Альманах «ЭВРИКА»

Часть 7    ЛЕТАЙТЕ ДИРИЖАБЛЯМИ АЭРОФЛОТА!

ЕСЛИ ВЗОРВАТЬ КЛЕТКИ

Стальная рука валочной машины цепко ухватила ствол, и «ножницы» впились в древесину. Но вместо аккуратного надреза из-под острых кромок полетели щепки — на тридцатиградусном морозе дерево стало хрупким, как стекло. И к тому же намного прочнее — недаром усилия на «ножницах» возросли чуть ли не вдвое.

Но вот оператор щелкнул тумблером на пульте, и лезвия «ножниц» вошли в древесину, словно в масло. В чем дело?

Оказывается, в работу включился генератор электромагнитных волн сверхвысокой частоты. А лезвия «ножниц» служили для них антенной направленного действия. С их помощью СВЧ-энергию удалось сконцентрировать в зоне резания, где она быстро растопила лед, сковывающий древесину. И теперь ствол уступил машине при значительно меньших затратах мощности.

К сожалению, таких машин вы пока не встретите на лесосеках. Но исследования, открывающие пути к их созданию, уже ведутся в Центральном научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте механизации и энергетики лесной промышленности (ЦНИИМЭ). Они-то и показали, что радиоволны могут стать незаменимым инструментом при заготовках и переработке древесины.

Такой вывод родился не случайно: древесина — влажный материал. А вода отлично поглощает энергию электромагнитного поля в диапазоне сантиметровых волн. Поэтому с помощью СВЧ-генераторов в древесине можно создавать высокие концентрации энергии в небольших объемах, «загонять» ее на значительную глубину. При этом скорость нагрева до нужной температуры практически не зависит от толщины дерева. А энергия СВЧ-поля почти полностью переходит в тепло.

Эти свойства СВЧ-поля в корне меняют наши представления об основных операциях лесного конвейера. Скажем, сегодня, чтобы удалить кору и распилить промерзшие стволы, их приходится выдерживать в специальных бассейнах с горячей водой. Но кора и древесина плохо проводят тепло. Поэтому, как ни увеличивай температуру воды, существенно ускорить операцию не удается.

Иное дело, если применить СВЧ-генераторы. Эксперименты показали, что в этом случае затраты энергии можно уменьшить в 2—2,5 раза. А при увеличении частоты поля — даже в 4— 6 раз.  И одновременно резко сократить продолжительность операции: вместо обычных 8 минут на нее потребуется всего 10 секунд.

Отсюда реальная возможность создать конвейерные линии с непрерывной подачей сырья, избавиться от сложностей очистки сточных вод. И перепоручить СВЧ-полю следующую операцию — удаление коры с бревен.

Дело в том, что между корой и древесиной ствола расположен слой так называемого камбия. Его клетки наиболее молодые, имеют очень тонкие стенки и потому обладают наименьшей прочностью. К тому же они полностью заполнены влагой. Если с помощью СВЧ-поля в них за короткое время «вогнать» большое количество энергии, то эта влага мгновенно вскипит и клетки фактически взорвутся. И кора сама слетит со ствола.

Особенно большой выигрыш этот способ обещает при производстве бумаги. Сегодня, чтобы получить чистое сырье, приходится отправлять в отходы вместе с корой до 2—7 процентов древесины. СВЧ-технология практически исключает потери. Более того, оказалось, что она может быть с успехом применена и для превращения древесной щепы в волокнистую массу. Нужно лишь заставить клетки взрываться. Только теперь — по всему объему древесины. Для этого нужен мощный импульс СВЧ-поля, способный за две сотые доли секунды создать в клетках избыточное давление порядка 4 атмосфер. И тогда щепа практически мгновенно превратится в волокнистую массу.

Можно поручить СВЧ-полю и сбор ценной хвои. Как известно, она содержит большое количество биологически активных веществ. Добавка в рацион скота и птицы 3—5 процентов хвойно-витаминной муки заметно повышает их продуктивность.

А теперь представьте такую картину: на делянке со срубленными деревьями появляется машина, оснащенная СВЧ-генератором и мощным «пылесосом». Включены агрегаты — и иглы хвои, словно по мановению волшебной палочки, сами отрываются от веток и засасываются в приемный бункер. В чем дело? Секрет прост: радиоволны «перерубают» основание у хвоинок, которое в несколько раз тоньше самих иголок. И «пылесосу» остается лишь втянуть их.

Впрочем, и этот пример не исчерпывает всех возможностей СВЧ-поля. Новые исследования принесут и новые открытия. Но пока надо думать о практической реализации найденных решений. В нынешней пятилетке промышленность намечает освоить серийный выпуск мощных СВЧ-генераторов. С их появлением связаны и наши надежды на перевооружение лесного конвейера.