Текст книги "Юный техник, 2000 № 01"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 6 страниц)

ШКОЛА ЮНОГО ИЗОБРЕТАТЕЛЯ

Занятие первое

Что такое изобретение? Согласно Патентному закону Российской Федерации это: устройство, способ, вещество, штамм микроорганизма, культура клеток растений и животных, а также применение известного ранее устройства, способа, вещества, штамма по новому назначению.

Но из перечисленного существуют многочисленные исключения: не защищаются патентом научные теории, правила, расписания, алгоритмы и программы для компьютера, проекты и схемы зданий и сооружений, сорта растений и породы животных, а также все решения, противоречащие общественным интересам, принципам гуманности и морали.

Известно, что изобретатели – люди самые разные. Закон же относится ко всем одинаково и не ограничивает возраст заявителя. Каждый день в мире придумываются и открываются тысячи и тысячи устройств, веществ и других новшеств, но только малая их часть защищается патентами. Чтобы попасть в число этих счастливцев, ваше изобретение должно быть: «промышленно применимым», «новым» и иметь «изобретательский уровень». Две первые характеристики кажутся понятными, а что такое изобретательский уровень? – спросите вы. Изобретение будет иметь этот самый уровень, если для специалиста оно выше известного уровня техники. А этот последний определяется всеми сведениями: каталогами, выставочными образцами, описаниями, справочниками, патентами, учебниками, известными на момент поступления вашей заявки в ФИПС – Федеральный институт промышленной собственности, – именно в это учреждение поступает заявка на изобретение.

Каждый изобретатель желает зарегистрировать и оградить от посягательств свое детище, и эту возможность ему предоставляет Патентный закон, где сказано четко:

1. Право на изобретение охраняет закон и подтверждает патент.

2. Патент удостоверяет приоритет, авторство и исключительное право на использование.

3. Патент действует в течение двадцати лет.

4. Границы правовой охраны, предоставляемой патентом, определяются формулой изобретения – описанием существенных признаков. Формула изобретения может состоять из одного пункта или из нескольких, но в любом случае она должна удовлетворять условию единство изобретения.

Возьмем пример – изобретатель долго бился над решением задачи и – о, счастье! – наконец решил ее. Закончив работу, он спокойно сел и записал все, по его мнению, существенные признаки своего изобретения. Это будет так называемая, «сырая» формула. Теперь ее необходимо «поджаривать» – видоизменять так, чтобы и патент получить, и сохранить свое «НОУ-ХАУ» – некую изюминку, без которой вашим патентом никто не сможет воспользоваться. Как это сделать, мы расскажем во втором занятии.

Е. ФОКИН

ПАТЕНТЫ ОТОВСЮДУ

ЧЕМ РЕЗАТЬ БЕТОН?

Например, железобетонную стену толщиной в полметра? Отбойным молотком или циркульной пилой с алмазными зубьями? Работа и тем и другим инструментом будет идти медленно, в процессе резки поднимет много пыли, шума…

Изобретатель В.Полонский (заявка на изобретение РФ № 93031516) для этих целей предложил недавно полностью бесшумный и абсолютно беспылевой инструмент, основной рабочий орган которого – перегретый пар с температурой 450…550 °C. Тонкая струя его вырывается из сопла со скоростью, превышающей скорость звука на 300…400 м/с. Более того, для большего эффекта в струю подается еще тонко помолотый абразивный порошок, частички которого в поперечнике не превышают 0,2 мм.

Как нож в масло, такая струя легко входит в железобетонную стенку толщиной до 500 мм и режет ее за считанные секунды. Почему так происходит – понять не сложно. Разогревшиеся до столь высоких скоростей твердые частички ударяют в частицы песка – основного наполнителя цементного раствора и вышибают их со своих мест. А горячий пар конденсируется на холодной поверхности, смачивает частицы, образуя жидкую пасту. Качество прорезаемого шва столь высоко, что не требуется никакой дополнительной зачистки, шлифовки и штукатурных работ.

КАК ПОКРАСИТЬ ДРЕВЕСИНУ?

Вопрос мало кого поставит в тупик. Отшлифованную предварительно поверхность изделия можно покрасить обыкновенной морилкой. Ее цвет и определит в дальнейшем цвет изделия. Все правильно. Только у этого метода есть один существенный недостаток. Цвет древесина меняет только в поверхностном слое, а не по всему сечению. Вот почему небольшая царапина на темной мебели заметно портит ее внешний вид.

Деревянные заготовки даже из таких малоценных пород древесины, как осина, ольха, береза или сосна, можно теперь окрасить без морилки, считают технологи из АО «Астра-Инвест» (заявка на изобретение РФ № 93044569). Для этих целей нужна герметичная сушильная камера и газообразный аммиак. Причем палитру цветов можно запрограммировать самую разнообразную – от светло-коричневого до темно-коричневого цветов с красновато-желтыми оттенками.

Все дело, оказывается, в температуре, давлении, времени выдержки, но в еще большей степени – в концентрации аммиака внутри камеры. Таким образом изобретателям удалось совместить два, казалось бы, несовместимых ранее процесса – сушку древесины одновременно с ее покраской. И к тому же ускорить изготовление и удешевить мебель без ущерба ее качеству.

ПРИРОДНЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ РЖАВЧИНЫ

Задумывались ли вы, что многие миллионы тонн стали и чугуна, что выплавляют во всем мире металлургические заводы, в конечном счете ржавеют и бесследно исчезают? А вот виной всему кислород. Чего только ни придумали ученые головы, чтобы закрыть ему доступ к поверхности машин, строительных балок, железнодорожных рельсов. Краски, эмали, масла… Ничто не помогает.

Но, считает изобретатель Андрис Цюнис, этот список себя еще не исчерпал. И прежде всего потому, что все прошли мимо одного интересного факта.

Вспомните эпизод когда энтузиасты недавно вытащили танк Т-34, увязший в болоте во времена войны. Его отмыли от ила, и он предстал как новенький! Это и понятно, ведь гниющая органика активно поглощает кислород растворенный в воде, и тем самым снижает его агрессивность. Вот почему Цюнис и предлагает (а.с. № 1.194.903) использовать болотный ил – сапропель в качестве ингибитора коррозии при хранении стальных деталей и преобразователя ржавчины.

Если ржавые болты, запчасти и другие детали машин подержать в сапропели влажностью 85 %, зольностью 42 % и pH 8,2 % двое суток, то бактерии, содержащиеся в активном иле, полностью «съедят» ржавчину и восстановят железо из окислов. Более того, предложенный способ не требует предварительного обезжиривания и механической чистки металла!

ПАРАДОКСЫ ХРАНЕНИЯ

Возможно ли такое, чтобы картофель вовсе не портился при длительном хранении? Да, считают во Всероссийском научно-исследовательском и экспериментально-конструкторском институте продовольственного машиностроения. Нужно бурты с картофелем продувать сквозь решетчатый пол хранилища воздухом, обогащенным озоном. Причем режим подачи газа определит… сам картофель.

Осуществляется это так. Картофель при гниении активно выделяет углекислый газ. Чем больше в буртах очагов гниения, тем выше концентрация углекислоты. За содержанием его в атмосфере хранилища следят газоанализаторы, установленные в разных точках. С увеличением концентрации углекислого газа увеличивается подача озона. Таким образом происходит замедление биологических процессов, протекающих в клубнях, и уменьшение гниения.

Проведенные эксперименты превзошли все ожидания. Озонированный воздух не только уберегает здоровые корнеплоды от порчи, но и «лечит» травмированные при перевозке и разгрузке клубни, которые неминуемо сгнили бы еще в самом начале хранения. На способ хранения картофеля в атмосфере озона было выдано авторское свидетельство № 1.830.221.

НАШ ДОМ

Мастерская

КОПИР НА СТОЛЕ

Уверены, он пригодится не только вам, но станет необходимой принадлежностью многим членам вашей семьи. Особенно благодарна будет женская половина, увлекающаяся рукоделием, к примеру, вышивкой. Ведь замысловатые узоры будущей салфетки так трудно перевести на ткань с помощью обычной копирки.

Что ж, если идея пришлась по душе – за работу!

Как видно из рисунка, крышка прибора прозрачна и подсвечивается снизу лампой. Достаточно положить на нее рисунок или схему, прикрыть сверху листом бумаги, включить подсветку – и можно начинать обводить четко проступившие контуры. Размеры ящика – 360 х 360 мм. Дно вырежьте из многослойной фанеры, подойдет также тонкий лист алюминия. Для удобства работы конструкция выполнена с уклоном – передняя панель на 20 мм ниже задней, следовательно, боковины также должны сужаться к передней части. Их можно вырезать из многослойной фанеры толщиной 12–20 мм. В задней и двух боковых стенках пропилите пазы под крышку, кроме того, просверлите в них по три вентиляционных отверстия. А чтобы при эксплуатации прибора через них не проникла пыль – прикройте их крышкой из листового металла или пластмассы.

Для электропроводки вам понадобится просверлить в боковинах строго друг против друга два овальных отверстия. Левое прикройте изоляционной планкой из гетинакса или текстолита с двумя отверстия под провода. Противоположное отверстие оснастите сетевым выключателем. Затем через одно из них выведите шнур питания устройства с вилкой на конце, а через второе пропустите провода к розетке, установленной на задней стенке снаружи ящика.

Как видно из рисунка, в дне прибора просверлено еще два вентиляционных отверстия. Установите над ними металлические кронштейны из листовой стали толщиной 1–1,5 мм. Зазор между ними и дном, необходимый для свободного прохождения воздуха, обеспечат прокладки – две металлические шайбы. К кронштейнам прикрепите осветительные патроны, а в них в свою очередь вставьте электрические лампочки мощностью 15 или 20 Вт.

Предпочтительнее типа «Миньон» или криптоновые. Если же вы хотите сократить размеры ящика по высоте, можно воспользоваться лампой дневного света. Но в этом случае обязательно посоветуйтесь со старшими, а еще лучше – с профессиональными электриками.

Устройство столика, работающего от солнечного света.

На передней панели конструкции предусмотрена деревянная откидная планка на металлических петлях для упора стеклянной крышки. Чтобы вынуть стекло, достаточно откинуть планку, и оно плавно «съедет» к вам в руки. Для надежности прикрепите к планке крючок, а в боковую стенку ящика ввинтите шуруп для зацепления.

Крышкой конструкции может послужить прозрачный матовый или молочного цвета кусок оргстекла. Напильником тщательно обработайте его края и вставьте в уже пропиленные пазы ящика, затем прижмите откидной планкой.

Столик станет удобно переносить, если вы прикрепите к его передней панели П-образную ручку из согнутого металлического прутка или воспользуйтесь готовой, к примеру, от старого комода.

Чтобы конструкция была устойчива, не скользила по столу во время работы, советуем приклеить снизу ко дну четыре резиновые опоры (можно воспользоваться пробками из-под лекарственных бутылочек).

А вот еще один вариант копировального устройства, работающего на сей раз от дневного, а лучше солнечного света. Вы видите его на рисунке.

Внутреннее устройство ящика копировального столика:

_{1 – планка; 2 – крышка для вентиляционных отверстий; 3 – кронштейн; 4 – овальное отверстие пол электропроводку; 5 – вентиляционные отверстия в левой стенке ящика; 6 – вентиляционное отверстие в дне ящика; 7 – металлические петли; 8 – правая стенка; 9 – ceтевой выключатель; 10 – шурупы; 11 – дно ящика; 12 – резиновая ножка (4 дет.); 13 – крючок для откидной планки; 14 – шестигранные гайки; 15 – круглые гайки; 16 – П-образная ручка; 17 – откидная планка; 18 – прокладки из металлических шайб.}

Работу начните с подбора рамки подходящих размеров, подойдет и готовая. Из деревянных заготовок вырежьте по две стойки со скосами под углом 45°. Между задними концами стоек прикрепите на шурупах планку шириной 25 мм и толщиной 10–15 мм – она повысит прочность конструкции.

Подберите к рамке прозрачное стекло. Позаботьтесь, чтобы оно плотно входило в пазы. Для надежности прикрепите к скосам стоек простейшие зажимы – деревянные или металлические, завинтите их шурупами как можно туже, чтобы они с трудом открывались и закрывались.

Для жесткого закрепления копировального устройства на рабочем столе советуем прикрепить сбоку к стойкам металлические уголки. А как пользоваться устройством – видно из рисунка.

Лет пятнадцать тому назад когда о существовании ксерокса мало кто знал, во многих проектных организациях и конструкторских бюро пользовались копировальными столами промышленного производства. Устройства тех времен были оснащены так называемыми блендами – туго свернутыми в рулоны шторами, располагавшимися в ящике стола по обеим сторонам от источника света. При нажатии кнопки бленды разворачивались и фиксировали размер окна экрана. Такое устройство во много раз ускоряло работу копировщика и позволяло сконцентрировать свет даже на самом маленьком участке чертежа.

Вот и мы хотим предложить изготовить для вашего столика так называемую «шторку», но в виде треугольника, вырезанного из толстого картона и выкрашенного в черный цвет. Плавно передвигая его по освещенному экрану, вы добьетесь максимально четкого изображения той части изображения, что вас больше интересует.

Бленда – светонепроницаемый угол.

Это вы можете

ПОЗОЛОТИ ТАРЕЛОЧКУ ДЛЯ НАЛИВНОГО ЯБЛОЧКА

Проходя недавно мимо рыночного прилавка с ручной деревянной утварью, я увидела среди множества кружек, подсвечников, подставок целую связку выточенных из дерева неокрашенных тарелок самого разного размера. И подумалось, да ведь это же клад для умельца! Были бы краски, кисточки и воображение, а превратить, по сути, кусок дерева в роскошное декоративное блюдо не так уж и сложно. Зато какой отличный подарок близким к празднику.

Взгляните на рисунок. Разве это блюдо не выглядит так, словно сделано из чистого золота? На таком фоне великолепно смотрится зимняя композиция с сухими веточками сосны, вереска, лиственницы. А для работы потребуются только лишь деревянная тарелка да дисперсионные краски, специально растертые для декоративных отделочных работ. Загляните в магазины «Московский художник», «Досуг», в отделы салона «Искусство». Кроме красок, там можно присмотреть и масляный лак, и необходимую для позолоты поталь – тончайшую фольгу, имитирующую сусальное золото.

Для начала покрасьте тарелку в черный цвет специальной кисточкой, предназначенной для дисперсионных красок. Когда краска основательно подсохнет, слегка пройдитесь по поверхности наждачной бумагой (зернистость 100). Затем покройте тарелку равномерным слоем масляного лака и выложите листиками потали, подгоняя их друг к другу мягкой кисточкой.

Заметим, что поталь – чрезвычайно нежный материал, и работать с ним надо очень осторожно: одно неловкое движение – и тончайшая пленочка может порваться.

Позолоченную тарелку покройте матовым или блестящим мебельным лаком – он предохранит поталь от окисления и придаст изделию завершенный вид. Не правда ли – красиво получилось? Черный фон тарелки, просвечивающий через тончайшее золото, создает эффект черненого металла. Не забудьте заодно и слегка позолотить маленькую кедровую шишку – она очень украсит вашу композицию.

А вот эта синяя-синяя, цвета весеннего неба и моря тарелка предназначена для фруктов. Особенно эффектно на ней будут смотреться большая кисть крупного иссиня-черного винограда и лиловые сливы. Тончайший золотой налет на поверхности напоминает легкие, освещенные лучами солнца облака на синем небосводе.

Для нее вам понадобятся краска синего и белого цвета, бронзовая и немного лиловой, скипидар, прозрачный мебельный лак, кисточки для дисперсионных и бронзовой красок и также для лака. Еще понадобится кусочек замши или мягкой ткани.

Смешайте краски синего и белого цветов в соотношении 3:1. Полученным колером покройте тарелку. Дайте краске просохнуть, а затем слегка протрите поверхность наждачной бумагой. А теперь вам предстоит операция, которую надо выполнить быстро и безукоризненно.

Небольшой кисточкой нанесите бронзовую краску. Пока она не высохла, сбрызните тарелку скипидаром, чтобы на голубом фоне образовались золотистые разводы. Кусочком замши или ткани направьте движение потока краски по поверхности тарелки и постарайтесь, чтобы получился размытый контур, похожий на облако. Когда бронзовый слой высохнет, покройте тарелку глянцевым или матовым лаком.

А теперь расскажем еще об одном приеме техники раскрашивания тарелок. Подобное сочетание цветов свойственно японской традиции. Покрасьте тарелку в черный цвет и покройте листиками потали, как и в первом случае. Затем смешайте две части скипидара с одной частью черного глянцевого лака и с помощью плоской кисточки нанесите смесь на «позолоченную» поверхность тарелки.

Пока слой смеси не высох, разбрызгайте по тарелке скипидар. Вот как это делается: обмакните в него кисточку с длинным ворсом, отведите ворс назад и резко отпустите так, чтобы брызги разлетелись по всей поверхности. Нанесенная ранее смесь плавно разойдется по тарелке. Получившийся «лунный» пейзаж промокните и подправьте замшей. Но сначала советуем потренироваться на каком-нибудь брусочке дерева.

Что же получилось: в тарелке причудливо слились черный и золотой цвета. Сквозь верхний темный слой проступают золотые пластины потали, а сквозь поталь – первоначальный слой черной краски. Повесьте получившуюся вещицу в гостиной – уверены, она привлечет к себе внимание и вызовет заслуженный интерес.

Синяя тарелка с бронзой.

Тарелка из «благородного» металла.

_{Материалы подготовила Н. АМБАРЦУМЯН}

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Один из самых популярных малых вертолетов. За 18 лет фирмой BELL создано более 20 основных модификаций этой модели. Среди них и каркасные, и ферменные конструкции. Также различаются и используемые двигатели. На иллюстрации изображена модификация 47 G ферменного типа. Это позволило увеличить объем топливного бака от 121 до 172 литров, что сказалось на дальности полета. Фактически на вертолетах этого типа обкатывались новые летные технологии как для военных, так и гражданских целей.

Техническая характеристика:

Диаметр несущего винта… 11 320 мм

Сухой вес… 692 кг

Максимальный вес… 1202 кг

Двигатель… «Франклин»

Мощность… 168 кВт

Скорость… 169 км/ч

Потолок… 4100 м

Дальность полета… 380 км

Этот внедорожник сконструирован по американскому типу на базе пикала. В США почти все внедорожники (кроме, собственно, JEEP) имеют такую схему. «4-РАННЕР» – машина средних размеров. Она популярна, но в основном в Северной Америке и у себя на родине, в Японии, где продается под названием SUPF. Комфортабельный салон, приятный экстерьер, отличная проходимость и большой набор дополнительного оборудования позволили этому автомобилю потеснить многих соперников в своем классе.

Техническая характеристика:

Двигатель… 6-цилиндровый V-образный

Количество клапанов… по 2 на цилиндр

Объем… 2959 см³

Мощность… 143 л.с.

Конструкция… рамная

Привод… полный с отключаемым передним

Максимальная скорость… 165 км/ч

Расход топлива… 13,8 л на 100 км (средний)

ПОЛИГОН
Сможет ли модель перелететь через океан?

Недавно в печати промелькнуло сообщение: авиамодель перелетела через Атлантический океан. И никаких подробностей, кроме того, что размах ее крыльев два метра, нам найти не удалось.

Перелет через океан – это минимум 7–8 тысяч км. Неужели на это способна двухметровая игрушка? Впрочем, почему бы и нет? Живая природа показывает нам, что дальность полета от размеров зависит мало. Обычные мухи в эксперименте за шесть суток (!) беспрерывного полета преодолевают 330 км. Известны 800-километровые перелеты крохотных колибри над Мексиканским заливом, тысячекилометровые перелеты птиц.

Дальность всех летунов – и живых, и рукотворных – подчиняется выведенной еще в начале нашего столетия формуле Бреге. Был такой знаменитый французский авиаконструктор, создававший преимущественно бомбардировщики.

Так вот, Бреге разъяснял, что дальность полета пропорциональна аэродинамическому качеству (К). Эта величина показывает, какое расстояние объект может пролететь с отключенным мотором, потеряв при этом лишь один метр высоты.

У птиц К равно 10–12, а у шерстокрылов и летучих мышей 7 – 15. Из творений рук человеческих в этом отношении хуже всех вертолет – 3–4. Поэтому ни один из них не одолел океан. Самолет АНТ-25 имел качество 20, и это позволило в свое время перелететь через Северный полюс в Америку. Во время одного из таких полетов самолет заблудился и едва не попал в Мексику. Пришлось вернуться обратно в заранее договоренную точку посадки на территории США… А теперь отметим, что лучшие авиамодели имеют качество 15–20.

Формула Бреге утверждает также и еще одну очевидную вещь – дальность полета прямо пропорциональна мощности двигателя (N) и обратно пропорциональна расходу топлива (т).

Когда на АНТ-25 в 1937 году поставили дизель Чаромского с расходом топлива 145 г на лошадиную силу в час (что было в два раза меньше, чем у прежнего бензинового мотора), стало ясно: самолет может облететь земной шар по параллели Москвы. Старт назначили на 20 июля 1941 года.

И… началась война.

Межконтинентальная модель с паровым двигателем:

_{1 – парогенератор; 2 – конденсатор; 3 – паровая машина.}

Интуитивно кажется, что если самолет возьмет топлива в два раза больше, то вдвое больше и пролетит. Вот тут формула Бреге нас подправит. Самолет пролетит только на половину больше. Поднимать таким способом дальность полета конструктивно очень трудно.

Для создания межконтинентальной авиамодели формула Бреге важна тем, что она молчит о размерах летательного аппарата. Это означает, что моделям, даже самым маленьким, перелетать океаны не возбраняется. Поскольку аэродинамическое качество моделей достаточно высоко, остается решить вопрос с двигателем.

Авиамодельный двигатель внутреннего сгорания появился в 1908 году и развивался только в направлении снижения веса на единицу мощности. Сегодня мотор в одну лошадиную силу может весить 300 г, но имеет ресурс непрерывной работы не более четырех часов, а расход топлива 1500–2500 граммов в час. С такими данными нечего и думать о межконтинентальных перелетах.

Формула Бреге показывает, что пролететь с ним можно не более 3000 км. Но если учесть, что даже на это понадобится не менее 30 часов, мотор за это время попросту сотрется в порошок!

Значит, надо искать иной двигатель. КПД его где-то в пределах 2–4 %, как во времена Уатта… В то же время степень сжатия авиамодельного двигателя 7—12 (как у обычных моторов) и, казалось бы (согласно теории), позволяет получать КПД в десять раз большие. Загадка?

Попробуем раскрыть ее.

Зная рабочий объем и число оборотов в минуту, можно рассчитать, какое количество воздуха проходит через карбюратор двигателя за час. Далее немного химии, и делается ясно, что его хватает лишь на 10–20 % топлива. Остальное вылетает в выхлопную трубу. Но делается это не зря. Во-первых, оно испаряется и охлаждает стенки цилиндра изнутри. Видимо, охладить стенки двигателя, совершающего от 18 до 30 тысяч оборотов в минуту, обычным способом при помощи ребер или водяной рубашки не удается.

Во вторых, содержимое его цилиндра – это на 80–90 % перегретый пар топлива! Избыток его попросту заливается через карбюратор. Работа на его сжатие не требуется. В итоге работа парогазовой смеси на единицу объема цилиндра получается очень большой. Двигатель становится легче и меньше Но в сущности, он не двигатель внутреннего сгорания, а своеобразная… паровая машина!

Каковы перспективы создания очень легкого, достаточно экономичного двигателя внутреннего сгорания для сверхдальней авиамодели – об этом попросим высказаться специалистов. Мы же позволим себе обсудить с вами совсем уж сумасшедшую идею.

Представим себе модель самолета, у которой 50 % от стартового веса составляет вес топлива и К равно 14. Если поставить на нее паровую машину образца 1935 года с расходом топлива 380 г на л.с.∙час (КПД=13 %), то, как утверждает Бреге, она сможет пролететь 6900 км! По степени износа, долговечности ее хватило бы на многократный облет земного шара.

У всех тепловых двигателей по мере уменьшения мощности КПД резко падает. Паровая машина – исключение. Известен советский паровой двигатель с ядерным источником тепла, который при мощности всего 5 ватт имел КПД равный 12 %. Так что в этом отношении нам ничего не грозит. Что касается веса на единицу мощности, то миниатюрная паровая машина Джона Стрингфеллоу, построенная в 1867 году, при мощности более одной л.с. весила с котлом только 6 кг.

Есть основание полагать, что сегодня паровая машина образца 1935 года с параметрами пара 450 градусов Цельсия и давлением 150 атм получится гораздо более легкой.

Современная паровая машина, имеющая экономичность дизеля.

Впрочем, стоит ли гнаться за малым весом? За 70 часов полета на единицу мощности придется сжечь 70 x 0,38 кг = 26,6 кг топлива. По этой цифре можно представить себе стартовый вес и кое-какие размеры предполагаемой модели. Итак, вес 54 кг. Площадь крыла, исходя из нагрузки на единицу площади по нормам ФАИ 120 кг на м², равна 0,45 м². При размахе крыльев два метра получается крыло с хордой (шириной) 225 мм.

Все пропорции и форма модели должны соответствовать аэродинамическим расчетам, чем мы займемся позднее.

Сегодня же изобразим ее, пользуясь только законами красоты. Основное внимание здесь уделено паросиловой установке. Однако сделаем маленький перерыв. Заглянем в историю.

Над применением парового двигателя в авиации задумывались давно. До войны в нашей стране разрабатывался паровой двигатель для самолета У-2. Его полетные испытания прервала война. Но, по словам очевидцев, получился самолет с укороченным взлетом и посадкой, к тому же абсолютно бесшумный в полете. Представьте себе, какой эффект произвели бы на таком самолете наши «ночные ведьмы» из женского авиационного полка.

Над абсолютно бесшумными высотными паровыми бомбардировщиками работали в те годы и немцы. Практически эта работа перешла в разработку дальнего бомбардировщика с паровыми турбинами мощностью 6000 л.с., который мог доставить к Нью-Йорку на недоступной для истребителей скорости и высоте 7 – 15 тонн бомб. Опытный экземпляр паросиловой установки для него был уничтожен при бомбардировке аэродрома.

И, наконец, полюбуйтесь – американский вариант. Взлетный вес его около 1000 т. На борту экипаж в 100 человек и сотни крылатых ракет. Длительность полета более месяца. Ее обеспечивает ядерная паросиловая установка.

Таким образом, идея применения на самолете парового двигателя не нова и всегда воспринималась достаточно серьезно. Не грех ее обсудить и нам с вами.

Для нашей модели нужен тихоходный винт большого диаметра с высоким КПД. Поршневая паровая машина легко разовьет нужную нам скорость вращения. (Турбина такой мощности вращалась бы в сотни раз быстрее, чем нужно, и мы больше половины ее мощности потеряли бы в редукторе.)

Парогенератор выполнен по прямоточной схеме в виде трубчатого змеевика в непроницаемом для тепла керамическом кожухе. Вода в него непрерывно подается с помощью насоса порциями, достаточными только для одного такта двигателя. Общее количество воды в змеевике ничтожно, и взрыв его невозможен. В крайнем случае, если он где-нибудь прогорит, то пар спокойно выйдет через отверстие…

Установка работает по замкнутому циклу.

Отработанный пар охлаждается в конденсаторе и, превратившись в жидкость, направляется в парогенератор. Конденсатор для большого самолета должен иметь значительную поверхность, а следовательно, может создавать большое сопротивление. Поэтому всегда старались монтировать его в крыле, используя его поверхность для охлаждения.

Так поступим и мы. Конденсатор, расположенный в области передней кромки крыла, не должен увеличить общее сопротивление модели. (При некоторых условиях за счет нагревания пограничного слоя оно может даже уменьшиться.)

Теперь обратим ваше внимание еще на одну тонкость. Формула Бреге не учитывает изменения веса самолета в процессе выгорания топлива. А ведь чем меньше его вес, тем меньше нужна и мощность. Поэтому она просчитывает лишь минимальное расстояние, которое может пролететь самолет с данным двигателем. В действительности оно может оказаться значительно больше. Главное – правильно выбрать скорость, угол атаки крыла и заставить двигатель работать с минимально необходимой мощностью.

К концу полета она может оказаться в несколько раз меньше, чем в начале.

Для двигателя внутреннего сгорания это плохо. При нагрузке удельный расход топлива у него растет, а у паровой машины может даже уменьшаться.

И еще. С 1935 года прошло 65 лет. Сегодня известны паровые машины, КПД которых в три раза выше. Летающая модель с таким двигателем могла бы облететь земной шар.

Стоит попробовать!

А. ИЛЬИН

Рисунки автора