Фиг. 3.

перекос. Сущность последнего заключается в том,что он дает возможность изменять углы атаки лопастей винта при вращении т. о., что гри прохождении лопасти через правое положение угол атаки лопасти, а следовательно, и ее коэффициент подъемной силы, уменьшается, при прохонсдении же через левое-увеличивается. Таким путем может быть достигнуто равенство подъемных сил правой и левой лопасти и уничтожен опрокидывающий момент. При помощи этого же механизма летчик может произвести наклон всего аппарата в любом направлении. Элементарная схема такого устройства изобра-лшна на фиг. 3.

Кроме косой обдувки, интересно отметить режим тормолсения , т. е. спуска геликоптера с работающим мотором (на неполн мощности). Здесь винт будет испытывать как бы тормозящее действие воздуха, обдувающего его снизу. В зависимости от соотношения мелоду мощностью мотора и вертикальн. скоростью величина этого торможения может быть различна; она может быть и такова, что остановит винт и начнет его вращать в обратную сторону, как ветряную мельницу.

Кроме того, представляет особый интерес работа винта Г. на режиме авторотации, когда геликоптер спускается с неработающим мотором и винт вращается от набегающего снизу потока. Выяснилось, что в этом случае винт оказывает сопротивление падению большее, чем сплошн диск с диаметром, равным диаметру винта; это дает возможность осуществить спуск Г. даже в случае остановленного мотора. Однако, чтобы не дать винту вращаться в обратную сторону (что весьма невыгодно в силовом и в аэродинамическом отношении), нужно иметь возмолность одновременно у всех лопастей изменять шаг, уменьшая его и даже доводя до отрицательного. При подходе к земле можно до неко горой степени использовать живую силу вращающегося винта и внезапным увеличением угла атаки всех его лопастей вызвать кратковременное увеличение его подъемной силы, что может быть весьма существенно для уменьшения вертикальной скорости в самый момент посадки.

Все перечисленные режимы винта Г., простые в принципе, на практике с трудом поддаются расчету и требуют ряда опытов для окончательного выяснения. Равным образом и конструктивное осуществление механизмов автомата-перекоса, изменения шага, передач и т. п. настолько трудно, что до сего времени не получено хотя бы сколько-нибудь приемлемого решения.

Лит.: ВВФ , 1923, 4, 1921, 10-11; Самолет , М., 1924, 2; L а m 6 М., Le vol vertical et la sustenta-tion inrtfpendanle. P., 192fi: M a г г о u 1 i s W.. I.,es helicopteres. P.. 1922. A. Иэансон, A. Череиухин.

ГЕЛИОГРАВЮРА, см. Фотогравюра.

ГЕЛИОГРАФ, астрономическ. инструмент для фотографирования солнца, состоит из длиннофокусной фотографич. камеры, имеющей вид трубы. Иногда фотографирование производится непосредственно в главном фокусе объектива, но получаемое при этом

изображение солнца, равное приблизительно Vio7 фокусного расстояния, очень мало. Поэтому обычно вводят в ход лучей дополнительную короткофокусную оптическую систему, например, апланат или даже просто окуляр, которая увеличивает изображение. Установка Г. бывает или параллактическая или неподвиж;ная с горизонтальным или наклонным (по оси мира) положением трубы. В последнем случае перед Г. устанавливают гелиостат (еще лучше-целостат), направляющий солнечные лучи на объектив Г.

Лит.: см. Ге тостат.

ГЕЛИОГРАФ, В военном деле, см. Оптические средства свя.зи.

ГЕЛИОСТАТ, прибор, отражающий солнечные лучи при помощи зеркала по заданному направлению, независимо от суточного движения солнца. Употребляется в физических лабораториях при работах, требующих солнечного света (напр., при спектральном анализе), а также для фотографирования солнца неподв1ккной камерой.

Г. изобретен голландским физиком Гра-везандом в 1720 г. и впоследствии подвергся разным усовершенствованиям и изменениям. Он состоит из зеркала, отралсающего лучи, и часового механизма, движущего зеркало при помощи системы передач и рычагов с таким расчетом, чтобы отраженные лучи сохраняли направление. При пользовании Г. его необходимо установить по широте места и для данного склонения солнца. Наиболее распространен Г. сист. Фюсса (Fuess), употребляемый главным образом для физич. исследований. Г. системы Фюсса представлен на прилагаемой фигуре. С-полярная ось,

устанавливаемая параллельно оси мира; на нижнем конце ее находится в круглой коробке часовой механизм; по кругу D с нанесенными на нем делениями устанавливается склонение солнца. Верхняя часть инструмента поворачивается затем около полярной оси так, чтобы диоптры q vl р были направлены на солнце. Отраженному от зеркала М лучу можно в известных пределах дать произвольное направление поворотом плеча В, несущего зеркало, около вертикальной колонны А и изменением длины самого плеча при помощи движка F. Если Г. устроен так, что допускает установку по склонению не только в пределах ± 24°, в которых всегда заключается склонение солнца, но и для других склонений,то такой инструмент называется сидеростатом. Все Г. и сидеростаты дают неизменное направление лучам

того светила, иа которое они установлены; однако, изображение этого светила в зеркале не останется неподвижным, а вращается около своего пентра в зависимости от суточного движения светила. Поэтому для фотографирования светил с большими экспозициями, напр., фотографирования солнечной короны во время затмений, эти приборы не годятся, и вместо них употребляют целостаты (см.).

Лит.: А m b г О п п L., Handbuch der astronom. Instnnncntenkunde, В. 2, В., 1899; К о n к о 1 у N., Praktische Anleitung z. Anstellung astronom. Beobach-tungen, Brschw., 1883; S с h e i n e г J., Die Photographic d. Oestirne, Lpz., 1897. A. Михайлов.

ГЕЛИОТЕХНИКА, отрасль техники, занимающаяся использованием мощности лучистой энергии солнца для практических надобностей. По подсчетам X. П. Штейнметца, солнечная энергия дает летом при безоблачном небе на 1 км в час 840 млн. Cal. Принимая во внимание, что 1 kWh эквивалентен 864 Cal, теоретически иа 1 км приходится 972 ООО kWh. Американский физик Ланглей высчитал, что полное использование всего попадающего на землю излучения солнца дало бы 350 биллионов ЬР = 62,5 билл. Cal (1 Cal = 427 кгм = 5,6 IP). Ганс Фишер вычислил, что на 20° с. ш. на канедые 4 горизонтальной поверхности земли приходится эквивалент 1 ЬР в год. При кпд = 10% калсдый км площади дал бы 25 ООО IP в год. Современная паровая машина требует для производства 1 IP в год 4 т угля. Т.о. можно было бы сэкономить за год 100 000 т угля. Добытые в 1920 г. 1 300 млн. m угля, превращенные целиком в механическую энергию, отвечали бы приблизительно 325 млн. IP в год. Следовательно, для получения 325 млп. IP в год потребовалось бы только 13 ООО км, т. е. приблизительно Vs площади Швейцарии.

Г. находится пока в стадии проектов и пробных установок, но может иметь значение для будущего, когда начнут иссякать имеющиеся на земле запасы энергии (каменный уголь, нефть, горючие природные газы). Г., однако, может уже теперь играть большую роль в местностях, где имеются сезонные потребители солнечной энергии, где достаточно велика солнечная радиация и где недостаточны или дороги другие источники энергии. В зависимости от того, в какой вид энергии превращается лучистая энергия солнца, гелиотехнич., или так наз. солнечные, установки можно разделить на: фотохимические, фотоэлектрическ., тештовые и силовые. Фотохимич. солнечные установки не вышли пока из стадии лабораторных опытов (см. Фотохимия), если не считать всего растениеводства и таких применений лучистой энергии солнца, как беление тканей, солнцелечение и т. п. В той ле стадии находятся и фотоэлектрическ. солнечные установки. Наоборот, тепловые и силовые солнечные установки находят практическ. применение уже теперь.

Так как теплота, полученная за счет поглощенной лучистой энергии солнца, сравнительно редко может потребляться в месте поглощения, то основным элементом тепловой солнечной установки является солнечный котел, в котором солнечная радиация Q (выраженная в са1/м. на 1 см поперечного сечения q пучка лучей, падающих

на освещаемую поверхность q котла) дает поток тепла Q (выраженный в тех же еди-Н1щах), передаваемый рабочему веществу, которое идет самотеком или прогоняется особым насосом через котел. Разберем случай параллельного пучка солнечных лучей, падающего под углом а (между направлением лучей и нормалью к поверхности) на плоскую поверхность котла. Если обозначить через и Уд коэффиценты отражения и рассеяния поверхностью котла при угле падения а, через 6, е и t,-коэфф-ты потери через 1 сж этой поверхности по теплопроводности, конвекции и лучеиспусканию, отнесенные к1° приведенной (см. далее) разности температур поверхности котла и окружающей среды 0g, в, в, то для стационарной стадии процесса освещения котла солнечными лучами получим:

(3=[g(l-/?,-yJ-(Je3-£6-S0r]cOS .(l)

Если для повышения t° рабочего вещества прибегают к концентрации солнечных лучей при помощи собирательных зеркал или чечевиц и к защите котла от потерь при помощи оболочек из материалов, сравнительно прозрачных для солнечной радиации и сравнительно непрозрачных для более длинноволнового излучения котла (обычно, стеклянных), то уравнение (1) надо заменить более cлoлvHым, типа:

i -1

в к-ром df есть сечение того элементарного пучка падающей солнечной радиации, который после отралхения и рассеяния п нроме-лсуточными поверхностями попадает на элемент df поверхности котла; символ П означает произведение ряда множителей, стоящих в круглых скобках и относящихся к каждой из этих поверхностей, а знак 1 относится к каждому из участков обратного пути тепла от котла через защищающие его гп однородных слоев вплоть до последней наружной оболочки; при этом коэффициенты ь 4> iic попрежнему рассчитаны на 1 см новерхности котла, а 0gj, в, бпредставляют собой разности температур на границах /с-го слоя. Нестационарные стадии процесса освещения можно в нервом приближении не принимать в расчет, так как добавочные члены к уравнениям (1) и (2),к-рыми выразится энергия, рщущая на повышение t° стенок котла и рабочего вещества, войдут со знаком (-) при стадии увеличения 03, 0g и 0 и со знаком (-Ь) при стадии их уменьшения, и влияние нестационарных стадий скалсется лишь в сдвиге на некоторый интервал времени начала и конца стационарной стадии. Этот сдвиг фазы даже без применения каких-либо специальных аккумуляторов достигал в некоторых гелиотехнических установках нескольких часов, что существенно при проектировании солнечных установок, например, для осветительных целей, так как постройка аккумуляторов сильно увеличила бы стоимость со-

оружеиия. Длянеосвещаемых частей поверхности котла теплопотеря на 1 см выразится уравнением:

-д -6Щ-е%- 0, ГЗ) где буквенные обозначения имеют аналогич. значения, при чем в случае наличия защитной оболочки первая часть до л нна быть заменена суммой по отдельным прослойкам аналогично различию вторых членов правых частей ур-ий (1) и (2). Что касается величин О и в , то, если за 0 и 6 молшо со значительным приближением к действительности принимать непосредственные разности t° котла и окружающего воздуха (если, например, считать излучение освещаемой поверхности происходящим по закону Стефана), будет правильнее принимать:

где Гк. и Те,-температуры котла и воздуха при тех опытах, из к-рых было получено значение С,. Ур-ия (1)-(3) предопределяют весь путь усовершенствования тепловых солнечгштх установок при заданной наперед температуре рабочего вещества, так как oini дают определенные указания на условия, при которых

Qf -Q f /сч

кпдк. = --q7 - (5)

будет наибольшим. Уравнение (5) относится к случаю плоского котла, освещенного параллельным пучком; в общем же случае

JdQ-fdQ

КПДк.

где первый интеграл распространен по всей освещаемой поверхности кот.п;а, второй-по неосвещаемой поверхности котла, а третий- по всему сечению освещающего пучка перед его падением на котел или на собирательную систему. Условия максимальности кпд котла будут очевидно:

= О (7); i3a = min (8); уа = min (9); rf= min) () = min

s-minWlO); c = minWll);

a такягс, при прочих равных условиях,

= min. (12)

Первой попыткой такого подхода к теории солнечного котла можно считать обсу-л\дение условий максимальности кпд солнечной кухни Аббота. Условия (7)-(12) ничего не говорят о t° котла и рабочего вещества (t° которого м. б. при достаточрю большом тешловом напоре сделана практически равной t° котла), но из ур-ий (1)-(3) следует, что нулшо стремиться к возмол:но низким ее значениям, достаточным лишь для технич. применения данной установки,-обстоятельство, представляющее одно из преимуществ солнечных котлов перед паровыми и т. п. Это вполне осушествимо во всякой с р е д н е т е м п е р а т у р и о й (t° котла 110-120°) и низкотемпературной (t° котла 70-80°) установке (считая высокотемпературными установки, для которых f° котла >150°). Примером работающих сред-нетемпературных установок яв.тяются сол-

нечные кухни Аббота и Бухмана, а также те солнечные опреснители, к-рые тунисские солдаты во время похода носят на спине (продукция-9 л перегнанной воды в сутки, что достаточно для четверых). Такие установки применимы в различного рода кипятильниках, в консервном деле, при выплавке руды, предварительном обогреве руды при некоторых металлургическ. процессах и т. п. Типичным примером простейшей низкотемпературной установки, в к-рой нагреваемые солнечными лучами предметы защищаются от потерь лучеиспусканием при помощи стекол, являются парники и оранлсереи. На юге Кали(])орнии существуют специальные крьппевые установки для получения горячей воды, распределяемой затем по кухням, прачечным, ваннам и т. п. В Салинас (Чили) есть опреснительная установка, дающая до 23 ООО л чистой воды в день (с площади в 4 800 м); в Долине смерти (Калифорния) вода, нагреваемая до высокой t° солнечными .лучами в медных змеевиках, покрытых стеклом, применяется для очистки магнезиальных солей. В Индии, Африке и Египте распространены солнечные кухни типа деревянного ящика, защищенного с боков и снизу, вычерненного внутри и покрытого двойным слоем стекла, благодаря чему t° в нем доходит до 115-135°. Технич. применения низкотемпературных установок м. б. крайне разнообразны: сушение сахарной свеклы, фруктов и овощей; предварительное обогревание воды для паровых кот-пов, получение горячей воды в текстильном, красильном и других производствах (в случаях, когда они не настолько механизированы, что выгоднее для этого применять отработавший пар, или когда они механизированы при помощи белого уг.пя), вплоть до отопления зимою зданий теплом, поглохцениым летом тепловыми аккумуляторами за счет лучистой энергии солнца.

Исключениями из требования минимальности темп-ры солнечного котла являются: 1) силовые солнечные установки, так как для них кпд доллны быть максимальными:

ьПДс14д солн. уст.-Ясолн. -котла ХтЩдвиг. (13) и при повышении t° котла и рабочего вещества возрастание кпд двигате.яя происходит сначала быстрее, чем уменьшение кпд котла; 2) тепловые солнечные установки для получения возможно более высоких t°, недости-лсимых в данную эпоху на б. или м. продол-лште.1ьпое время другими способами, и преследующие не столько технические, сколько показательные или исследовательские цели. Таковы, напр., установки Верньера (в конце 18 века) и Марселя Моро (современная): первый применял две большие чечевицы (установленные одна за другою), последний-ряд плоских зеркал, расположенных приблизите./1ьно по парабстоиду вращения, и ряд чечевиц, собиравших отраженные от зеркал лучи на тело, номещенное в месте, куда вращением зеркал и чечевиц направлялись фокусы отраженных пучков. Теоретически наибольшая t°, какую молено получить т. о., не может превышать t° поверхности солнца. К концентрации со-янечных лучей прибегали даке для среднетемпературных