Полум'я в лабораторії №1

Фівег Гейнц

— Перш ніж дати відповідь на ваші запитання, я думаю, треба пояснити, що саме являє собою ультразвук. Ви тільки-но сказали, — він звернувся до представника іноземної газети, — що це коливання. Правильно. Проте будь-які коливання не можна назвати ультразвуком. Ультразвук — це такий звук, якого ми не чуємо. Парадоксально, але це так. Як вам відомо, звукові тони складаються з коливань. Усі вони мають певну частоту, тобто кількість коливань за секунду. Частота вимірюється одиницею, що зветься “герц”… Звук поширюється в повітрі з швидкістю триста тридцять метрів за секунду. Вухо людини сприймає коливання від шістнадцяти до двох тисяч герц. Звук, який лежить поза межами найвищої частоти коливань, ми не можемо чути. Це і є ультразвук. Собаки і ще деякі звірі мають властивість сприймати звук ще більшої частоти коливань.

За

допомогою так званого свистка Гальтона можна досягти звуку в чотири тисячі герц. Такий звук застосовують для безшумної передачі команди собакам. Маленький камертон також може випромінювати ультразвук. Але всі ці способи збудження ультразвуку неможливо застосувати в техніці. Нам потрібна велика енергія звуку. В 1880 році брати Кюрі відкрили, що тонка кварцова пластинка під високою напругою змінного струму починає коливатися і випромінювати ультразвукові хвилі. Потрібний для технічного застосування ультразвуковий випромінювач було знайдено. Цей винахід поступово вдосконалювали, і сьогодні ми маємо змогу одержувати ультразвук частотою близько одного мільйона кілогерц. Можливості застосування ультразвуку настільки широкі, що важко навіть уявити собі наше життя без нього. Ультразвук відіграє дуже важливу роль у металургії. Найтонші щілини, тонші навіть за волосину людини, які жоден рентгенівський апарат не виявить, можна “побачити” за допомогою ультразвуку. Ультразвукові хвилі пронизують металеву деталь, і там, де є хоч найменше пошкодження, найменша щілинка, а значить повітряне замикання, вони відбиваються. На екрані катодної лампи ми їх бачимо у вигляді риски або серії рисок. Ультразвук руйнує бактерії. За допомогою ультразвукових хвиль можна викликати опади. Можна також перемішувати між собою рідини, яких, досі вважалося, не можна перемішати — наприклад, воду і масло, воду і ртуть — і утворювати так звані емульсії, дуже потрібні в хімічній промисловості. Новий промисловий ультразвуковий генератор вкрай необхідний для науки і техніки. За допомогою ультразвуку вдається також паяти алюміній. Ультразвук руйнує на алюмінії тверду оксидну плівку, яка перешкоджає спаюванню. За допомогою ультразвукових хвиль можна розшукувати косяки риби в морі, виявляти в тумані великі айсберги, можна робити також точні вимірювання в товщі води. В цьому разі вимірюватимуть час, за який ультразвукові хвилі досягнуть дна, відіб’ються од його поверхні і повернуться назад. Вам уже відомо, що кажани не тільки чують ультразвуки, але й випромінюють їх. Перш ніж летіти в темряві, кажан випромінює ультразвукові хвилі у всіх напрямках. Відбиті хвилі він сприймає своїм слуховим апаратом і скеровує політ так, щоб не зіткнутися з якоюсь перешкодою. Отже, кажан шукає собі вільну путь за допомогою своєрідного опромінювання простору. Під час польоту він також випромінює ультразвуки, які мають приблизно п’ятдесят тисяч коливань за секунду. Ці звуки не сприймає людина. Досліди показали, що кажан обминає у темряві навіть дріт діаметром 0,2 міліметра.

Інженер Тале закурив сигарету і сів у крісло. Журналісти поставили ще багато запитань.

— Ви цікавитесь, як впливають ультразвукові хвилі на людський організм? Це залежить від сили звуку та його частоти. При холодному плавленні сила звуку надзвичайно велика, і тому тривалий вплив його на людину небезпечний для життя. Але від цього впливу дуже просто захиститись. Ультразвукові хвилі, як і звичайне світлове проміння, можна зібрати в пучок і, таким чином, сконцентрувати на необхідному місці.

— А що сталося під час вашого першого експерименту, коли зникла пряжка від вашого пояса і срібний олівець доктора Гартунга? Тоді ви ще не знали, що ультразвуковий генератор, який ви сконструювали, руйнує метали? Чи не було тут небезпеки попсувати металеві балки, які підтримують стелю лабораторії, настільки, що приміщення могло обвалитися?

— Ні, це неможливо. Сила звуку була велика, але вона діяла на відстані не більше двох метрів. Далі ультразвукові хвилі втрачали свою руйнівну силу. Щоб передати ультразвук на велику відстань, потрібна колосальна енергія. У цьому ви зараз переконаєтесь.

— Будь ласка, ще одне запитання, пане Тале. На чому побудований принцип холодного плавлення металів? Які сили перетворюють твердий метал у рідину?

— На це питання не дуже легко відповісти. Чи відомо вам, що таке кавітація? Ні? Тоді я спробую пояснити це. Усюди, куди попадають ультразвукові хвилі, відбувається періодичне стискання і розширення матерії. Під впливом сильних ультразвукових хвиль утворюються мікроскопічні щілини і отвори, які відразу ж заповнюються газами, що виникають всередині матерії. Ці скупчення газів вибухають під впливом ультразвуку і звільняють необхідну енергію. Молекули стикаються між собою, і метал переходить з твердого стану в рідкий.

У цей час на подвір’ї заводу вантажили дві великі автомашини. На першу машину автокраном підняли дизельагрегат, потім робітники за допомогою електронавантажувача поклали ще кілька великих ящиків і товстий моток кабеля. На другий грузовик поставили старий гусеничний трактор. Коли представники уряду, вчені і гості вийшли з клубу і сіли в легкові автомобілі, грузовики виїхали з широко розкритих заводських воріт. Через півгодини машини зупинилися на широкому рівному полі — колишньому аеродромі. Почали працювати дві телевізійні камери. Трактор зняли з вантажної машини. Потім відкрили великий ящик, і всі побачили ультразвуковий генератор, майже в три рази більший, ніж апарат у лабораторії. Звуковипромінювач мав добрий метр в діаметрі. Два інженери перевірили дизельагрегат та вимірювальні прилади і товстим електричним кабелем з’єднали генератор із звуковипромінювачем.

— Все гаразд, — повідомив один з інженерів.

Усіх здивував кулемет, встановлений на старому тракторі. Професор Веге запросив усіх присутніх підійти ближче.

— Вас дивує наш доісторичний панцерник? — звернувся він до гостей посміхаючись. — Це нічого. Старий трактор дуже добре виконає свою роль у нашому досліді. Дайте трошки простору вашій фантазії і уявіть, що перед вами танк найновішої конструкції. Для нас мають значення тільки гусениці, бо це головна деталь кожної броньованої бойової машини. Коли трактор відійде на велику відстань, оці самі гусениці будуть зіпсовані звідси. Так само і кулемет. Повідомляю вас, що його магазин не має жодного бойового набою. Так от, панове, зараз наш “танк” від’їде приблизно на п’ятсот метрів од нас, і тоді ми дамо по ньому тільки два ультразвукових удари. Кожен з них триватиме лише одну секунду.

Професор Веге подав знак починати. Заревів мотор, і трактор рушив. Одночасно на вантажній машині запрацював дизельагрегат.

— Треба було б прихопити з собою бінокль, — зауважив один з представників уряду.

— Він вам не потрібен, — відповів доктор Гартунг і запросив усіх до машини з радарною установкою. Поруч з апаратом сидів інженер, який керував трактором на відстані за допомогою спеціального радіоапарата. На великому екрані чітко було видно трактор, який посувався по далекому полю. Професор Веге стежив за електричним вимірювачем відстані.

— П’ятсот метрів, — сказав він голосно, — цього досить. Поверніть трактор на сто вісімдесят градусів.

Інженер повернув угору важіль на радіоапараті, і всі побачили на екрані, як трактор слухняно повернувся у бажаному напрямку.

— Вогонь! — наказав професор Веге.

Застрочив установлений на тракторі кулемет. Тишу порушили короткі кулеметні черги. Трактор ішов на повний хід. Нарешті дрібно затремтів грузовик, на якому був встановлений ультразвуковий генератор. Двічі підряд заревів дизельмотор так сильно, що, здавалось, ось-ось вибухне. Ультразвукові хвилі прорізали повітря і впали на гусеничний трактор. Трактор здригнувся і став, кулемет замовк.

— Прошу сісти в машини — поїдемо подивимось на “танк” зблизька, — вигукнув професор Веге.

Мовчки стояли представники уряду перед трактором. Уся машина розплавилася, сплющилась, наче від удару велетенського молота. Пластини гусениць втратили свою форму. Особливо жалюгідний вигляд мав кулемет. Ствол так сильно зігнувся, що отвір його дивився просто в землю.

Професор Веге першим порушив мовчанку:

— Такий же вигляд матиме танк найновішої конструкції, коли він потрапить під промінь ультразвукового гіперболоїда. Справа в тому, що ультразвукові хвилі розм’якшують метал тільки на якусь частку секунди. Решту робить сила земного тяжіння. Гляньте на кулемет. Як тільки метал став м’яким, ствол зігнувся під власною вагою. Що сталося з мотором, ви можете легко уявити самі. Жодного поршня, жодного підшипника, навіть найдрібнішого гвинтика не залишилося цілим.