волнам.
Ветер надул паруса.
Рассердился ветер, что не справился с корабликом, и бросился обратно на сушу.
На берегу встретилась ему мельница.
«Сейчас, — думает ветер, — налечу на нее и унесу с собой!» Но не тут-то было! Мельница стояла крепко, падать не думала. И от такого нападения только стала вовсю махать своими крыльями.
Сколько с тех пор времени прошло, никто не считал. Но ветер и до сегодняшнего дня старается во что бы то ни стало захлестнуть волной корабль и снести со своего пути мельницу. Но вместо этого подгоняет корабль и мелет муку. Думает: «Делаю что хочу», а выходит — делает, что человек ему приказывает.
Завертелись крылья мельницы.
Правда, в наши дни ветер реже, чем раньше, корабли мчит или муку мелет: старик-парусник и старушка-мельница нынче не очень-то в почете. Зато у ветра появились новые заботы. Ученые и инженеры-ветротехники научили его качать из глубоких колодцев воду, осушать болота, орошать поля, приводить в ход станки и машины в мастерских, добывать электрический ток.
Как ветер муку мелет, многие знают. Он заставляет мельницу размахивать крыльями. От этого вращается длинный вал, идущий в низ мельницы. А уж вал заставляет крутиться огромные камни-жернова. Стоит только зерну очутиться между жерновами, как оно перестает быть зерном: жернова превращают его в муку.
Ну, а как ветер воду качает или электричество добывает, не каждому известно. Чтобы заставить ветер выполнять эти работы, люди поставили на его пути ловушки — ветродвигатели. Они — близкие родственники мельницы. У них тоже есть крылья, только не совсем такие, как у мельницы. У одних — круг с лопастями, у других — два или три крыла. Одни ветродвигатели большие, другие — маленькие.
Один такой малышка хоть и мал, да удал: где только не побывал! Его брали с собой даже на Северный полюс. Потрудился он там на славу. Всегда в домике у отважных наших полярников было светло и бесперебойно работала радиостанция. Это потому, что ветрячок давал достаточно электрического тока.
Ветряк.
А вот другой ветряк, настоящий великан, ростом чуть ли не с десятиэтажный дом. Он чем-то на самолет похож. Это уж целая ветростанция. До войны она вместе с другими электростанциями давала ток городу Севастополю.
А вот другой ветряк…
Издалека видны стальные башни ветряков. Они и сами по себе высокие, да к тому же стоят обычно на высоком, открытом со всех сторон месте. Это чтобы ничто не мешало ветру вращать их крылья.
Когда дует свежий ветер, ветряк работает вовсю. Но так бывает только тогда, когда крылья его установлены точно против ветра. В этом ветряк ничуть не отличается от бумажной вертушки. Игрушку-вертушку ребятам нетрудно подставить под ветер, а с ветродвигателем сложнее. Как же быть? Не назначать же дежурного, который следил бы за направлением ветра и менял расположение крыльев!
Никакого дежурного не надо. Ветряк это делает сам. Роль дежурного выполняет здесь металлический хвост, соединенный с крыльями. Хвост этот все равно что флюгер: изменит направление ветер — повернется хвост… А куда хвост, туда и крылья.
Метеорологи ставят ветру за поведение отметки — баллы. Чем сильнее ветер, тем выше балл. Самому слабому ветру ставят один балл, самому сильному — двенадцать.
Ветер в двенадцать баллов — это ураган. К счастью, в нашей стране ураганов почти не бывает.
Но вот ветер в восемь, девять и десять баллов — нередкий гость в наших краях. Девятибалльный ветер срывает с крыш черепицу, десятибалльный — деревья выворачивает с корнем. Ясно, что такой буян может переломать крылья ветряку.
Инженеры и тут решили перехитрить ветер. Ему ведь не прикажешь: «Не дуй так сильно». Зато можно притормозить вращение крыльев. Включается тормоз самим ветряком. Происходит это так. Самые кончики крыльев сделаны подвижными, а внутри крыльев стоит хитрый механизм. Чем сильнее ветер, тем этот механизм больше отклоняет кончики крыльев в сторону. Они становятся рулями. Ветер бьет в рули, и от этого крылья отворачиваются в сторону, убегая из-под ветра.
Выходит, ветер сам же спасает ветряк от своего буйства.
У ветра характер «ветреный», переменчивый. Сейчас он больше чем надо старается, а через минуту вовсе бездельничает. В дни затишья ветряки крылом не шелохнут.
Что ж, выходит, тогда останавливаются насосы, машины, гаснет свет в домах?
Ничуть не бывало. Работники ветростанции — люди запасливые. Они приберегают энергию ветра с той поры, когда ее хоть отбавляй, и прячут энергию в кладовки. Каждая такая кладовка называется «аккумулятором». В аккумуляторах хранится энергия ветра, только сначала превращенная в электричество.