Пленочные катализаторы были лучше таблетированных прежде всего тем, что подложку можно было сделать полой и пропускать через нее охлаждающую жидкость - для нас первый год бичом была невозможность точного и быстрого контроля температуры в реакционной камере, катализаторы перегревались и получались локальные спекания кристаллов - активность резко падала. Так что подложки избавили нас хотя бы от этой напасти, хотя забивание внутренних полостей и поверхности водой и углеродом - одними из продуктов реакций - все так же продолжалось - тут уж приходилось регенерировать катализаторы - либо вытаскивать из камеры и прокаливать в водороде, либо продувать горячим водородом саму камеру. Исследовали и метод повышенной подачи водорода через определенные промежутки времени в ходе самого синтеза - предполагалось, что это не позволит вредным продуктам накапливаться в порах. А то если не делать регенерацию, поверхность грамма могла снизиться и в десять раз - до 10-15 квадратных метров. И это при том, что производительность катализаторов и так была не слишком высокой - если говорить о таблетированных катализаторах, то не больше двух литров метанола на литр катализатора в час.
То есть катализаторов требовалось много, точнее - дофига. Мы в том числе поэтому-то и перешли на цинк-хром-медные катализаторы, что для них требовалось гораздо меньше хрома, а то в цинк-хромовых самого хрома было как минимум 20%, и чтобы получать те самые тридцать пять тонн метилового спирта в час, чего мы достигли к осени сорок третьего, нам бы потребовалось как минимум двадцать пять тонн катализаторов, в которых должно было быть пять тонн хрома. А так потребность снижалась минимум в три раза, к тому же уже половина аппаратов у нас работала не на насыпных катализаторах, когда тысячи таблеток засыпаются в емкость и через эту кучу потом прогоняется синтез-газ, а на планарных - площадь катализатора мы сохранили ту же самую, а его массу уменьшили в пять раз. Правда, тут потребовалось организовывать вихревые потоки, чтобы повысить вероятность столкновения молекул синтез-газа с поверхностью катализатора, тогда как в насыпных аппаратах это происходило естественным путем - продираясь в промежутки между таблетками, газ постоянно сталкивался с их поверхностью, менял направление, завихрялся. Так что с планарными катализаторами были свои сложности, но хрома требовалось раз в двадцать меньше.
Мне, кстати, потом между делом рассказали, почему не использовали синтез бензина по методу Фишера-Тропша - для синтеза при низком давлении требуются кобальто-магниевые катализаторы, а кобальта у нас в сорок втором практически не было - привезли с большой земли на самолете несколько десятков килограммов, но мы их использовали для напыления на поверхности - прежде всего в ДВС. А с железными катализаторами потребные давления уже приближаются к давлениям гидрогенизации, так что выгода в плане производства аппаратуры теряется. Да и регулировать температуру сложнее. Впрочем, были и другие причины. Все дело в этой дурацкой молекуле кислорода, что присутствует в угарном газе. Ведь в бензине ее нет, следовательно, ее надо куда-то девать - вот она и уходит либо в воду, либо в спирты - то есть у бензина крадется водород, который вообще-то не так-то просто добыть - надо пыхать паром на раскаленный уголь, а это - затраты топлива. Так что немцы и сами не очень-то использовали этот метод - так, позднее мы узнали, что из шести миллионов тонн синтетического бензина в 1942 они произвели этим методом всего шестьсот тысяч тонн (в РИ - данные по 1943 году), то есть десять процентов, а остальные девяносто процентов пришлись на другие методы - в частности - ту же гидрогенизацию - в этом методе также есть этап получения синтез-газа, но потом эта смесь проходит через колонны с поглотителями угарного газа - собственно, через оксиды щелочных металлов - и дальше к сырью идет практически чистый водород.
Но и по метанольным катализаторам работы у нас продолжались - мы испытывали разные вещества. Для этого были созданы автоматизированные устройства по работе с высокими давлениями и температурами - стальные цилиндры, вентили, насосы - почти то же самое, что и в промышленных установках, но гораздо меньше размерами. С помощью этих устройств и ставились десятки опытов - не только по метанолу, но и по крегингу, риформингу - мы нарабатывали статистику взаимодействия катализаторов с сырьем при разных значениях давлений, температур, скорости потока. Кстати, именно в этих исследованиях и стала наконец вырисовываться компьютеризированная система управления экспериментом. Ранее я уже рассказывал, что наши лабораторные устройства имели простецкий командоаппарат с управлением от перфоленты, который позволял ввести "многостаночную" работу, когда один оператор мог обслуживать несколько устройств, на каждом из которых проводились однотипные эксперименты со своими параметрами. Отслеживание хода эксперимента - открытие заслонок, запуск и остановка двигателей, отслеживание температуры - все это управлялось автоматикой, построенной на схеме из операционных усилителей и дискретной схемы, которая управляла всем этим оркестром. Так вот экспериментаторы, набравшись опыта, стали приходить к мысли, что и каждым из этих оркестров тоже можно управлять. Народ понемногу дозревал. Более того - раз дискретные схемы управления однотипны, а различаются только схемы включения датчиков и операционных усилителей, то в принципе дискретную схему можно бы вынести и вовне - и она будет считывать с перфолент нужные команды и параметры температур, давлений и что там еще - для каждого аппарата своя перфолента - и управлять несколькими устройствами. Надо "всего-лишь" добавить схему выбора того устройства, с которого в данный момент принимаются сигналы датчиков и которому передаются параметры очередного шага.
Но и по метанольным катализаторам работы у нас продолжались - мы испытывали разные вещества. Для этого были созданы автоматизированные устройства по работе с высокими давлениями и температурами - стальные цилиндры, вентили, насосы - почти то же самое, что и в промышленных установках, но гораздо меньше размерами. С помощью этих устройств и ставились десятки опытов - не только по метанолу, но и по крегингу, риформингу - мы нарабатывали статистику взаимодействия катализаторов с сырьем при разных значениях давлений, температур, скорости потока. Кстати, именно в этих исследованиях и стала наконец вырисовываться компьютеризированная система управления экспериментом. Ранее я уже рассказывал, что наши лабораторные устройства имели простецкий командоаппарат с управлением от перфоленты, который позволял ввести "многостаночную" работу, когда один оператор мог обслуживать несколько устройств, на каждом из которых проводились однотипные эксперименты со своими параметрами. Отслеживание хода эксперимента - открытие заслонок, запуск и остановка двигателей, отслеживание температуры - все это управлялось автоматикой, построенной на схеме из операционных усилителей и дискретной схемы, которая управляла всем этим оркестром. Так вот экспериментаторы, набравшись опыта, стали приходить к мысли, что и каждым из этих оркестров тоже можно управлять. Народ понемногу дозревал. Более того - раз дискретные схемы управления однотипны, а различаются только схемы включения датчиков и операционных усилителей, то в принципе дискретную схему можно бы вынести и вовне - и она будет считывать с перфолент нужные команды и параметры температур, давлений и что там еще - для каждого аппарата своя перфолента - и управлять несколькими устройствами. Надо "всего-лишь" добавить схему выбора того устройства, с которого в данный момент принимаются сигналы датчиков и которому передаются параметры очередного шага.
Тут-то я и подсунул им идею управляющей ЭВМ, и даже выделил одну машину для экспериментов - она была из первых восьмибитных экземпляров и уже была старовата для выполнения расчетов (а ведь ей весной сорок третьего было всего полгода !), но для экспериментов ее пятьсот операций пересылки, сложения-вычитания и условных переходов в секунду должно было хватить - все-таки процессы сравнительно медленные, мы оценивали потребности в управляющих сигналах как десять проверок датчиков и десять пересылок данных в минуту на один аппарат. И это максимум.
- Зато - представляете ! - в управляющую последовательность можно будет легко вводить условные переходы, циклы по счетчику, даже выделять отдельные блоки !!! - это мне, программисту с чуть ли не тридцатилетним стажем, взахлеб рассказывали молодые лаборанты.
- Ну да - подпрогаммы.
- Ну да - подпрогаммы ... А точно ! Отличное название !!! А ведь на них можно генерировать и графики изменения сигналов, и тогда операционные усилители вообще не понадобятся ! Только машину бы надо помощнее ...
- Посмотрим. Вы сначала эту освойте. - слова лаборантов были для меня истинным елеем, но и размякать я не собирался, а то расслабишься, надаешь вырванных обещаний - потом ведь придется выполнять. Ставить более мощные машины, конечно, все-равно будем, но уже под соусом заботы руководства. Политика.
Да, "устаревшая" восьмибитная машина уже довольно сильно отстала от последующих поколений - они у нас появлялись каждый квартал - как по расписанию. Причем мы пока законсервировали систему команд центрального процессора - RISC на тридцать команд - а и хватит - сложение-вычитание, умножение-деление, битовые и-или-исключающее или-не, сдвиги вправо-влево, загрузка-выгрузка пользовательских регистров (РОН) - их было 16 штук, и системных - этих было также 16 - для симметрии, но пока использовалось только три - счетчик команд, указатель стека и регистр признаков - там пока использовался только младший бит - он и больше-меньше, он и переполнение - потом будем все разносить, ну в последних версиях появился регистр маски прерываний. И еще команды управления - безусловные и условные переходы - прямые или через регистр. Вызов подпрограмм и возврат был реализован программно, несколькими командами - сохранить нужные пользовательские регистры (нужность решалась по разному - программистом в вызывающей программе либо в вызываемой подпрограмме), счетчик команд, и выполнить безусловный переход - по прямому адресу, если процедура находилась в самой программе, или через регистр, если в общей библиотеке, а возврат - восстановить регистры и счетчик команд - все сохранения - с изменением указателя стека - такого же системного регистра - отдельными командами - то есть программисту надо было очень внимательно считать - на сколько его изменять - отдельных команд сохранения в стек и вытаскивания из него, как например в х86 с его push/pop, не было. Но это позволяло не дергать лишний раз сумматор - нарастить регистр один раз на все сохранения - и все. Подобными способами мы экономили транзисторы на схему управления.
Правда, эти команды - общего уровня, а так - у некоторых были и разновидности. Возможно, в ближайшие лет двадцать больше и не будет. Хотя - нет, в ближайшие несколько лет будет расширение системы команд - тут и нормальный вызов подпрограмм, чтобы сохранение счетчика и переход выполнялись за одну команду, и групповое сохранение-восстановление регистров - это будет и в качестве отдельной команды. Да и сами регистры предполагалось пометить тегами с типом содержимого - чтобы не таскать эти данные в командах - сложение так и останется со своим опкодом, а типы будут его дополнять - причем в тегах будут либо типы, либо ссылки на типы - например, для индексного доступа или наращивания индекса на размер элементов типа, на который он ссылается, а может и совместим использование с наращиванием в одной команде - еще будем думать. Тут уже потребуется дополнять операции загрузки - добавлять в них типы загружаемых значений - откуда-то ведь они должны появляться. Но места в байте, выделенном под опкод, было более чем достаточно - при общей длине команды 16-24 бита - я решил не жаться, под предполагаемое увеличение производства чипов памяти.