Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями) - Александр Горкин

Первый в мире гетероинжекционный лазер был создан коллективом учёных под руководством Ж. И. Алфёрова в 1968 г. В 1970 г. этот коллектив создал первый диод на гетеропереходе, а в 1971 г. – первый транзистор. Алфёров и Г. Крёмер (США) открыли и усовершенствовали скоростные опто – и микроэлектронные компоненты на базе многослойных полупроводников – гетероструктур. Созданные на их основе быстродействующие транзисторы широко применяются в мобильных телефонах и системах спутниковой связи. Разработанные по этой же технологии лазерные диоды передают информацию по оптоволоконным телефонным линиям и сетям Интернета. Они используются в проигрывателях компакт-дисков, устройствах для считывания товарных ярлыков со штрих-кодом в магазинах, лазерных указках и множестве других современных электронных приборов. В 2000 г. Ж. И. Алфёрову и Г. Крёмеру за создание гетеропереходных полупроводниковых приборов присуждена Нобелевская премия в области физики.

ГЕТИНÁКС, слоистый пластик на основе бумаги, пропитанной термореактивными синтетическими смолами, гл. обр. фенолоформальдегидными. Основу – бумагу из сульфитной и сульфатной целлюлозы или сульфатно-тряпичную бумагу, а также асбестовую, содержащую небелёную целлюлозу (асбогетинакс), или синтетическую бумагу (органогетинакс) – пропитывают раствором предварительно нагретой смолы, сушат, режут, прессуют при 150 °C и давлении 15 МПа. Выпускается в виде листов или цилиндрических заготовок по технологии изготовления композиционных материалов (напр., штампованием или намоткой). Отличается высокими механическими и электроизоляционными свойствами. Плотность 1200–1800 кг/мі, удельное электрическое сопротивление 1010 —1017 Ом·см; теплостойкость от 150 до 300 °C (для асбогетинакса). С поверхности покрывают медной фольгой, стеклянной, асбестовой или хлопчатобумажной тканью; иногда ткань или металлическую сетку используют в качестве внутреннего слоя, повышающего прочность изделия. Применяют в производстве электроизоляционных деталей для радиотелефонной и телевизионной аппаратуры, печатных схем, втулок, шестерёнок и др.; гетинакс с наружным декоративным слоем используют при облицовке мебели и интерьеров.

ГИ́БКА, получение из заготовок деталей изогнутой формы. Для этого применяют специальные машины. Одни из них предназначены для изготовления цилиндрических или конических открытых с концов барабанов (обечаек), которые затем используют при производстве бочек, вёдер, бункеров и других ёмкостей. Другие, более мощные, служат для гнутья трубных заготовок, получения кольцеобразных и дуговых элементов. Существуют машины для навивки пружин; свёртывания из листового материала труб большого диаметра. Мелкие изделия из проволоки или ленты (шплинты, скрепки и т. п.) изготовляют на гибочных автоматах. Гибку скоб, кронштейнов, гофрированных и других фигурных заготовок осуществляют в специальных прессах, называемых бульдозерами.

Гибочная машина (листогибочный кривошипный пресс)

ГИ́БКИЙ МАГНИ́ТНЫЙ ДИСК (флоппи-диск), носитель данных в виде тонкого, упругого пластмассового диска, покрытого с одной или обеих сторон слоем магнитного вещества; разновидность магнитного диска. Гибкие пластмассовые магнитные диски размещаются по одному в специальных жёстких кассетах; кассета с флоппи-диском называется дискетой. Ёмкость стандартной дискеты – 1.44 Мбайт.

ГИБРИ́ДНАЯ ИНТЕГРÁЛЬНАЯ СХÉМА, см. в ст. Интегральная схема.

ГИДРАВЛИ́ЧЕСКАЯ ТУРБИ́НА (гидротурбина), лопастный гидравлический двигатель, преобразующий механическую энергию потока воды в энергию вращающегося вала. Основным рабочим органом гидротурбины, на котором происходит преобразование энергии, является рабочее колесо.

По принципу действия гидротурбины делят на реактивные (напороструйные) и активные (свободноструйные). Вода к рабочему колесу поступает либо через сопла (в активных гидротурбинах), либо через направляющий аппарат (в реактивных гидротурбинах). Реактивные гидротурбины по направлению потока воды, падающего на лопасти рабочего колеса, подразделяются на осевые и радиально-осевые. Преимущественное применение получили радиально-осевые гидротурбины с изменяющимся углом поворота лопастей (т. н. поворотно-лопастные). Мощность, развиваемую реактивной гидротурбиной, можно регулировать путём изменения угла поворота лопастей рабочего колеса или лопаток направляющего аппарата (гидротурбины одинарного регулирования), либо тем и другим способом одновременно (гидротурбины двойного регулирования). Реактивные радиально-осевые гидротурбины применяют в основном при напорах до 500–600 м. Такие гидротурбины установлены на большинстве ГЭС России.

Схема реактивной гидравлической турбины:

а – рабочее колесо; б – направляющий аппарат

В активных гидротурбинах вода к рабочему колесу может подаваться через одно или несколько сопел либо сразу через все сопла (кольцевой струёй). Соответственно в первом случае работает только одна или несколько лопастей, а во втором – одновременно все лопасти рабочего колеса. Мощность активной гидротурбины регулируют либо за счёт изменения числа открытых сопел, т. е. числа работающих лопастей, либо за счёт изменения площади выходного сечения сопел (всех одновременно).

Схема активной гидравлической турбины:

а – рабочее колесо; б – сопла

Наиболее распространённой разновидностью активной гидротурбины является ковшовая турбина. Вода на лопасти (ковши) рабочего колеса попадает по касательной к окружности, проходящей через центры ковшей, и не непрерывно, а лишь при прохождении ими зоны действия напорной струи. Число ковшей выбирают минимальным (обычно 18–26) из расчёта непрерывности перехода струи с одной лопасти на другую (без проскока струи между ними). Активные гидротурбины применяют при напорах св. 500–600 м. Наибольший используемый ковшовыми гидротурбинами напор – ок. 1800 м на ГЭС Рейсек в Австрии.

Первая реактивная гидротурбина мощностью 6 л. с. была построена в 1827 г. французским инженером Б. Фурнероном. В 1855 г. американский инженер Дж. Френсис изобрёл радиально-осевое рабочее колесо с неповоротными лопастями, а в 1887 г. немецкий инженер Финк предложил направляющий аппарат с поворотными лопатками. Спустя два года американский инженер А. Пелтон получил патент на активную ковшовую гидротурбину. В 1920 г. австрийский инженер В. Каплан получил патент на поворотно-лопастную гидротурбину. К кон. 20 в. в России были созданы и успешно работали гидротурбины единичной мощностью 508 и 650 МВт (Красноярская и Саяно-Шушенская ГЭС) с расчётным напором 93 и 194 м, диаметром рабочего колеса 7.5 и 6.5 м соответственно, а в Японии – гидротурбины мощностью 600 МВт с диаметром рабочего колеса 9.7 м и напором 87 м (установлены на ГЭС Гранд-Кули-III в США).

Ковшовая турбина

ГИДРАВЛИ́ЧЕСКИЙ АККУМУЛЯ́ТОР, устройство для накопления энергии рабочей жидкости или газа, находящихся под давлением, с целью их последующего использования. Служит для выравнивания давления и расхода жидкости (газа) в гидравлических установках. Гидравлические аккумуляторы делятся на грузовые и воздушные, поршневые и беспоршневые. Гидравлические аккумуляторы применяют в системах с резко переменным расходом жидкости (газа). В периоды уменьшения потребления аккумулятор накапливает жидкость, поступающую от насосов, и отдаёт её в моменты наибольших расходов. Поршневой аккумулятор состоит из резервуара, обычно цилиндрической формы, со свободно перемещающимся внутри поршнем. В резервуар подаётся жидкость под давлением, которое удерживается постоянным благодаря внешнему воздействию на поршень груза или сжатого воздуха. В беспоршневых аккумуляторах давление поддерживается постоянным за счёт давления сжатого воздуха в пневмосети, соединённой с резервуаром аккумулятора. При этом давление воздуха равно давлению жидкости.

Гидравлические аккумуляторы:

а – груxзовый; б – баллонный;

1 – резервуар; 2 – поршень; 3 – груз; 4 – баллоны со сжатым воздухом

ГИДРАВЛИ́ЧЕСКИЙ ПРЕСС, пресс, приводимый в действие жидкостью, находящейся под высоким давлением. Гидравлический пресс был изобретён в 1795 г. Впервые применён для пакетирования сена, выдавливания виноградного сока, отжима масла. С сер. 19 в. широко применяется в металлообработке для ковки слитков, листовой штамповки, гибки и правки, объёмной штамповки, выдавливания труб и профилей, пакетирования и брикетирования отходов, прессования порошковых материалов, покрытия кабелей металлической оболочкой и др. Гидравлические прессы используются в производстве пластмассовых и резиновых изделий, древесно-стружечных плит, фанеры, текстолита. Они применяются при синтезе новых материалов (напр., искусственных алмазов). Действие гидравлического пресса основано на законе Паскаля. Усилие возникает на поршне рабочего цилиндра, в который под высоким давлением поступает жидкость (вода или масло). Поршень связан с рабочим инструментом. Гидравлический пресс может иметь привод от насоса или насосно-аккумуляторной станции. Давление рабочей жидкости для большинства гидравлических прессов составляет 20–32 Мн/мІ (200–320 кгс/смІ). Наиболее мощные гидравлические прессы развивают усилие 735 Мн (~ 75000 тс). Гидравлические прессы при работе не создают большого шума и сотрясений, неизбежных при работе молота.