АСФАЛЬТИРОВАНИЕ, устройство асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах, улицах, аэродромах и т. п. путём укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси по предварительно подготовленному основанию. В зависимости от назначения покрытия асфальтобетонную смесь (асфальтобетон) укладывают в один или два слоя на основание из щебня, гравия (нежёсткое основание) или бетона (жёсткое основание). Нижний слой толщиной 4-5 см устраивают из крупно- или среднезерни-стой смеси с остаточной пористостью 5-10% ; верхний слой толщиной 3-4 см-из средне- или мелкозернистой смеси (остаточная пористость 3-5%). При тяжёлых нагрузках и интенсивном движении транспорта покрытия устраивают 3-4-слойными общей толщиной 12-15 см. АСФАЛЬТИРОВАНИЕ начинается с очистки основания от пыли и грязи механич. дорожными щётками и поливомоечными машинами, исправления неровностей основания, обработки его поверхности жидким битумом или битумной эмульсией. Асфальтобетонная смесь приготовляется в асфальтобетоно-смесителях на стационарных или полустационарных заводах (установках), доставляется на место автомобилями-самосвалами и загружается в приёмный бункер асфалътобетоноукладчика, к-рый укладывает, разравнивает и предварительно уплотняет смесь. Окончат. уплотнение осуществляется катками дорожными. .
КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, отрасль строительства, занятая сооружением объектов, связанных с обслуживанием жителей городов, посёлков городского типа, районных сельских центров и населённых пунктов сельской местности. В числе этих объектов: системы водоснабжения и канализации с очистными сооружениями и сетями; сооружения городского электрического транспорта с путевым, энергетическим хозяйством, депо и ремонтными предприятиями; сети газоснабжения и теплоснабжения с распределительными пунктами, районными и квартальными котельными; электрические сети и устройства напряжением ниже 35 кв; гостиницы; городские гидротехнические сооружения; объекты внешнего благоустройства населённых мест, озеленения, дороги, мосты, путепроводы, ливнестоки; предприятия санитарной очистки, мусороперерабатывающие и др. Планомерное развитие КОММУНАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА в СССР началось ещё в 1-й пятилетке и осуществлялось нарастающими темпами до начала Великой Отечеств, войны 1941-45. В годы 4-й пятилетки (1946-50) проводились работы по восстановлению объектов коммунального назначения, разрушенных во время нем.-фаш. оккупации. В последующие годы КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО велось высокими темпами в связи с бурным развитием промышленности, культуры, увеличением численности городов и посёлков городского типа .
ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО, теория и практика планировки и застройки городов (см. Город). ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО определяют социальный строй, уровень развития производственных сил, науки и культуры, природно-климатичие условия и национальные особенности страны. ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО охватывает сложный комплекс социально-экономических, строительно-технических, архитектурно-художественных, а также санитарно-гигиенических проблем. Общим для ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО досоциалистических формаций является большее или меньшее влияние на него частной собственности на землю и недвижимое имущество..
ЗЕЛЁНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, составная часть современного градостроительства. Городские парки, сады, скверы, бульвары, загородные парки (лесопарки, лугопарки, гидропарки, исторические, этнографические, мемориальные), национальные парки, народные парки, тесно связанные с планировочной структурой города, являются необходимым элементом общегородского ландшафта. Они способствуют образованию благоприятной в санитарно-гигиеническом отношении среды, частично определяют функциональную организацию городских территорий, служат местами массового отдыха трудящихся и содействуют художественной выразительности архитектурых ансамблей. При разработке проектов садов и парков учитывают динамику роста деревьев, состояние и расцветку их крон в зависимости от времени года.
| ают окалину с металлич. изделий. Ионное строение имеют и двойные Г.- борогидриды MeBH4 и алюмогидриды MeAlH4 (см. Алюминия гидрид), широко используемые в органич. синтезе в качестве эффективных восстановителей.
Г. переходных металлов принадлежат к типу металлических, т. к. по характеру хим. связи они сходны с металлами. Эти Г. в большинстве случаев являются соединениями переменного состава, и приводимые ниже формулы дают лишь предельное содержание в них водорода. Многие металлы способны поглощать значит, количество водорода с образованием твёрдых растворов, сохраняющих кристаллич. структуру данного металла. Напротив, истинные Г. имеют структуру иную, чем исходный металл. Для металлов III группы периодич. системы (подгруппа Sc и лантаноиды) характерно образование двух типов Г. - MeH2 и МеН3. Металлы IV группы (подгруппа Ti) образуют Г. MeH2, а металлы V группы (подгруппа ванадия)- MeH. Г. металлов этих групп - хрупкие твёрдые вещества серого или чёрного цвета, получаются при действии водорода на мелкораздробленные металлы при повышенных темп-pax. Металлы VI, VII и VIII групп (кроме палладия) при поглощении водорода не дают определённых хим. соединений.
Г. переходных металлов служат катализаторами различных хим. реакций. Способность металлов образовывать Г. используется в высоковакуумной технике для связывания водорода. В результате образования Г., напр. при действии паров воды на раскалённый металл и при электролитич. выделении металлов, ухудшается качество металлов (появляется т. н. водородная хрупкость).
Г. переходных металлов I и II групп периодич. системы, а также Г. III группы (подгруппа Al) не образуются при взаимодействии металла с водородом. Они получаются, напр., при восстановлении соединений этих металлов алюмогидридом лития LiAlH4 в эфирном растворе. Все они при нагревании легко разлагаются на металл и водород.
Ковалентные Г. образуются неметаллами IV, V, VI и VII групп периодич. системы, а также бором. Кроме простейших соединений этого типа (метана CH4, силана SiH4 и т. п.), являющихся газами, известны Г. с большим числом атомов элемента, соединённых друг с другом в виде цепей, напр, силаны SinH2n+2. Простейший Г. бора BH3 не существует, бороводороды имеют сложное строение. Г. элементов первых периодов очень стабильны, Г. тяжёлых элементов крайне неустойчивы. Многие Г. (B2H6, SiH4, PH3) легко воспламеняются на воздухе. B2H6 и SiH4 разлагаются водой с выделением водорода. Г. элементов V, VI и VII групп водой не разлагаются. Известны многочисл. производные ковалентных Г., в к-рых часть атомов водорода замещена на атомы галогена или металла, а также на алкильные и др. группы. Ковалентные Г. получают непосредств. взаимодействием элементов, разложением металлич. соединений водой или кислотами, восстановлением галогенидов и др. соединений гидридами, борогидридами и алюмогидридами щелочных металлов. Термич. разложение Г. служит одним из методов получения особо чистых элементов (напр., кремния, германия).
Лит.: Xeрд Д., Введение в химию гидридов, пер. с англ., M., 1955; Жигач А. Ф., Стасиневич Д. С., Химия гидридов, Л., 1969; Михеева В. И., Гидриды переходных металлов, M., 1960; Mаккей К., Водородные соединения металлов, пер. с англ., M., 1968; Галактионова H. А., Водород в металлах, 2 изд.. M., 1967.
Д. С. Стасиневич.
ГИДРИЯ (греч. hydria, от hydor - вода), древнегреческий сосуд для воды (чаще керамический). Г. имеет две горизонтальные ручки по бокам, за к-рые её удобно поднимать и поддерживать при переноске на плече, и одну вертикальную, при помощи к-рой Г. легко наклонять. По форме Г. близка амфоре, но её яйцевидное тулово сильно расширяется кверху, а горло уже и выше. Благодаря этому силуэт Г. более динамичен и наделён более напряжённым ритмом. Г. часто украшались росписью. Илл. см. т. 4, стр. 232.
ГИДРО... (от греч. hydor - вода), начальная часть сложных слов, указывающая на отношение их к воде, водоёмам и т. п., напр, гидробиология, гидросфера.
ГИДРОАГРЕГАТ (от гидро... и агрегат), агрегат, состоящий из гидротурбины и гидрогенератора. Различают горизонта льные осевые и вертикальные Г. Горизонтальные осевые Г. делятся на прямоточные агрегаты и погружённые. К последним относятся капсульные гидроагрегаты и шахтные с верховым и низовым расположением генератора.
ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ГАЭС), насосно-аккумулирующая электростанция, гидроэлектрическая станция, принцип действия (аккумулирования) к-рой заключается в преобразовании электрич. энергии, получаемой от др. электростанций, в потенциальную энергию воды; при обратном преобразовании накопленная энергия отдаётся в энергосистему гл. обр. для покрытия пиков нагрузки. Гидротехнич. сооружения ГАЭС (рис.) состоят из двух бассейнов, расположенных на разных уровнях, и соединит, трубопровода. Гидроагрегаты, установленные в здании ГАЭС у нижнего конца трубопровода, могут быть трёхмашинными, состоящими из соединённых на одном валу обратимой электрич. машины (двигатель-генератор), гидротурбины и насоса, или двухмашинными - обратимая электромашина я обратимая гидромашина, к-рая в зависимости от направления вращения может работать как насос или как турбина. В конце 60-х гг. 20 в. на вновь вводимых ГАЭС стали устанавливать более экономичные двухмашинные агрегаты.
Гидроаккумулирующая электростанция (схема): а. - вертикальный разрез; б - план; / - верхний аккумулирующий бассейн; 2 - водоприёмник; 3 - напорный водовод; 4 - здание электростанции; 5-нижнее питающее водохранилище; 6 - плотина с водосбросом; 7 - нормальный подпорный уровень воды; 8 - Уро вень сработки.
Электроэнергия, вырабатываемая недогруженными электростанциями энергосистемы (в основном в ночные часы суток), используется ГАЭС для перекачивания насосами воды из нижнего водоёма в верхний, аккумулирующий бассейн. В периоды пиков нагрузки вода из верхнего бассейна по трубопроводу подводится к гидроагрегатам ГАЭС, включённым на работу в турбинном режиме; выработанная при этом электроэнергия отдаётся в сеть энергосистемы, а вода накапливается в нижнем водоёме. Количество аккумулированной электроэнергии определяется ёмкостью бассейнов и рабочим напором ГАЭС. Верхний бассейн ГАЭС может быть искусственным или естественным (напр., озеро); нижним бассейном нередко служит водоём, образовавшийся вследствие перекрытия реки плотиной. Одно из достоинств ГАЭС состоит в том, что они не подвержены воздействию сезонных колебаний стока. Гидроагрегаты ГАЭС в зависимости от высоты напора оборудуются поворотно-лопастными, диагональными, радиально-осевыми и ковшовыми гидротурбинами. Время пуска и смены режимов работы ГАЭС измеряется неск. минутами, что предопределяет их высокую эксплуатац. манёвренность. Регулировочный диапазон ГАЭС, из самого принципа её работы, близок двукратной установленной мощности, что является одним из осн. её достоинств.
Способность ГАЭС покрывать пики нагрузки и повышать спрос на электроэнергию в ночные часы суток делает их действенным средством для выравнивания режима работы энергосистемы и, в частности, крупных паротурбинных энергоблоков. ГАЭС могут быть с суточным, недельным и сезонным полными циклами регулирования. Наиболее экономичны мощные ГАЭС с напором в неск. сотен м, сооружаемые на скальном основании. Общий кпд ГАЭС в оптимальных расчётных условиях работы приближается к 0,75; в реальных условиях среднее значение кпд с учётом потерь в электрич. сети не превышает 0,66. ГАЭС целесообразно строить вблизи центров потребления электроэнергии, т. к. сооружение протяжённых линий электропередачи для кратковременного использования экономически не выгодно. Обычный срок сооружения ГАЭС около 3 лет.
В СССР разработано неск. проектов сооружения ГАЭС на территории Евроц. части страны, в т. ч. в р-не Москвы; первая ГАЭС с обратимыми гидроагрегатами общей мощностью 200 Мет (200 тыс. кет) сооружается (1971) в зоне верхнего бьефа Киевской ГЭС. ГАЭС сооружаются (1971) в ФРГ, США, Великобритании, Австрии, Франции, Японии, ГДР и др. Среди крупных ействующих зарубежных ГАЭС: Круахан (Великобритания) - 400 Мет, напор 440 м, введена в 1966; Том-Сок (США) - 350 Мет, в двух агрегатах по 175 Мет, напор 253 м (1963); Хоэнварте-И (ГДР) - 320 Мет, напор 305 м (1965); Вианден (Люксембург) - 900 Мет, напор 280 м (1964). Общая мощность ГАЭС в странах мира к 1970 превысила 15 Гвт (15 млн. кет). Лит.: Методы покрытия пиков электрической нагрузки, под ред. Н. А. Караулова, М., 1963; Саввин Ю. М., Гидроаккуму-лирующие электростанции, М.- Л., 1966; Доценко Т. П., Киевская ГЭС на р. Днепре, Гидротехническое строительство, 1963, № 5.
Н. А. Караулов, В. А. Проку дин.
ГИДРОАКУСТИКА (от гидро... и акустика), раздел акустики, изучающий распространение звуковых волн в реальной водной среде (в океанах, морях, озёрах и т. д.) для целей подводной локации, связи и т. п. Существенная особенность подводных звуков - их малое затухание, вследствие чего под водой звуки могут распространяться на значительно большие расстояния, чем, напр., в воздухе. Так, в области слышимых звуков для диапазона частот 500 - 2000 гц дальность распространения под водой звуков средней интенсивности достигает 15 - 20 км, а в области ультразвука - 3 - 5 км. Если исходить из величин затухания звука, наблюдаемых в лабораторных условиях в малых объёмах воды, то можно было бы ожидать значительно больших дальностей. Однако в естеств. условиях, кроме затухания, обусловленного свойствами самой воды (т. н. вязкого затухания), сказываются ещё рефракция звука и его рассеяние и поглощение различными неоднородностями среды.
Рефракция звука, или искривление пути звукового луча, вызывается неоднородностью свойств воды, гл. обр. по вертикали, вследствие трёх осн. причин: изменения гидростатич. давления с глубиной, изменения солёности и изменения темп-ры вследствие неодинакового прогрева массы воды солнечными лучами. В результате совокупного действия этих причин скорость распространения звука, составляющая ок. 1450 м/сек для пресной воды и ок. 1500 м/сек для морской, изменяется с глубиной, причём закон изменения зависит от времени года, времени дня, глубины водоёма и ряда др. причин. Звуковые лучи, вышедшие из источника под нек-рым углом к горизонту, изгибаются, причём направление изгиба зависит от распределения скоростей звука в среде (рис. 1). Летом, когда верхние слои теплее нижних, лучи изгибаются книзу и в большинстве своём отражаются от дна, теряя при этом значит, долю своей энергии. Наоборот, зимой, когда нижние слои воды сохраняют свою темп-ру, между тем как верхние слои охлаждаются, лучи изгибаются кверху и претерпевают многократные отражения от поверхности воды, при к-рых теряется значительно меньше энергии. Поэтому зимой дальность распространения звука больше, чем летом. Вследствие рефракции образуются т. н. мёртвые зоны (зоны тени - см. рис. 1,а), т. е. области, расположенные недалеко от источника, в к-рых слышимость отсутствует.
Наличие рефракции, однако, может приводить к увеличению дальности распространения звука - явлению сверхдальнего распространения звуков под водой. На нек-рой глубине под поверхностью воды находится слой, в к-ром звук распространяется с наименьшей скоростью; выше этой глубины скорость звука увеличивается из-за повышения темп-ры, а ниже - вследствие увеличения гидростатич. давления с глубиной. Этот слой представляет собой своеобразный подводный звуковой канал. Луч, отклонившийся от оси канала вверх или вниз, вследствие рефракции всегда стремится попасть в него обратно (рис. 2). Если поместить источник и приёмник звука в этом слое, то даже звуки средней интенсивности (напр., взрывы небольших зарядов в 1 - 2 кг) могут быть зарегистрированы на расстояниях в сотни и тысячи км. Существенное увеличение дальности распространения звука при наличии подводного звукового канала может наблюдаться при расположении источника и приёмника звука не обязательно вблизи оси канала, а, напр., у поверхности. В этом случае лучи, рефрагируя книзу, заходят в глубоководные слои, где они отклоняются кверху и выходят снова к поверхности на расстоянии в неск. десятков км от источника. Далее картина распространения лучей повторяется и в результате образуется последовательность т. н. вторичных освещённых зон, к-рые обычно прослеживаются до расстояний в неск. сотен км. Явление сверхдальнего распространения звука в море было открыто независимо амер. учёными М. Ивингом и Дж. Вор-целем (1944) и сов. учёными Л. М. Бре-ховских и Л. Д. Розенбергом (1946).
Рис. 2. Распространение звука в подводном звуковом канале: а - изменение скорости звука с глубиной; 6 - ход лучей в звуковом канале
На распространение звуков высокой частоты, в частности ультразвуков, когда длины волн очень малы, оказывают влияние мелкие неоднородности, обычно имеющиеся в естеств. водоёмах: микроорганизмы, пузырьки газов и т. д. Эти неоднородности действуют двояким образом: они поглощают и рассеивают энергию звуковых волн. В результате с повышением частоты звуковых колебаний дальность их распространения сокращается. Особенно сильно этот эффект заметен в поверхностном слое воды, где больше всего неоднородностей. Рассеяние звука неоднородностями, а также неровностями поверхности воды и дна вызывает явление подводной реверберации, сопровождающей посылку звукового импульса: звуковые волны, отражаясь от совокупности неоднородностей и сливаясь, дают затягивание звукового импульса, продолжающееся после его окончания, подобно реверберации, наблюдающейся в закрытых помещениях. Подводная реверберация - довольно значительная помеха для ряда практич. применений Г., в частности для гидролокации.
Пределы дальности распространения подводных звуков лимитируются ещё и т. н. собств. шумами моря, имеющими двоякое происхождение. Часть шумов возникает от ударов волн на поверхности воды, от морского прибоя, от шума перекатываемой гальки и т. п. Другая часть связана с морской фауной; сюда относятся звуки, производимые рыбами и др. морскими животными (подробнее см. Биогидроакустика).
Т. получила широкое практич. применение, т. к. никакие виды электромагнитных волн, включая и световые, не распространяются в воде (вследствие её электропроводности) на сколько-нибудь значит, расстоянии, и звук поэтому является единств, возможным средством связи под водой. Для этих целей пользуются как звуковыми частотами от 300 до 10 000 гц, так и ультразвуками от 10 000 гц и выше. В качестве излучателей и приёмников в звуковой области используются электродинамич. и пьезоэлектрич. излучатели и гидрофоны, а в ультразвуковой - пьезоэлектрич. и магнитострик-ционные. Из наиболее существенных применений Г. следует отметить эхолот, гидролокаторы, к-рыми пользуются для решения воен. задач (поиски подводных лодок противника, бесперископная торпедная атака и т. д. ); для мореходных целей (плавание вблизи скал, рифов и ДР-), рыбопромысловой разведки, поисковых работ и т. д. Пассивным средством подводного наблюдения служит шумопеленгатор, позволяющий определить направление источника шума, напр, корабельного винта. Подводные мины снабжаются т. н. акустич. замыкателями (взрывателями), вызывающими взрыв заряда мины в момент прохождения над ней корабля. Самодвижущиеся торпеды могут самонаправляться на корабль по его шуму и т. д.
Лит.: Физические основы подводной акустики, пер. с англ., под ред. В. И. Мяси-щева, М., 1955; Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, М., 1957; Подводная акустика, пер. с англ., под ред. Л. М. Бреховских, т. 1, М., 1965, т. 2, М., 1970; Сташкевич А. П., Акустика моря, Л., 1966; Толстой И., Клей К. С., Акустика океана, пер. с англ., М., 1969.
Л. Д. Розенберг. Р. Ф. Швачко.
ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, совокупность схемно и конструктивно связанных акустич., электрич. и электронных приборов и устройств, с помощью k-рых производится приём или излучение либо приём и излучение акустич. колебаний в воде.
Рис. 1, Упрощённая блок-схема гидроакустической станции: а - шумопеленгатора (/ - неподвижная акустическая система, 2 - компенсатор, 3 - усилитель, 4 - индикаторное устройство); б -гидролокатора (/ - подвижная акустическая система, 2 - обтекатель, 3- поворотное устройство, 4 - переключатель приём-передача, 5 -генератор, 6-усилитель, 7- индикаторное устройство).
Различают Г. с. только принимающие акустич. энергию (пассивного действия) и приёмо-излучающие (активного действия). Г.с. пассивного действия [шумопеленгатор (рис. 1, а), Г. с. разведки, звукометрическая станция и др.] служат для обнаружения и определения направления (пеленга) на шумящий объект (движущийся корабль, Г. с. активного действия и др.) по создаваемым объектом акустич. сигналам (шумам), а также для прослушивания, анализа и классификации принятых сигналов. Пассивные Г. с. обладают скрытностью действия: их работу нельзя обнаружить. Г. с. активного действия [гидролокатор (рис. 1,6), рыболокатор, эхолот и др.] применяют для обнаружения, определения направления и расстояния до объекта, полностью или частично погружённого в воду (подводной лодки, надводного корабля, айсберга, косяка рыбы, морского дна и т. д.). Достигается это посылкой кратковременных акустич. импульсных сигналов в определённом или во всех направлениях и приёмом (во время паузы между посылками их) после отражения от объекта. Активные Г. с. способны обнаруживать как шумящие, так и нешумящие объекты, движущиеся и неподвижные, но могут быть обнаружены и запеленгованы по излучению, что является нек-рым их недостатком. К активным Г. с. также относят станции звукоподводной связи, гидроакустические маяки, гидроакустич. лаги, эхолёдомеры и др. акустич. станции и приборы. Подробнее о методах пеленгования и определения местоположения см. в ст. Гидроакустика и Гидролокация.
Осн. частями пассивных Г. с. являются: акустич. система (антенна), компенсатор, усилитель, индикаторное устройство. Активная Г. с., кроме того, имеет также генератор и коммутационное устройство, или переключатель приём - передача.
Акустич. система Г. с. составляется из многих электроакустич. преобразователей (гидрофонов - у принимающих Г. с., вибраторов - у приёмо-излучающих Г. с.) для создания необходимой характеристики направленности приёма и излучения. Преобразователи размещаются (в зависимости от типа и назначения Г. с.) под днищем корабля на поворотно-выдвижном устройстве или в стационарном обтекателе, проницаемом для акустич. колебаний, встраиваются в наружную обшивку корабля, монтируются в буксируемом кораблём или опускаемом с вертолёта контейнере, устанавливаются поверх опорной конструкции на дне моря. Компенсатор вносит в переменные токи, протекающие в электрич. цепях разнесённых друг от друга гидрофонов, сдвиг фаз, эквивалентный разности времени прихода акустич. колебаний к этим гидрофонам. Численные значения этих сдвигов показывают угол между осью характеристики направленности неподвижной акустич. системы и направлением на объект. После усиления электрич. сигналы подаются на индикаторное устройство (телефон или электроннолучевую трубку) для фиксирования направления на шумящий объект. Генератор активной Г. с. создаёт кратковременные электрич. импульсные сигналы, к-рые затем излучаются вибраторами в виде акустич. колебаний. В паузах между ними отражённые от объектов сигналы принимаются теми же вибраторами, к-рые на это время присоединяются переключателем приём- передача к усилителю электрич. колебаний. Расстояние до объектов определяется на индикаторном устройстве по времени запаздывания отражённого сигнала относительно прямого (излучаемого).
Г. с., в зависимости от их типа и назначения, работают на частотах инф-развукового, звукового и (чаще) ультразвукового диапазонов (от десятков гц до сотен кгц), излучают мощность от десятков вт (при непрерывном генерировании) до сотен кет (в импульсе), имеют точность пеленгования от единиц до долей градуса, в зависимости от метода пеленгования (максимальный.фа-зовый, амплитудно-фазовый), остроты характеристики направленности, обусловленной частотой и размерами акустич. системы, и способа индикации. Дальность действия Г. с. лежит в пределах от сотен метров до десятков и более км и в основном зависит от параметров станции, отражающих свойств объекта (силы цели) или уровня его шумового излучения, а также от физич. явлений распространения звуковых колебаний в воде (рефракции и реверберации) и от уровня помех работе Г. с., создаваемых при движении своего корабля.
Г. с. устанавливают на подводных лодках, воен. надводных кораблях (рис. 2), вертолётах, на береговых объектах для решения задач противолодочной обороны, поиска противника, связи подводных лодок друг с другом и с надводными кораблями, выработки данных для пуска ракето-торпед и торпед, безопасности плавания и др. На трансп., промысловых и иссле-доват. судах Г. с. применяют для навигац. нужд, поиска скоплений рыбы, проведения океанографич. и гидрологич. работ, связи с водолазами и др. целей.
Рис. 2. Схема работы гидроакустических станций надводного корабля: / - преобразователь эхолота; 2 -пост гидроакустиков; 3 - преобразователь гидролокатора; 4 - обнаруженная мина; 5 - обнаруженная подводная лодка.
Лит.: Карлов Л. Б., Шошков Е. Н., Гидроакустика в военном деле, М., 1963; Простаков А. Л., Гидроакустика в иностранных флотах, Л., 1964; его же, Гидроакустика и корабль, Л., 1967; Краснов В. Н., Локация с подводной лодки, М., 1968; Хортон Дж., Основы гидролокации, пер. с англ., Л., 1961.
С. А. Барченков.
ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ МАЯК, стационарное подводное гидроакустич. устройство, излучающее акустич. сигналы в целях ограждения опасных для кораблевождения мест, ориентирования глубоководных исследоват. и поисковых аппаратов, обозначения мест высадки морских десантов и др. Г. м. устанавливают на дне моря на металлич. опорах или на якоре (на заданном углублении). Г. м. состоит из генератора, усилителя мощности, электроакустич. излучателя, механизма управления сигналами, синхронизирующего устройства и источника электропитания. Нек-рые Г. м. снабжаются приспособлениями для самозатопления, срабатывающими после выполнения определённых задач. Питание электрич. током Г. м. осуществляется по электрич. кабелю с берега (в прибрежных районах) или автономно от электрич. батареи. Дальность действия Г. м. - ок. 20 км. Она зависит от его назначения, мощности генератора, рабочей частоты и гидрологич. условий. Для навигац. Г. м. между-нар. соглашением принята рабочая частота 1050 гц. Для приёма сигналов Г. м. используют обычные корабельные гидроакустические станции. Применяют также спец. приёмные гидрофоны, у к-рых, в зависимости от выполняемой задачи (поиск торпеды, выход на десантный маяк и др.), положение характеристики направленности в горизонтальной или вертикальной плоскости можно изменять в нек-рых пределах для обеспечения наибольшего уровня сигналов. С. А. Барченков.
ГИДРОАЭРОДРОМ (от гидро... и аэродром), комплекс сооружений на водном участке и береговой полосе с воз д. пространством, предназначенный для взлёта, посадки, стоянки и обслуживания гидросамолётов. В России первые Г. были построены в 1912 - 14 в Севастополе, Ревеле (Таллин) и Либаве (Лиепая). Г. различают: по назначению- гражд., воен. и специальные (заводские, учебные, испытательные и пр.), по длительности эксплуатации, типам сооружений и оборудования - постоянные (с капитальными сооружениями и стационарным оборудованием) и временные для периодич. базирования (с сооружениями временного или переносного типа). Г. состоит из 3 осн. зон - лётной, служебно-технич. и жилой. Лётная зона - участок водного пространства (акватория) на реке, озере, море, подготовленный для взлёта и посадки гидросамолётов, их руления, хранения и обслуживания на плаву. Граница её обозначается спец. буями и бакенами, установленными на якорях и светящимися в ночное время; лётная полоса имеет длину ок. 1 км, ширину ок. 100 м. Возд. подходы к ней выбирают свободными от препятствий. На суше расположены: с л у ж е б н о-т е х н и ч е-ская зона со зданиями (для управления полётами, обслуживания пассажиров и др.) и сооружениями (причалы, пирсы, склады для хранения горюче-смазочных материалов, гидроспуски, ремонтные мастерские и др.), предназначенными для круглосуточной эксплуатации гидросамолётов, и жилая зона с коммунально-бытовыми и куль-турно-просветит. зданиями и сооружениями. Л. И. Горецкий.
ГИДРОАЭРОИОНИЗАЦИЯ (от гидро..., аэро... и ист), метод искусств, воспроизведения совокупности электрич., метеорологич. и акустич. явлений, встречающихся в естеств. условиях при распылении воды (у водопадов, горных рек, при морских прибоях) и объединяемых общим понятием баллоэлектрич. эффект. Все элементы, составляющие этот эффект, являются биологически активными и воздействуют на окислительно-восстановительные процессы, осн. процессы обмена веществ в организме, ге-модинамику, сосудистый тонус и функциональное состояние нервной системы организма человека. В определённой дозировке баллоэлектрич. эффект стимулирует иммунобиологич. реакции организма. Г. применяют при лечении гипер-тонич. болезни, атеросклероза в ранних стадиях, ревматизма в неактивной фазе. Для Г. созданы спец. аппараты-г и д-роаэроионизаторы, частично или полностью воспроизводящие баллоэлектрич. эффект. См. также Аэроионотерапия.
ГИДРОАЭРОМЕХАНИКА (от гидроаэро... и механика), раздел механики, посвящённый изучению равновесия и движения жидких и газообразных сред и их взаимодействия между собой и с твёрдыми телами.
Развитие Г. протекало в тесной связи с запросами практики. Первые гидротех-нич. устройства (каналы, колодцы) и плавающие средства (плоты, лодки) появились ещё в доисторич. времена. Изобретение таких сравнительно сложных аэро- и гидромеханич. устройств, как парус, весло, руль, насос, также относится к далёкому прошлому. Развитие мореплавания и воен. дела послужило стимулом к появлению основ механики и, в частности, Г.
Главной проблемой Г. с самого её возникновения стало взаимодействие между средой (водой, воздухом) и движущимся или покоящимся в ней телом. Первым учёным, внёсшим значит, вклад в Г., был Архимед (3 в. до н. э.), открывший осн. закон гидростатики и создавший теорию равновесия жидкостей. Труды Архимеда явились основой для создания ряда гидравлич. аппаратов, в частности поршневых насосов.
Следующий этап развития Г. относится к эпохе Возрождения (16-17 вв.) Леонардо да Винчи сделал первый существенный шаг в изучении движения тел в жидкости или газе. Наблюдая полёт птиц, он открыл существование сопротивления среды. Он считал, что воздух, сжимаясь вблизи передней части тела, как бы загустевает и поэтому препятствует движению в нём тел. Сжимаясь под крылом птицы, воздух, по мнению Леонардо, создаёт опору для крыла, благодаря чему возникает сила, поддерживающая птицу в полёте, - подъёмная сила. Б. Паскаль, изучая силу, действующую перпендикулярно к поверхности соприкосновения двух элементарных объёмов жидкости, т. е. давление, установил, что в данной точке жидкости давление действует с одинаковой силой во всех направлениях.
Первое теоретич. определение закона сопротивления принадлежит англ, учёному И. Ньютону, к-рый объяснял сопротивление тела при движении его в газе ударами частиц о лобовую часть тела, а величину сопротивления считал пропорциональной квадрату скорости тела. Ньютон также заметил, что кроме силы, определяемой ударами частиц, существует сопротивление, связанное с трением жидкости о поверхность тела (т. н. сопротивление трения). Рассмотрев силу, действующую вдоль поверхности, соприкосновения элементарных объёмов жидкости, Ньютон нашёл, что напряжение трения между двумя слоями жидкости пропорционально относит, скорости скольжения этих слоев друг по другу.
Установив осн. законы и уравнения динамики, Ньютон открыл путь для перехода Г. от изучения отд. задач к исследованию общих законов движения жидкостей и газов. Создателями теоретич. гидродинамики являются Л. Эйлер и Д. Бернулли, к-рые применили известные уже к тому времени законы механики к исследованию течений жидкостей. Л. Эйлер впервые вывел осн. ур-ния движения т. н. идеальной, т. е. не обладающей вязкостью, жидкости. В трудах франц. учёных Ж. Лагранжа и О. Коши, нем. учёных Г. Кирхгофа и Г. Гельмгольца, англ, учёного Дж. Сто-кса, рус. учёных Н. Е. Жуковского и С. А. Чаплыгина и др. были разработаны аналитич. методы исследования течений идеальной жидкости; эти методы были применены к решению множества важных задач, относящихся к движению жидкости в каналах различной формы, к истечению струй жидкости в пространство, заполненное жидкостью или газом, и к движению твёрдых тел в жидкостях и газах. Большое значение для практич. приложений имела разработка теории волн, возникающих на поверхности жидкости, напр, под действием ветра или при движении судов и т. п.
Осн. достижением Г. 19 в. был переход к исследованию движения вязкой жидкости, что было вызвано развитием гидравлики, гидротехники и машиностроения (смазка трущихся частей машин).
Опыт показал, что при малых скоростях движения тел сопротивление в основном зависит от сил вязкости. Они же определяют сопротивление при движении жидкостей в трубах и каналах. Стоке, рассматривая деформацию элементарного объёма жидкости при его перемещении, установил, что возникающие в жидкости вязкие напряжения линейно зависят от скорости деформации жидкой частицы. Этот закон, обобщивший закон Ньютона для трения, позволил дополнить уравнения движения Эйлера членами, учитывающими силы, возникающие от действия вязкости жидкостей или газов. Вывод уравнений движения вязких жидкостей и газов (Навье - Стокса уравнений) позволил аналитически исследовать течение реальных (вязких) сплошных сред. Однако решение этих уравнений в общем виде представляет большие трудности и по сей день, поэтому при исследовании течений вязкой жидкости часто прибегают к упрощению задачи путём отбрасывания в уравнениях членов, к-рые для данного случая не являются определяющими. Большую роль в Г. играют экспериментальные методы. Выяснилось ещё одно важное отличие реальных жидкостей и газов от идеальных - способность переносить тепло, характеризуемая величиной теплопроводности. С помощью методов Г. была создана также теория фильтрации жидкости через грунты, к-рая играет важную роль в гидротехнике, нефтедобыче, газификации и пр.
Решающее значение для всего дальнейшего развития науки о движении реальных жидкостей и газов, обладающих вязкостью и способных переносить тепло, имеет уравнение пограничного слоя, выведенное впервые нем. учёным Л. Пра-ндтлем (1904). Согласно гипотезе Прандт-ля, всё действие вязкости сказывается лишь в тонком слое жидкости или газа, примыкающем к обтекаемой поверхности, поэтому вне этого слоя течение реальной вязкой жидкости ничем не отличается от движения идеальной (невязкой) жидкости. Т. о., задача о движении вязкой жидкости или газа разделяется на две: исследование течения идеальной жидкости вне пограничного слоя и исследование течения вязкой жидкости внутри пограничного слоя.
Во 2-й пол. 19 в. начало развиваться и др. направление Г.- исследование течений сжимаемой сплошной среды. Почти все жидкости практически несжимаемы, поэтому в процессе движения их плотность остаётся неизменной. Газы, наоборот, очень легко изменяют свой объём, а следовательно и плотность под действием сил давления или при изменении темп-ры. Раздел Г., в к-ром изучается движение снимаемых сплошных сред, паз. газовой динамикой. Запросы авиационной (в 1-й четверти 20 в.) и ракетной (во 2-й четверти 20 в.) техники стимулировали развитие аэродинамики и газовой динамики.
Создание ракет и ракетных двигателей на жидком и твёрдом топливе сложного хим. состава, наступление эры космич. полётов в атмосфере Земли и др. планет, увеличение скоростей атомных подводных лодок - носителей ракетно-ядерного оружия, создание мировой службы погоды с использованием искусств, спутников Земли, синтез различных естеств. наук и др. элементы технич. и научного прогресса 20 в. существенно повысили роль Г. в жизни человечества.
Совр. Г.- разветвлённая наука, состоящая из мн. разделов, тесно связанная с др. науками, прежде всего с математикой, физикой и химией. Движение и равновесие несжимаемых жидкостей изучает гидромеханика, движение газов и их смесей, в т. ч. воздуха,- газовая динамика и аэродинамика. Разделами Г. являются теория фильтрации и теория волнового движения жидкости. Технич. приложения Г. изучаются в гидравлике и прикладной газовой динамике, а приложения законов Г. к изучению климата и погоды исследуются в динамической метеорологии. Методами Г. решаются разнообразные технич. задачи авиации, арт. и ракетной техники, теории корабля и энергомашиностроения, при создании химич. аппаратов и при изучении биол. процессов (напр., кровообращения), в гидротехнич. строительстве, в теории горения, в метеорологии и т. п.
Первая осн. задача Г. состоит в определении сил, действующих на движущиеся в жидкости или газе тела и их элементы, и определении наивыгоднейшей формы тел. Знание этих сил даёт возможность найти потребную мощность двигателей, приводящих тело в движение, и траектории движения тел. Вторая задача - профилирование (определение наивыгоднейшей формы) каналов различных газовых и жидкостных машин: реактивных двигателей самолётов и ракет, газовых, водяных и паровых турбин электростанций, центробежных и осевых компрессоров и насосов и др. Третья задача - определение параметров газа или жидкости вблизи поверхности твёрдых тел для учёта силового, теплового и физ.-хим. воздействия на них со стороны потока газа или жидкости. Эта задача относится как к обтеканию тел жидкостью или газом, так и к течению жидкостей и газов внутри каналов разной формы. Четвёртая задача - исследование движения воздуха в атмосфере и воды в морях и океанах, к-рое производится в геофизике (метеорология, физика моря) с помощью методов и уравнений Г. К ней примыкают задачи о распространении ударных и взрывных волн и струй реактивных двигателей в воздухе и воде.
Решение практич. задач Г. в различных отраслях техники производится как экспериментальными, так и тсоретич. методами. Совр. техника приходит к таким параметрам течения газа или жидкости, при к-рых часто невозможно создать условия для полного экспериментального исследования течения на моделях. Тогда в эксперименте производится частичное моделирование, т. е. исследуются отдельные физич. явления в движущемся газе или жидкости, имеющие место в действительном течении; определяется физич. модель течения и находятся необходимые экспериментальные зависимости между характерными параметрами. Теоретич. методы, осн. на точных или приближённых ур-ниях, описывающих течение, позволяют объединить, используя данные эксперимента, все существенные физич. явления в движущемся газе или жидкости и найти параметры течения с учётом этих явлений для данной конкретной задачи. Высокое совершенство теоретич. методов стало возможным с появлением быстродействующих ЭВМ. Применение ЭВМ для решения задач Г. изменило и методы решения. При пользовании ЭВМ решение производится часто прямым интегрированием исходной системы ур-нии, описывающей движение жидкости или газа и все физич. процессы, сопровождающие это движение. Прогресс теоретич. методов Г. и развитие ЭВМ позволяют решать всё более сложные задачи.
Теоретич. и экспериментальные исследования в области Г. сосредоточены в крупных ин-тах и науч. центрах. Развитию Г. в СССР способствовало создание в 1918 в Москве Центрального аэрогидродинамического института, к-рый возглавил гидроаэромеханич. исследования применительно к авиации, гидромашиностроению, кораблестроению, пром. аэродинамике и др.
Науч. исследования по Г. проводятся в МГУ, ЛГУ и др. вузах, а также в многочисленных отраслевых научно-исследовательских институтах различных министерств и ведомств СССР.
В США осн. н.-и. работа по Г. ведётся под руководством Нац. к-та по аэронавтике и исследованию космич. пространства (NASA) в ряде н.-и. центров NASA- им. Маршалла, им. Эймса, им. Льюиса, им. Лэнгли, им. Годдарда, а также в ун-тах, в лабораториях крупных фирм и в н.-и. центрах воен.-возд. сил и воеп.-мор. флота США. Крупными центрами гидроаэромеханич. исследований в Англии являются Королев, об-во аэронавтики (RAS), Королев, авиац. центр в Фарн-боро (RAE), аэродинамич. отдел Нац. физич. лаборатории (NPL), Кембриджский и Оксфордский ун-ты. Во Франции исследования по Г. ведутся под руководством Нац. п.-и. центра в лабораториях, расположенных в Модан-Авриё, Шале-Медон и др. В ФРГ эти исследования сосредоточены в Н.-и. авиакосмич. центре в Брауншвейге (DFL), в Экспериментальном авиакосмич. центре в Порц-Ван (DVL) и в Аэродинамич. исследовательском центре в Гёттингене (AVA). Серьёзные исследования в области Г. выполняются в Италии, Японии, Швеции и др. странах.
Результаты теоретич. и экспериментальных исследований по Г. публикуются в многочисл. научных и технич. периодич. изданиях. Важнейшими из них являются: в СССР - Доклады АН СССР (серия Математика, Физика, с 1922), Известия АН СССР (серия Механика жидкостей и газов, с 1966), Прикладная математика и механика (с 1933), в США - Journal of the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA Journal, N. Y., с 1963), в переводе на рус. яз.- Ракетная техника ц космонавтика (М., с 1961); Journal of Applied Mechanics (N. Y., с 1934), в переводе на рус. яз.-Прикладная механика. СерияЁ (М., с 1961); Physics of Fluids (N. Y., с 1958) идр.; вВеликобритании - Journal of the Royal Aeronautical Society (L., с 1923), Journal of Fluid Mechanics (L., с 1956); воФранции - Compte rendus hebdomadaires des seances de 1'Academie des Science (P., с 1835), La Recherche aeronautique. Bulletin bimestriel de 1'Office national d'etudes et de recherches aeronautiques (P., с 1948); вФРГ - Zeitschrift fur Flugwissenschaften (Braunschweig, с 1953), вГДР - Zeitschrift fur angewand-te Mathematik und Mechanik (В., с 1921).
Лит.: Лоицянский Л. Г., Механика жидкости и газа, М.,1970; ПрандтльЛ., Гидроаэромеханика, М., 1949.
С. Л. Вишневецкий, Д. А. Мельников.
ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО Всесоюзное (ВГБО), добровольная научно-обществ. орг-ция советских учёных, ведущих работу в области гидробиологии, ихтиологии и смежных отраслей науки и практики. Основано в 1947 при АН СССР. Первым объединением гидробиологов в СССР было Общество исследователей воды и её жизни, созданное в Москве по инициативе сов. учёного С. А. Зернова в 1923 и просуществовавшее 10 лет. Осн. задачи ВГБО - содействие развитию гидробиологии и ихтиологии, улучшение постановки преподавания этих дисциплин, пропаганда и внедрение в практику новейших достижений, активное привлечение учёных и практиков к разрешению актуальных теоретич. и нар.-хоз. задач. ВГБО организует конференции, доклады, проводит семинары, консультации, конкурсы и т. д., устанавливает связи с зарубежными науч. учреждениями и обществами, участвует в работе междунар. обществ, съездов, конгрессов, конференций, симпозиумов. Издаёт науч. лит-ру, тематич. сборники. С 1968 ВГБО - член Междунар. ассоциации по теоретич. и прикладной лимнологии. ВГБО объединяет 2300 учёных (1971). Имеет филиалы, отделения и группы в республиках и городах СССР. Деятельностью ВГБО руководит Центр, совет, избираемый на съезде общества 1 раз в 5 лет. Президентом в 1947-70 был Л. А. Зенкевич, с 1971-Г. Г. Винберг. С. П. Драмбянц.
ГИДРОБИОЛОГИЯ (отгидро... и биология), наука о населении водной среды, о взаимоотношении его с условиями обитания, значении для процессов трансформации энергии и вещества и о биологической продуктивности океана, морей и внутр. вод. Г.- преим. экологич. наука. Условия жизни в водной среде определяются физико-географич. особенностями водоёма, мн. из к-рых, напр, химич. состав воды, в особенности состав биогенных элементов и растворённых газов и их количество, характер донных отложений, прозрачность воды н др., находятся под сильным влиянием водных организмов и часто определяются их жизнедеятельностью. Поэтому в той мере, в какой Г. изучает значение жизненных явлений в общей совокупности взаимообусловленных процессов в водной среде, она имеет общие задачи с комплексными гео-графич. дисциплинами - лимнологией и океанологией. На этом уровне исследований решаются такие проблемы, как биол. структура океана, биолимнологич. и био-океанологич. типология водоёмов и водных масс, закономерности круговорота вещества и потока энергии.
Видное место в Г. занимает разработка научных основ рациональной эксплуатации биол. ресурсов водной среды, мн. путями связанная с запросами морского и пресноводного рыбного х-ва, прудового рыбоводства, промысла водных беспозвоночных животных и млекопитающих (рыбохозяйственная, или промысловая, Г.). Другим направлением практич. приложения Г. и стимулом сё развития служит комплекс биол. вопросов, связанных с использованием континентальных поверхностных пресных вод для питьевого и пром. водоснабжения, охраной природных вод от загрязнений, изучением процессов самоочищения загрязнённых вод и методов биол. очистки сточных вод (санитарная Г.). Методы Г. используются для оценки степени загрязнения воды по наличию определённых индикаторных организмов (биол. анализ качества вод). Изучается значение водных организмов как агентов процесса самоочищения. Смежные вопросы, касающиеся гл. обр. биол. помех водоснабжению и эксплуатации судов (обрастание микроорганизмами и прикреплёнными животными корпусов судов, различных аппаратов и гидротехнич. устройств, труб и водоводов тепловых электростанций, зарастание водохранилищ водными растениями, повреждение судов и портовых сооружений древоточцами и камнеточцами), относят к технической Г. Возникают и новые задачи; напр., выявление влияния планктона на поглощение и рассеивание звука - сведения, необходимые гидроакустикам. Иногда выделяют навигационную Г., изучающую биол. помехи эксплуатации флота, включая биолюминесценцию, и сельскохозяйственную Г., к к-рой относят, напр., изучение роли гидробионтов в удобрении рисовых полей и разведении рыб в этих водах.
Природные сообщества водных организмов, составляющие население водной среды, стали систематически исследоваться только со 2-й пол. 19 в., что и привело в дальнейшем к обособлению Г. от ботаники и зоологии, издавна занятых изучением как наземных, так и водных организмов. Для формирования Г. как науки, имеющей свой объект изучения, свои методы и задачи, большое значение имели первые количеств, исследования специфичной для водной среды жизненной формы - планктона (гл. обр. мелкие организмы, обитающие в толще воды), начатые в 80-е гг. 19 в. нем. учёным В. Ганзеном. На примере Кильской бухты он показал необходимость количеств, сведений о планктоне как источнике пищи для промысловых рыб и основы биол. продуктивности моря. Позднее, но также 1л. обр. в интересах развития рыбного х-ва, было начато количеств, изучение организмов, обитающих на дне водоёмов,- бентоса. Количеств, исследования бентоса получили общее распространение после того, как были применены приборы для взятия проб - дночерпатели, впервые предложенные в 1911 для морских исследований дат. учёным К. Петерсеном и для пресноводных - швед, учёным С. Экманом.
Количеств, методы исследования природных сообществ водных организмов, служащие для определения численности (плотности) особей отд. видов и их биомассы, получили в Г. самое широкое распространение. Для этой цели применяют многие спец. гидробиол. приборы (планктонные сети, планктоноуловители, план-ктоночерпатели, дночерпатели различных конструкций и др.).
Помимо планктона и бентоса, были выделены также такие характерные для водной среды жизненные формы, как нектон, к к-рому относят достаточно крупных активно плавающих животных, способных преодолевать течения (рыбы, кальмары и др.). Сообщества животных и растит, организмов, характерных для поверхности вод, граничащих с атмосферой, наз. нейстоном. Полуводные погружённые организмы образуют плейстон, бегающие или лежащие на поверхностной плёнке - эпинейстон, живущие под плёнкой, но тесно с ней связанные - гипонейстсн.
Сообщества организмов, живущих на поверхности погружённых предметов, называют перифитоном, или обрастанием.
Первый преим. флористич., фау-нистич. и биогеографич. этап исследований по Г. связан с необходимостью изучения видового состава и распределения населения морей и внутр. вод. Эта задача, в особенности по отношению к менее изученным районам и систематич. группам организмов, до сих пор не потеряла своего значения. Выполнена огромная работа по изучению состава населения пресных вод и морей. Материалы собирались гл. обр. во время экспедиций. Выдающееся значение имела англ, морская экспедиция на судне Челенд-жер (дек. 1872 - май 1876), положившая начало изучению жизни на больших глубинах. Начиная с последней четверти 19 в., во мн. странах учреждались морские и пресноводные биологические станции, что создало новые возможности для углублённых круглогодичных гидро-биологич. исследований.
Сов. Г. широко использует как экспедиционные работы, так и углублённые стационарные исследования. Для развития пресноводной Г. большое значение имели работы В. М. Арнольди, А. Л. Бе-нинга, Г. Ю. Верещагина, В. Н. Ворон-кова, В. И. Жадина, С. Г. Лепневой, В. М. Рылова, Д. О. Свиренко и мн. др. и исследования, проведённые в 20-х и 30-х годах на Косинской и Глубокоозёр-ской биостанциях под Москвой (Л. Л. Рос-солимо, С. И. Кузнецов, Г. Г. Винберг, Е. В. Боруцкий, Г. С. Карзинкин и др.), байкальской биостанции Иркутского ун-та (М. М. Кожов). Ещё в 1-е десятилетие 20 в. в морских научно-промысловых экспедициях Н. М. Книповича, в работах С. А. Зернова и К. М. Дерюгина были заложены основы рус. морских гидробиол. исследований. В сов. время они получили самое широкое развитие начиная с работ по изучению Баренцева м., проведённых под руководством И. И. Ме-сяцева и Л. А. Зенкевича в 20-е гг. Плавучим морским научным институтом, созданным в 1921 по декрету, подписанному В. И. Лениным. Большие достижения сов. морских гидробиологических исследований (с участием В. Г. Богорова, В. А. Водяницкого, Е. Ф. Гурьяновой, П. И. Усачёва, А. А. Шорыгина, В. А. Яшнова и мн. др.), обобщённые в книге Л. А. Зенкевича (1963), пользуются мировым признанием. Особенно значительны результаты проведённых на Витязе (начиная с 1949) исследований Тихого и Индийского ок., на чОби - в антарктич. водах, наМ. Ломоносове- в Атлантическом ок. и на др. исследоват. судах. В итоге было получено представление о биол. структуре и продуктивности, собраны обширные материалы по систематике и распределению фауны и флоры Мирового океана.
По мере накопления сведений о составе населения разных водоёмов внимание направлялось на выяснение экологич. условий формирования определённых биоценозов и обитания отд. видов водных организмов. Этот этап развития Г. отражён в книге С. А. Зернова Общая гидробиология (1934, 2 изд., 1949). сыгравшей большую роль в развитии сов. Г.
В Г. много внимания уделяется развитию представлений о значении биол. явлений для классификации природных вод, теории биол. продуктивности, закономерностям биотич. круговорота веществ и потока энергии в водных сообществах.
На очереди гидробиол. исследований стоит выяснение функционального значения водных организмов в протекающих в водной среде процессах, что необходимо для управления биол. продуктивностью и процессами самоочищения и для рационального использования биол. ресурсов. Функциональные особенности водных организмов могут быть выяснены только с помощью экспериментальных исследований обмена веществ, роста, питания, хим. и биохим. состава водных организмов. Для развития этого направления исследований в сов. Г. большое значение имели работы Н. С. Гаевской, В. С. Ивлева, С. Н. Скадовского.
Решение ряда гидробиол. вопросов нередко требует исследований на самых разных уровнях - от молекулярного, клеточного и организменною до популя-ционного и биоценотического. Напр., при выяснении причин чрезмерного развития фитопланктона, т. н. цветения воды, необходимо, с одной стороны, принимать во внимание взаимодействие разных видов водорослей и микробов через выделяемые в воду специфич. метаболиты, с другой - круговорот биогенных элементов (азот, фосфор и др.), зависящий от свойств водоёма в целом и от стока с его водосборной площади.
Закономерная взаимозависимость всех явлений в водоёме, являющемся целостным природным объектом, была подчёркнута в конце 19 в. и начале 20 в. в клас-сич. работах швейц. лимнолога Ф. Фо-реля. В 20-х гг. 20 века А. Тинеман (Германия) и Э. Науман (Швеция) показали возможность подразделения озёр, как и др. водоёмов, на биолимнологич. типы (олиготрофный, эвтотрофный и др.). Проблема типологии и классификации природных вод продолжает разрабатываться.
Большая сложность и разнородность природных явлений, с к-рыми имеет дело Г., привели к использованию мн. методов исследования; напр., радиоуглеродный метод измерения интенсивности фотосинтеза планктона, предложенный дат. учёным Е. Стеман-Нильсоном, с помощью к-рого уже получены данные, позволяющие судить о первичной продукции океана и гидросферы в целом; спек-трофотометрич. методы определения содержания хлорофилла в планктоне; методы изучения роли водных бактерий (гл. обр. сов. учёные Э. Л. Исаченко, В. С. Буткевич, А. С. Разумов, С. И. Кузнецов, Ю. И. Сорокин и др.). При морских и нек-рых пресноводных исследованиях взятие проб и наблюдения ведутся с помощью аквалангистов, на больших глубинах применяется подводное телевидение и фотографирование, с помощью эхолотов (см. Биогидроакустика) прослеживается распределение планктона и др. водных организмов; новейшие физич. методы используются для изучения биолюминесценции в глубинах моря, для понимания взаимосвязи процессов, идущих в водных экосистемах, привлекается метод математич. моделирования, применяются ЭВМ.
Для Г., особенно в СССР, характерно возрастающее влияние теоретич. исследований на решение вопросов непосредств. практич. значения. Гидробиол. знания и методы широко используются для оценки кормовой базы водоёмов как основы их рыбопродуктивности, при промысловой разведке, при рыборазведении. Большой успех Г. в СССР позволил приступить к активным методам воздействия на биол. продуктивность водоёмов. В предвоен. годы под руководством Л. А. Зенкевича был проведён эксперимент по обогащению донной фауны Каспийского м., куда был вселён много-щетинковый червь нереис, который играет важную роль в питании осетровых рыб. Успешно проведена акклиматизация кормовых организмов, гл. обр. ракообразных (мизиды и др.), во мн. водохранилищах и нек-рых озёрах, напр, в оз. Балхаш. В результате гидробиол. исследований предложены новые методы повышения рыбопродуктивности прудов путём внесения минеральных удобрений, к-рые вошли в практику прудового рыбоводства и существенно способствовали повышению его производительности. В области санитарной Г. развёртывается изучение влияния на водные организмы и их сообщества токсич. веществ пром. стоков, механизма биол. самоочищения вод и др. вопросов, относящихся к актуальной проблеме обеспечения растущих потребностей человечества в чистой воде.
На внутр. водоёмах СССР гидробиол. исследования ведутся Ин-том биологии внутренних вод АН СССР, Гидробиоло-гич. ин-том АН УССР, Лимнологич. ин-том Сиб. отделения АН СССР, Гос. н.-и. ин-том озёрно-речного х-ва (ГосНИОРХ), Зоологическим ин-том АН СССР, университетами (Московским, Казахским, Саратовским, Белорусским, Иркутским и др.) и мн. др. учреждениями. Гидробиол. изучение внутр.водоёмов, в особенности оз. Байкал, Каспийского м. и Аральского м., водохранилищ на Волге, Днепре и др. реках, привело к важным результатам. С 1965 АН УССР издаёт Гидробиологический журнала (Киев).
Исследования по морской Г. в широких масштабах ведутся Ин-том океанологии АН СССР (ИОАН), Ин-том биологии юж. морей АН УССР (ИНБЮМ), Всесоюзным н.-и. ин-том рыбного х-ва и океанографии (ВНИРО) и его бассейновыми институтами: Тихоокеанским (ТИНРО) во Владивостоке, Полярным (ПИНРО) в Мурманске, Атлантическим (Атлант-НИРО)в Калининграде, Азово-Черномор-ским (АзчерНИРО), Зоологич. ин-том АН СССР, университетами (напр., Ленинградским, Одесским) и мн. др.
Из междунар. орг-ций наибольшее значение для Г. имеют: созданный в 1902 Постоянный междунар. совет по изучению моря (Копенгаген), издающий Journal du Conseil (с 1926), Междунар. ассоциация лимнологов, существующая с 1922 и регулярно созывающая конгрессы лимнологов (в 1971 состоялся 18-й конгресс). Старейший междунар. гидробиол. журнал - Archiv fur Hydrobiologie (Stuttg., с 1906). Выходиттакже Internationale Revue der gesamten Hydro-biologie und Hydrographies (Lpz., с 1908). С 1956 в США издаётся междунар. журнал Limnology and Oceanography.
Лит.: Жизнь пресных вод СССР, т. 1-4, М., 1940-59; Жадин В. И., Методы гидробиологического исследования, М., 1960; Зенкевич Л. А., Фауна и биологическая продуктивность моря, т. 1, М., 1951; его же, Биология морей СССР, М., 1963; его же, Изучение фауны морей и океанов, в кн.: Развитие биологии в СССР, М., 1967; Винберг Г. Г., Гидробиология пресных вод, там же; Константинов А. С., Общая гидробиология, М., 1967.
Г. Г. Винберг.
ГИДРОБИОНТЫ (от гидро... и бионт), организмы, обитающие в воде; см. Водные животные и Водные растения.
ГИДРОБИОС (от гидро... и греч. bios - жизнь), совокупность организмов, населяющих водоёмы всего земного шара. Изучением Г. занимается гидробиология.
ГИДРОБУР, приспособление для образования струёй воды лунок (скважин) под посадку саженцев и черенков винограда. Г. можно также использовать для глубинного полива, внесения растворов минеральных удобрений при подкормке и растворов пестицидов при борьбе с вредителями и болезнями корневой системы винограда и плодово-ягодных культур. Г. (рис.) состоит из вертикальной трубы, на одном конце к-рои закреплена гидромониторная головка с наконечником, а па другом - поперечная трубка (рукоятка) со штуцером. К рукоятке присоединён шланг, по к-рому из резервуара в Г. под давлением поступает жидкость. В штуцере имеется клапан. При впуске жидкости в Г. клапан поднимают (открывают). Г. может работать от опрыскивателя, автоцистерны или жиже-разбрасывателя.
ГИДРОВЗРЫВНАЯ ОТБОЙКА, способ разрушения угольного массива, при к-ром в шпур или скважину после введения заряда взрывчатого вещества через насадку нагнетают воду под давлением. В результате взрыва давление воды резко возрастает, и она, проникая в трещины, разрушает угольный массив.
ГИДРОВСКРЫШНЫЕ РАБОТЫ, удаление вскрыши на карьерах средствами гидромеханизации. См. также Вскрышные работы.
ГИДРОГЕНЕРАТОР (от гидро... и генератор), генератор электрич. тока, приводимый во вращение гидротурбиной. Обычно Г. является явнополюсный синхронный генератор, ротор к-рого соединён с валом рабочего колеса гидротурбины. Конструкция Г. в основном определяется положением оси его ротора, частотой вращения и мощностью турбины. Мощные тихоходные Г. обычно изготовляются с вертикальной осью вращения (за исключением капсулъных гидроагрегатов), быстроходные гидроагрегаты с ков-цювой гидротурбиной-с горизонтальной осью вращения. Существуют также опыт-но-пром. образцы Г. оригинальной конструкции (с фазным ротором, контрроторные, проточные и др.). В СССР из-за топологич. и геологич. особенностей рек большинство быстроходных генераторов устанавливают с вертикальной осью вращения.
Г. подразделяются по мощности на Г. малой мощности - до 50 Мет, средней - от 50 до 150 Мет и большой мощности - св. 150 Мет и по частоте вращения - на тихоходные (до 100 об/мин) и быстроходные (св. 100 об\мип). Отечественные и зарубежные Г. нормального использования имеют диапазон генерируемого напряжения от 8,8 до 18 кв', коэфф. мощности (cos ф) от 0,8 до 0,95; кпд быстроходных Г. 97,5-98,8%, тихоходных - 96,3- 97,6%.
Первые сов. Г. мощностью 7,25 Men были созданы в 1925 на з-де Электросила (Ленинград) для Волховской ГЭС им. В. И. Ленина. В нач. 30-х гг. на Днепровской ГЭС были установлены Г. мощностью 65 Мет, а в 1939-40 изготовлены для того времени крупнейшие по моменту вращения, габаритам и массе Г. для Угличской и Рыбинской ГЭС. Созданы уникальные Г. для Братской (1960) и Красноярской (1964) ГЭС мощностью 225 и 508 Мет и капсульные Г. (20 Мет) с водяным охлаждением для Череповецкой ГЭС; установлены обратимые гидроагрегаты на Киевской гидроаккуму-лирующей электростанции; в 1966 на з-де Уралэлектротяжмаш изготовлен опытный экономичный высоковольтный (ПО кв) Г. мощностью 20 Мет; проектируется (1971) Г. на 650 Мет для установки на Саяно-Шушенской ГЭС.
При конструировании и монтаже Г". особое внимание уделяют креплению вращающихся частей гидроагрегата и охлаждению обмоток ротора и статора. По расположению и конструкции опорного подшипника (подпятника) различают подвесные и зонтичные Г. В подвесном Г. опорный подшипник, воспринимающий вес вращающихся частей гидроагрегата, а также осевое давление воды на рабочее колесо турбины расположен выше ротора генератора, на верхней крестовине агрегата. В зонтичном Г. подпятник располагается под ротором генератора, на ниж. крестовине или на крышке турбины; вал генератора вращается в двух или трёх направляющих подшипниках. Мощные тихоходные Г. обычно велики по размерам; для уменьшения их габаритов и снижения веса целесообразно зонтичное исполнение. Пример Г. зонтичного типа - гидрогенератор Красноярской ГЭС (рис. 1): частота вращения 93,8 об/мин, диаметр ротора 16 м и масса 1640 т. Для быстроходных Г. меньших габаритов предпочтительна конструкция подвесного типа, к-рая по сравнению с зонтичной обладает большей устойчивостью к механич. колебаниям ротора, имеет меньший диаметр опорного подшипника и проще в монтаже. Примером может служить гидрогенератор Братской ГЭС (рис. 2): частота вращения 125 об/мин, диаметр ротора 10 м, масса 1450 т.
Рис. 1. Гидрогенератор (508 Мвт), установленный на Красноярской ГЭС.
Для охлаждения крупных генераторов (до300Mem) обычно применяется замкнутая система вентиляции: косвенная, или поверхностная, когда воздух обдувает обмотку с поверхности, и форсированная, когда воздух подаётся внутрь проводника с током или между проводниками. Значительно более эффективно охлаждение обмоток статора дистиллированной водой с форсированным возд. охлаждением обмотки ротора. Применение форсированного охлаждения повышает коэфф. использования Г., снижает расход изоляции, меди и активной стали.
Возбуждение Г. обычно осуществляется от вспомогат. генератора постоянного тока, установленного на валу; на крупных Г. имеется дополнительно подвоз-будитель для возбуждения вспомогатсльного генератора. В нек-рых случаях для этой цели используется синхронный генератор с выпрямителями, к-рый одновременно служит и вспомогательным генератором.
Рис. 2. Гидрогенератор (225 МвтУ, установленный на Братской ГЭС.
Лит.: Бернштейк Л. Б., Прямоточные и погруженные гидроагрегаты, М., 1962; Зунделевич М. И., П р у т-ковский С. А., Гидрогенераторы, М.-Л., 1966; Костенко М. П., Суханов Л. А., Аксенов В. Н., Современные мощные гидрогенераторы, М., 1967; Электрические машины и аппараты. 1966 - 1967, М., 1968. В.А.Прокудин.
ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ (от лат. hydrogenium - водород), гидрирование, каталитич. реакция присоединения водорода к простым веществам (элементам) или химическим соединениям. Обратная реакция - отщепление водорода от хи-мич. соединений - наз. дегидрогенизацией (дегидрированием). Г. и дегидрогенизация - важные методы каталитич. синтеза различных орга-нич. веществ, основанные на реакциях окислительно-восстановит. типа, связанных подвижным равновесием (см. Равновесие химическое). Примером может служить обратимое каталитическое превращение этилового спирта в ацетальде-гид:
Повышение темп-ры и понижение давления Н2 способствуют образованию аце-тальдегида, а понижение темп-ры и повышение давления Н2 - образованию этилового спирта; такое влияние условий типично для всех реакций Г. и дегидрогенизации. Катализаторами Г. и дегидрогенизации являются многие металлы (Fe, Ni, Co, Pt, Pd, Os и др.), окислы (NiO, CoO, Сг2О3, МоО2 и др.), а также сульфиды (WS2, MoS2, Cr,,Sm).
Г. и дегидрогенизация широко используются в пром-сти. Напр., синтез такого важного продукта, как метиловый спирт, служащий сырьём для многих химических производств и растворителем, осуществляют Г. окиси углерода (СО + 2Н2->СН3ОН) на окисных цинк-хромовых катализаторах при 300-400gradС и давлении водорода 20-30 Мн/м2 (200 - 300 кгс/см2). При другом составе катализаторов этим методом можно получать и высшие спирты. Г. жиров лежит в основе произ-ва маргарина (см. Жиров гидрогенизация). В связи с возникновением произ-ва таких материалов, как капрон, найлон и пр. (см. Полиамидные волокна), метод Г. стал широко применяться для получения промежуточных продуктов - циклогексанола из фенола, циклогексана из бензола, гексаметилен-диамина из динитрила адипиновой к-ты (на никелевых катализаторах) и цикло-гексиламина из анилина (на кобальтсо-держащих катализаторах).
Для облагораживания топлив, получаемых из сернистых нефтей, большое значение имеет гидроочистка (см. Очистка нефти) - Г. на алюмо-кобальт-молибде-новом или вольфрамо-никелевом катализаторах, приводящая к разрушению ор-ганич. сернистых соединений и удалению серы в виде H2S. Другой процесс облагораживания нефтепродуктов-гидрогенизация деструктивная (на вольфрамсуль-фидных и нек-рых др. катализаторах) - приводит к увеличению выхода светлых и лёгких продуктов при переработке нефти. При Г. СО на различных катализаторах можно получать бензин, твёрдые парафины или кислородсодержащие органич. соединения. Синтез неорганич. вещества аммиака взаимодействием азота и водорода под высоким давлением также относится к Г. и является примером Г. простого вещества.
Один из простейших примеров дегидрогенизации - дегидрирование спиртов. Значительное количество ацетальдегида производится дегидрогенизацией гидролизного (получаемого из древесины) этилового спирта. Дегидрогенизация углеводородов является одной из основных реакций, протекающих на смешанных катализаторах в сложном процессе ри-форминга, который приводит к существ, улучшению качеств моторных топлив; эта реакция позволяет получать также различные ароматич. углеводороды из нафтеновых и парафиновых (см. также Ароматизация нефтепродуктов).
Широкое применение дегидрогенизация нашла в произ-ве мономеров для синтеза каучуков и смол. Так, парафиновые углеводороды бутан и изопентан дегид-рируются при 500-600gradС на катализаторах, содержащих окись хрома, соответственно в бутилены и изопентен (изо-амилен), к-рые, в свою очередь, дегид-рируются на сложных катализаторах в диолефины - бутадиен и изопрен. В произ-ве полимеров стирола и его производных большое значение приобрела дегидрогенизация алкилароматич. углеводородов - этплбензола в стирол, изо-пропилбензола в метилстирол и т. п.
Начало широкого изучения Г. было положено в 1897-1900 науч. школами П. Сабатье во Франции и Н. Д. Зелинского в России. Осн. закономерности Г. |
