Профиль невидимки

Вебер Юрий Германович

Уж не слишком ли мелкий предмет для терзаний мысли серьезного, занятого человека? Увы, не один он в нашем рассказе посвятит этим гребешкам свои лучшие часы, свои самые напряженные, беспокойные раздумья.

К главному конструктору присоединялся иногда на той же дорожке его заместитель, Евгений Александрович. Он шагал рядом, часто останавливаясь и энергично жестикулируя. Говорили и спорили они именно об этих гребешках. Потом просиживали часы за столом в углу конструкторского зала. И все опять из-за тех же гребешков.

Потому что далеко не так просто обстоит дело с этими простыми гребешками.

УДАРЫ ИЗ МИКРОМИРА

Случилось так в истории техники, что поверхность изделий с ее миром невидимых гребешков сама стала заявлять о своем значении. Настойчиво, даже трагически.

Тонко отделанную поверхность не научились еще как следует распознавать, с ней обращаться, а она уже часто мстила за себя, нанося из своего микроскопического мира неожиданные и чувствительные удары.

В 30-х годах крупнейшая американская фирма Крайслер, принадлежащая к «большой тройке» автомобильных королей, чуть не потерпела крах из-за такой невидимой угрозы. Странные стуки стали возникать в ее новейших быстроходных машинах. Никто не знал, отчего это происходит. Целая армия исследователей, инженеров ломала голову над загадкой стуков. И лишь когда догадались направить сильный микроскоп на поверхность подшипников в колесах машины, был обнаружен истинный виновник: тонкий поверхностный слой, слишком размягченный в процессе окончательной отделки. Гребешки-то, которые там скрывались, не отвечали условиям повышенной нагрузки.

Так от происшествия с «невидимкой» и потянулся тот путь инженерных поисков, который привел к открытию одного из наиболее тонких способов обработки металлов - суперфиниша. Способ, ставший теперь показателем изысканного уровня современного производства.

Жестокой ценой приходилось иной раз расплачиваться за неосторожное, неумелое обращение с гребешками. Пикирование самолета - блестящее достижение авиационной техники, в котором моторная мощь так поразительно сливается с виртуозностью акробатики. Но сколько внезапных катастроф в воздухе происходило вначале на этом пути в тот момент «экстаза пикирования», когда из крутого падения тяжелая ревущая машина должна моментально взмыть вверх! Страшный внутренний удар - и самолет рушится наземь. Десятки оборванных жизней летчиков-испытателей. И все потому, что строители самолетов не могли найти сразу правильный подход к обработке коленчатого вала авиамотора, к ничтожнейшим гребешкам на его поверхности.

Вал мотора не выдерживал и в пылу бешеного вращения в какой-то неуловимый миг приваривался к подшипнику. Остановка на полном ходу, на самом опасном повороте! А точками спекания и служили как раз невидимые поверхностные гребешки на шейке вала. И пока не был найден сплав, давший возможность изменить характер гребешков, улучшить чистоту поверхности вала, пикирование самолетов не могло выйти за пределы опасных опытов.

Теперь в авиационном двигателе насчитывается по крайней мере десятка полтора таких ответственных деталей, на поверхности которых приходится учитывать даже самые малые гребешки. Уже не все равно, будут ли они иметь форму зубцов или пологих волн и будет ли их микроскопический рост в десятые или в сотые доли микрона. Недаром с тех пор как строители самолетов занялись вплотную этими гребешками, авиация сумела увеличить свои скорости почти вдвое.

Все развитие техники наших дней заставляет думать о характере поверхности множества изделий, о поверхностных гребешках, об их свойствах, скрытых под внешней безразличной гладкостью.

С каждым днем инженеры и конструкторы поручают разным деталям все более сложную, тонкую и ответственную работу. Высокие скорости, большие нагрузки, безотказность действия…

Движение, разумное и сильное движение, наполняет жизнь современного производства своим неукротимым духом. Гигантские лопасти турбин совершают до трех тысяч оборотов в минуту. Рольганги перекатывают с быстротой курьерского поезда раскаленные полосы по дорогам прокатных станов. Вибраторные машины дают ежеминутно более шести тысяч сотрясений. И всюду станки, поющие песнь стремительного вращения. Прутковые автоматы - десять тысяч оборотов. Малые сверлильные - двадцать тысяч оборотов. Внутришлифовальные-восемьдесят тысяч! И всюду подшипники, на которых крутится, вертится вся современная индустрия.

Везде, где только соприкасаются друг с другом отдельные части, где они скользят, трутся, вращаются, - везде поверхностные гребешки все более властно диктуют свои условия. Даже стойкость деталей против жара и холода, против износа и ржавчины и та зависит от величины и формы гребешков. Вездесущие невидимки.

Что же говорить об их роли в наступающий атомный век с его невиданными скоростями, температурами и давлениями?

Один оратор на ученом собрании, разгорячившись, заявил:

–  Весь технический прогресс сейчас упирается в гребешки.

Нетрудно представить, что произойдет, если у мощной турбины с ее огромной крутящейся массой вдруг «заест» подшипник: гребешки зацепились - и мгновенно стоп.

«И о пылинку ничтожную могут запнуться колеса вселенной», - писал поэт Уот Уитмэн, наверно и сам не подозревая, как близко касался он в этой строчке назревающих проблем техники.

В самом деле, уже о подлинно металлических пылинках на поверхности деталей идет речь в наши дни. Все тоньше и деликатнее становится современная обработка. Техника переходит от гребешков в доли миллиметра к гребешкам в микроны, от микронов - к долям микрона, вступая в тот скрытый мир, где нельзя уже ничего так просто ни увидеть, ни нащупать. Даже в языке нашел отражение этот процесс непрерывного и бесконечного приближения к идеалу гладкости. Раньше говорили: шероховатость поверхности. А потом стали говорить: чистота.

Нуль, запятая, сорок сотых микрона или нуль, запятая, двадцать пять - какой высоты гребешки допустимы на поршневом пальце в быстроходном моторе? Вот о чем думают и спорят теперь инженеры. Величины, перед которыми и пылинка становится чересчур грубой.

Не только в громе и треске аварий напоминают о себе гребешки. Чаще всего беда подкрадывается потихоньку, незаметно, и этой вкрадчивостью она и обманывает.

Работает станок. В нем как будто все благополучно. Но в разных точках станка, там, где что-то скользит и вращается, происходит исподволь местное, малое заедание. Чуть побольше трения - и легонько, легонько дерет. Этого и не заметишь. И вот в цехе бьются над загадкой: почему шпиндель станка, который может служить и десять и двадцать лет, почему этот шпиндель вдруг, спустя уже полгода, вышел из строя? Почему?

Гребешки могут тут о многом рассказать. Если, конечно, умеешь к ним подходить и знаешь, как с ними обращаться. А ведь это целая наука.

Мы часто и не подозреваем, как близко касаются нас вопросы чистоты поверхности. На каждом шагу.

Что было бы с ходом времени на наших часах, если бы не такая отменная чистота на поверхности всех их колесиков?

Думает ли пассажир электропоезда, любуясь в окно сменой ландшафта, что целая армия путейских инженеров, механиков и научных сотрудников Академии наук долго и упорно воевала с ничтожными гребешками, чтобы сделать быструю езду спокойной и безопасной? С гребешками на поверхности незаметной детали, которая спрятана где-то под полом загона, под ногами пассажиров, и называется золотником пневматического тормоза.