А потом была изобретена мельница.

Итак, предок ступы — два камня, а сама ступа — предок мельницы. Процесс размола не изменился. Только пест, которым орудовали в ступе, превратился в большой круглый и плоский камень — жернов. Когда его вращали, зерна, попавшие между ним и другим жерновом, перетирались в муку. А чтобы вращать жернова, придумали ветряной двигатель — ветряк — и водяное колесо. Но тут уж нельзя не вспомнить Маркса, который писал: «Вся история развития машин может быть прослежена на истории мукомольных мельниц».

Читателю, живущему в век автоматики, будет интересно узнать, что рядом с мельницей Маркс поставил часы — этот «первый автомат, употребляемый для практических целей».

Вот из каких зародышей пошла наша современная техника. У нее есть богатая событиями история, а маленькая ступка, сохранившаяся на кухне, — это в некотором смысле исторический памятник.

Но мельница еще не стала анахронизмом и продолжает мирно существовать. Что нам приходит на память, когда мы слышим слово «мельница»? Возникает образ машущего крыльями ветряка или деревянной плотины и водяного колеса. И хотя, собственно, водяное колесо — это еще не мельница, а лишь ее двигатель, о том, что где-то вертятся, пляшут жернова, мы начинаем думать позднее.

И пожалуй, это закономерно, потому что именно двигатель является наиболее перспективным узлом такого относительно сложного механизма, как мельница. Ведь было очевидно: вчера он двигал жернова, а нынче сможет привести в движение насос, станок — что угодно!.. Поэтому процветающей оказалась именно эта ветвь «родословного дерева», выраставшего из мельницы. Ее двигатель со временем все более и более совершенствовался. Появлялись водяные колеса более сложного устройства и принципиально различных типов. Вершиной их развития сегодня стали гидравлические турбины. Они неутомимо вращают роторы генераторов на гидроэлектростанциях, вырабатывающих потоки электроэнергии, растекающейся по проводам к удобным, надежным и вездесущим электромоторам. И чем гидроэлектростанции крупнее, тем электроэнергия дешевле.

Самые многоводные реки мы перегородили плотинами. Гигантские водохранилища и огромные турбины заворожили нас. Мы почти позабыли былые заслуги скромных, но работящих мельничных колес.

Сколько воды утекло за то время, как они исчезли с наших речек и речушек! Но ведь движущиеся массы воды по-прежнему несут в себе энергию. И это колоссальное наше богатство, по сути дела, утекает от нас вместе с водой…

Поток сечением в 1 квадратный метр, двигающийся со скоростью 1 метр в секунду, развивает мощность полкиловатта, а при скорости 2 метра в секунду — 4 киловатта. Теоретически современная гидротурбина может использовать почти 60 процентов этой энергии. Но маленькие генераторы мощностью 1–2 киловатта имеют коэффициент полезного действия 80 процентов. Значит, в потоке, который мы взяли для примера, генератор легко разовьет мощность в 1 киловатт. А 1 киловатт — это богатство: киловатт зажжет 25 лампочек по 40 ватт! Киловатт может поднять воду на высоту десяти метров для орошения 30–50 гектаров! Да мало ли что может еще сделать один киловатт! И эта энергия долгое время оставалась запертой в ларец, к которому нужно было подобрать ключик.

Энергетические ресурсы всех наших рек подсчитаны и учтены. Оказывается, мы используем лишь десятую их часть. Громадная доля учтенных запасов энергии приходится на малые реки и почти не используется. Строить мелкие ГЭС крайне невыгодно. Да и обычная турбина слишком тяжела для слабого напора небольших рек: значительная часть энергии потока будет тратиться на вращение самой турбины, а потребителю оставались бы крохи.

Что ж, стало быть, нет никаких перспектив использования в сельских районах мелких гидроустановок? — Утверждать это — значило бы попросту капитулировать перед трудностями новой проблемы. А отступать в борьбе недостойно человека, привыкшего раскусывать крепкие орешки секретов природы. Если мощность одной небольшой силовой установки мала и установка эта становится невыгодной, то можно выйти из положения, объединив несколько маломощных установок. Например, жители Крайнего Севера не имеют такого мощного (сравнительно) живого двигателя, как наша симпатичная лошадка. Но у них есть собаки. Как «транспортное средство» одна собака не многого стоит, она едва может нести небольшой вьючок или тащить маленькие санки. Другое дело — упряжка в десять собак. Она легко мчит и каюра и небольшой груз.

Нужно, следовательно, создать упряжку из нескольких турбин, небольших, не забирающих у воды слишком много драгоценной энергии, так сказать, «для собственных нужд».

Такая турбина существует. Это поперечная вингроторная турбинка. Напомню, что мы уже знакомились с ней, когда речь шла о создании летающей модели ротолета. Она представляет собой два полуцилиндра, обращенных друг к другу своими полостями. Очень удачную конструкцию такой турбины предложил в свое время Е. С. Бирюков.

…Узнал я о существовании этого интересного человека довольно давно. Весной 1961 года из редакции журнала «Знание — сила» мне, зная, что я интересуюсь поперечными турбинами, прислали письмо, написанное четким, каллиграфическим почерком и сопровождавшееся эскизами и графиками, аккуратно вычерченными, видимо, опытной рукой. Под письмом стояла ничего мне не говорившая подпись — Бирюков. «Ученый», — подумал я и ошибся.

Ефим Степанович Бирюков оказался старым рабочим-металлистом. За его плечами лежал большой и завидно интересный жизненный путь. Он отстаивал завоевания революции в гражданской войне, боролся с кулаками и организовывал колхозы. А в 20-х годах ему удалось закончить курсы механиков. За годы своей жизни и работы Е. С. Бирюков внес десятки интересных рационализаторских предложений.

Суть письма, которое я прочитал, состояла в следующем. Оказывается, еще в 30-х годах начал он совершенствовать ветряные двигатели на поперечных турбинах вопреки пессимистическим выводам теоретиков, которые доказывали, что к.п.д. поперечной турбины не может быть больше 19 (с небольшой дробью) процентов. А его турбинка, как говорилось в письме, лежавшем передо мной, работала с к.п.д. в 2,5–3 раза большим. Мне это показалось невероятным, но…

Турбина Е. С. Бирюкова была необычна. Сечение ее лопастей напоминало сдвоенные латинские буквы «SS». Посмотрим, как она работает. Поток давит на внешние ковши-захваты и создает крутящий момент. Это как раз тот активный момент, за счет которого турбина может, по утверждению теоретиков, полезно использовать 19,2 процента мощности набегающего на нее потока. Между стенками лопастей турбины Бирюкова, то есть между латинскими «SS», остается широкий канал, проходя по которому поток создает дополнительный — вот откуда прирост мощности! — реактивный момент. Реактивная сила возникает потому, что поток воды за один оборот ротора неоднократно меняет направление движения в межлопастном пространстве поперечной турбины. Таких поперечных турбин я еще не встречал. Это было новым словом.

Ось турбины в установках Бирюкова входила в бочку с водой, и на ней были закреплены лопатки. В бочке был установлен ряд других, неподвижных лопаток. Энергия турбины затрачивалась на перемешивание воды между лопатками. Вследствие трения частиц воды друг о друга часть энергии превращалась в тепло. Двенадцать лет совершенствовал Ефим Степанович свою установку, улучшая профиль турбин. И если в первых его установках вода в бочке становилась только лишь теплой, то в усовершенствованных закипала! От бочки он отвел трубы, установил в комнатах радиаторы — получилось паровое отопление. И вот зимой, когда сильный ветер выдувал из дома драгоценное тепло и когда у соседей основной заботой было удержать это тепло, в доме Ефима Степановича все форточки открывались настежь… Е. Бирюков был скромнейшим человеком. Я с большим изумлением узнал, что он так и не получил на свою замечательную турбину авторского свидетельства, и твердо решил помочь ему. Года два спустя Ефиму Степановичу такое свидетельство выдали.