Текст книги "Эта удивительная подушка"

Автор книги: Карл Гильзин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 14 страниц)

Зачем рыбе пузырь?

В Латвии есть озеро Илзиня, ничем, кажется, не выделяющееся из множества прибалтийских озер, если бы не расположенный на нем остров. Озерными островами тоже удивить трудно, но этот небольшой остров действительно особенный: он движется. Почему покрытый кустарником и травой остров не тонет? Что превращает его в своеобразный корабль? Воздушная подушка. Остров состоит из торфяного грунта, некогда оторвавшегося от дна, и воздух, а также метан и другие газы, образующиеся при гниении, создают подушку.

Плавающие острова есть на Оби, в Рыбинском море и в других местах.

Как и следовало ожидать, исключительно велика роль плавающей воздушной подушки в живой природе. Ведь столько разнообразных существ живет в воде или так или иначе связаны с ней.

Воздушная подушка рыб – плавательный пузырь – доставляет им немало хлопот: то накачивай пузырь воздухом, то выпускай его. Но зато сколько пользы он приносит!

Пузырь нужен рыбе главным образом для того, чтобы она могла плавать на разных глубинах – ведь давление воды с увеличением глубины увеличивается. Держаться в толще воды без дополнительных движений рыбе и помогает плавательный пузырь. Меняя количество газов в нем, рыба выравнивает давление в пузыре при изменении давления окружающей воды.

Плавательный пузырь рыбы при ее подъеме и спуске то автоматически пополняется газами, которые рыба извлекает из воды или из собственных тканей, то освобождается от них. Эти газы обычно близки по составу к воздуху, но иногда довольно сильно отличаются от него.

Если пузырь соединен с кишечником (например, у щуки, сельди, лосося, сома), то газы выходят через рот в воду. Когда всплывает стая подобных рыб, то сначала из глубины появляется множество пузырьков воздуха. Рыбаки в Адриатическом море говорят: «Пена появилась – сейчас появятся и сардины!»

В случае герметичного пузыря (например, у кефали, наваги, трески) газы сначала поступают в кровь, а уж потом через жабры выводятся в воду. Это, конечно, происходит медленнее, и такие рыбы всплывают не столь быстро. Если вытащить кефаль с большой глубины, то пузырь, давление в котором еще велико, распирает тело рыбы, она раздувается и сама становится вроде пузыря. У акул, которым приходится часто и резко менять глубину плавания, например, в погоне за добычей, плавательного пузыря вообще нет – им он мешал бы.

Есть у плавательного пузыря еще одна важная работа – он измеряет давление окружающей воды. Рыбе нужно знать, на какой глубине она находится – у каждого вида рыб свои излюбленные глубины, где больше пищи и приятнее условия. С помощью пузыря рыба воспринимает самые незначительные колебания давления, например изменение атмосферного давления перед грозой.

Большинство рыб использует плавательный пузырь и как орган слуха. Они слушают сначала животом: пузырь усиливает даже слабые звуки, распространяющиеся в воде, и уже потом они передаются во внутреннее ухо, в голову рыбы.

И пузырем же многие рыбы разговаривают. Старая поговорка «Нем как рыба» уже давно опровергнута наукой: рыбы весьма болтливы. Большинство рыб, оказывается, чревовещатели: они «разговаривают», не открывая рта! Пузырь служит как бы барабаном – рыба ударяет по нему то особыми мышцами, то плавниками, а то и специальной косточкой, вроде палочки барабанщика.

Чем больше барабан, тем басовитей его «голос». Маленькие рыбки попискивают, а большие-басят. И вот что странно: рыбы-самки обычно «беседуют» реже и тише, у них барабанные мышцы развиты слабее. Так что, по одному остроумному замечанию, в отличие от людей, у судаков «судачат» в основном отцы семейства…

Не все издаваемые рыбами звуки исходят из пузыря. У некоторых рыб пузыря вообще нет, а «разговаривают» они вовсю.

Пока никто не знает, почему и как эти рыбы издают звуки: бычки рычат и квакают, белуги ревут…

И еще одно важное свойство пузыря не так для самой рыбы – хозяйки пузыря, как для других рыб. Когда рыба гибнет – попадает в зубы хищнику, в сеть или на крючок рыболова, то она извивается, трепещет, и ее пузырь, сильно сжимаясь, издает как бы крик боли, предупреждающий других рыб об опасности. Рыба горбыль, например, кричит так, что за двести метров слышно.

Пузырь служит для издавания звуков не только у рыб. Есть подобный пузырь – он так и называется «голосовым» – у самцов лягушек. Если это наземная лягушка, то пузырь находится внутри тела, если водяная, то снаружи, по бокам головы. Ну и страшилищем выглядит лягушка, когда эти пузыри надуваются!

Пузырь некоторым рыбам служит и для дыхания: они заглатывают в него атмосферный воздух, хотя, как и все остальные рыбы, они жабрами извлекают кислород, растворенный в воде. И если такая рыба не успеет наполнить свой пузырь воздухом, когда высунет голову из воды (она делает это регулярно, обычно через один – три часа), то она утонет.

«Запасенным» воздухом дышат не только рыбы, но и некоторые насекомые. Например, жук-плавунец запасает атмосферный воздух в дыхательных трахеях и специальных пузырьках под надкрыльями и дышит этим воздухом под водой. Природа позаботилась и о том, чтобы жук мог жить под водой долго – например, зимой подо льдом. Запасенный жуком пузырек воздуха, покрывающий его дыхальца, служит своеобразными жабрами: по мере расходования кислород поступает в пузырек из окружающей воды, а углекислый газ, наоборот, отводится в воду – ведь он растворяется в воде в тридцать раз лучше, чем кислород.

Подушка спасает утопающих

Частенько случается, что люди оказываются в воде против своей воли. Или залезают в воду добровольно, а выбраться из нее собственными силами как-то не могут. И тонут.

Бывает некому даже бросить спасательный круг, так что остается надежда на собственные силы или на технику.

От тонущего многого требовать нельзя, ему не до сложных операций и процедур, так что на помощь должна прийти автоматика в союзе с воздушной подушкой. Создано множество автоматических и полуавтоматических воздушных подушек, призванных спасти жизнь тонущим.

Есть, например, спасательный круг, легко умещающийся в кармане: надувающаяся оболочка из пленки и баллончик с углекислым газом общим весом всего сто пятьдесят граммов. Стоит проколоть свинцовый колпачок баллона имеющейся в комплекте иголкой – и круг надувается.

Есть купальный костюм, вполне заменяющий при необходимости спасательный круг: нажатие на кнопку – и костюм раздувается газом из баллончика так, что может удержать человека на плаву. Если даже тонущий потеряет сознание, не успев нажать на спасительную кнопку, за него это сделает автомат – он срабатывает под действием давления воды.

Самое широкое применение получили надувные спасательные жилеты. Эта архаическая и, в общем, не очень-то нужная деталь мужского туалета стала совершенно обязательной для всех яхтсменов и других спортсменов, которым каждый миг грозит неожиданным купанием. Жилеты делаются кричаще яркими, обычно оранжевого цвета, чтобы легче было их заметить на воде.

Спасательные жилеты, которыми снабжают пассажиров трансокеанских воздушных и морских лайнеров (для этого они и были впервые применены), надуваются не ртом, а нажатием на кнопку или рычажок. Сжатый газ, обычно углекислый, из небольшого баллончика за считанные секунды наполняет жилет, имеющий несколько отдельных секций-камер, так что прокол одной из них не страшен.

Есть жилеты, надувающиеся автоматически при попадании в воду.

Чтобы пловец держал голову высоко над водой и не захлебнулся при потере сознания, некоторые жилеты снабжаются своеобразным стоячим воротником – жабо. Еще одна ненужная старинная деталь туалета оказалась полезной. Странное сочетание жилета с жабо однажды сослужило службу дельфину. Когда в американском городе Галвестоне (в штате Техас) любимец публики дельфин Пегги заболел воспалением легких, то ветеринарный врач надел на него такой спасательный жилет, чтобы дельфин мог держать голову над водой.

Существуют и другие приспособления для спасения утопающих, некоторые из них занимают совсем мало места, например браслет – он весит всего сто двадцать граммов, а при необходимости автоматически надувается и может поддерживать человека на воде до двух суток; или шарик, который легко бросить тонущему на расстояние до шестидесяти метров, предварительно потянув за шнур, и уже за три секунды он автоматически надувается в спасательный круг диаметром более полуметра и даже выбрасывает якорек, чтобы избежать сильного дрейфа.

У нас в стране работает Лаборатория новых видов спасания на водах. Ею, в числе других средств, создана спасательная перчатка, которую бросают тонущему (так что выражение «бросить перчатку» приобретает совсем иной смысл!). Она мгновенно надувается, заполняясь парами фреона – легкокипящей жидкости, применяющейся в обычных домашних холодильниках, – и удерживает человека на плаву. Фреон лучше для надувных спасательных средств, чем воздух или углекислый газ: при его испарении объем возрастает в шесть тысяч раз, так что крохотной ампулы достаточно для заполнения большого спасательного круга.

Разработан лабораторией и миниатюрный надувной спасательный плотик, который сам стремглав мчится к утопающему. Для этого он снабжается небольшим реактивным двигателем и превращается в реактивный мини-катер. Плотик соединяется двумя тонкими, длиной по сто метров, резиновыми шлангами с баллоном сжатого воздуха, находящимся на берегу. Стоит открыть доступ воздуха из баллона в плот, как давление в нем повышается, и воздух устремляется из плота наружу через отверстия в корме, подобно газам из настоящего реактивного двигателя толкая плотик вперед. Управление им производится с берега подачей воздуха то по одному, то по другому шлангу. И вот уже плотик прибыл к месту назначения, тонущий спасен!

Спасательный пояс или жилет не очень-то помогут в холодной воде, поэтому изобретают более сложные спасательные костюмы, плоты, палатки.

Шесть часов провел в ледяной воде шведский журналист Рольф Андерссон, испытывая новый надувной спасательный костюм. Шел снег, дул сильный ветер, но он не замерз – костюм сделан из толстой резины и подбит нейлоновым мехом.

В надувных плотах-палатках[Как сделать самому плот-палатку, можно прочесть в журнале «Знание – сила», 1958, № 5.] человеку не холодно в самую мерзкую погоду и лаже довольно уютно. Есть плоты-палатки, рассчитанные на нескольких, иногда до двадцати, человек. Обычно такой плот при сбрасывании с борта, а сбросить его легко может один человек, надувается углекислым газом за считанные минуты, а то и секунды. Плоты могут быть снабжены радиостанцией, автоматически сообщающей о местонахождении плота, чтобы поскорее организовать поиск и спасение, электрогенератором для питания рации и освещения, краскометами, окрашивающими воду в красный цвет для обнаружения с воздуха, опреснителями морской воды и еще многим другим.

На таком плоту в испытательном дрейфе в течение пяти дней в Черном море находилась группа моряков специальной экспедиции «Грот». Их задачей было доказать скептикам, а недостатка в них, признаться, не было, что надувные спасательные плоты, выпускаемые нашими заводами (это был именно серийный, а не специальный плот), великолепно служат при кораблекрушениях. А заодно и проверить состояние людей при вынужденном путешествии на плоту.

В марте 1972 года раздалась команда: «Плот за борт!» – и в воду полетел тугой сверток. Едва коснувшись поверхности воды, сверток развернулся и, надуваясь, автоматически стал превращаться в плот-палатку. В нее спустились шесть испытателей. Вскоре ярко-оранжевая палатка удалилась от экспедиционного корабля, люди остались одни в штормующем море. Но палатка, снабженная наружным электрическим освещением и радиолокационным отражателем, чтобы ее легче было обнаружить, не испугалась шторма – волны не способны ее перевернуть, они перекатываются через тент. В палатке сухо и тепло, прорезиненные полотнища плотно закрывают вход.

Для маленьких пассажиров есть спасательный плот-люлька, надувающийся углекислым газом из баллончика и защищающий ребенка и от удара о воду, и от холода. В люльке имеются ремни для подвешивания маленького пассажира, вентиляция, электрическое освещение от батареи, действующей при контакте с водой, и даже небольшое наблюдательное окошечко.

В общем, все удобства!

Со слона на салазках

В современных реактивных лайнерах двери для входа и выхода пассажиров находятся на высоте нескольких метров от земли. Вы никогда не бывали в аэропорту, не видели, как подъезжает к самолету трап? Этакая махина высотой в дом. А если вынужденная посадка? Придется обходиться без трапа и выпрыгивать из самолета кто как умеет, и как можно быстрее.

Опыт гражданской авиации свидетельствует, что большая часть всех аварий самолетов происходит не в воздухе, а на земле. Бывает, люди гибнут только потому, что не сумели вовремя выбраться из горящего самолета. Особенно опасен взрыв топлива, а он может произойти вскоре после падения. Здесь дороги мгновения. Но даже если двери не заклинило и их удалось открыть, как справиться с эвакуацией десятков, а то и сотней пассажиров из самолета за эти самые мгновения?

Не всякий решится спрыгнуть с высоты второго-третьего этажа.

А раздумывать и готовиться долго не приходится.

Теперь на каждом пассажирском самолете обязательно есть аварийный надувной трап. Сложенный и покрытый чехлом, он лежит в специальном отсеке вместе с баллоном, в котором находится сжатый углекислый газ или воздух. Когда нужно, трап выбрасывают из люка, надувают, и по нему, как с ледяной горки на салазках, один за другим скатываются пассажиры.

Для удаления пассажиров из самолета с помощью надувного трапа требуется всего одна-две минуты. Но увы, обычно больше времени приходится тратить, чтобы подготовить трап. Ведь нужно выхватить его из отсека, где он хранится, прикрепить его лямки к самолету, броситься назад к баллону с газом, открыть его вентиль, и только тогда трап надувается и путь из самолета открыт.

При аварии сэкономленные секунды могут спасти жизнь многим людям.

Особенно сложно эвакуировать пассажиров из новейших гигантских воздушных лайнеров, на борту которых сотни пассажиров. За рубежом эти самолеты часто называют «джамбо», что может быть переведено как «большой слон». Для них разработаны специальные сдвоенные надувные трапы, чтобы скатываться могли сразу двое. Есть усовершенствованные трапы – с встроенным освещением на случай ночной эвакуации, трап в виде лестницы – он сделан полностью закрытым и огнеупорным, чтобы не был страшен пожар. Этот трап может служить и спасательным плотом.

С успехом применяются надувные трапы и для экстренного удаления рабочих с морских нефтяных буровых вышек, иной раз с высоты тридцати метров.

Воздушная подушка успешно спасает пассажиров, но в состоянии ли она спасти сам летательный аппарат?

Случается, что вертолет, не снабженный поплавками, все же вынужден совершить посадку на воду. Его ждет печальная участь – за считанные мгновения вертолет утонет. Если не поможет воздушная подушка. Специальное автоматическое аварийное устройство на шасси вертолета при первом же контакте с водой мгновенно, менее чем за секунду, надувает большие шары-поплавки. И вот уже вертолет качается на волнах.

Сложнее дело с самолетом, его спасти обычно не удается, но жизнь летчиков – обязательно. На некоторых военных самолетах в случае необходимости покинуть самолет катапультируется не летчик, как обычно, а вся кабина с экипажем. Может быть, в будущем это станет правилом не для одних лишь военных самолетов. Отделившаяся от самолета кабина опускается на парашюте.

Если катастрофа происходит над океаном, то гибель людей неизбежна – кабина утонет.

На одном из новых американских истребителей кабина снабжена целым набором надувных спасательных камер. Одни из них смягчают, амортизируют удар о воду, другие создают плавучесть, третьи обеспечивают нужное положение в воде, чтобы кабина не плавала «вверх ногами». Много часов сна может качаться на волнах, пока не прибудет вызванная по радио спасательная экспедиция. Самая большая из всех аварийных подушек, та, что служит для смягчения удара о воду, в надутом состоянии имеет объем почти два кубических метра, а в сложенном представляет собой небольшой пакет вроде книги.

Не обойтись без воздушной подушки и космонавтике. О том, как она помогает добраться из космоса до Земли, речь пойдет в третьей части книги, а сейчас – о последних мгновениях, когда спускаемый аппарат с космонавтами, снижаясь на парашюте, падает в море. Утонуть он, правда, не может, конструкцией обеспечена его плавучесть. Но может случиться, что он окажется в воде дном вверх, так что его радиоантенны будут под водой и связь станет невозможной. Так и случилось в полете американского космического корабля «Аполлон-7» в октябре 1968 года. Но и тут помогла воздушная подушка. Три специальных баллона-поплавка автоматически надуваются и ставят корабль с «головы на ноги». У «Аполлона-7» это «сальто» длилось пятнадцать минут. Позднее корабль «Аполлон-16» совершил такой же переворот всего за четыре секунды.

Миллионы телезрителей видели, как в июле 1975 года приводнился «Аполлон» после завершения исторического совместного полета с советским кораблем «Союз». «Аполлон» тоже оказался в воде не в нужном положении, и надувшиеся розовые шары поставили его «на ноги».

А потом космонавты могут воспользоваться аварийным надувным спасательным плотом или лодками. Ими обязательно снабжаются и советские и американские космические корабли.

В феврале 1972 года совершил успешную посадку возвращаемый аппарат советской автоматической межпланетной станции «Луна-20», доставивший на Землю образцы лунных пород. Два оранжевых эластичных надувных баллона обеспечили нужное положение аппарата на Земле, чтобы его радиоантенны не были повреждены и их радиосигнал был вовремя принят поисковой группой. Найти аппарат зимой, в буран, в заснеженной степи не очень-то просто.

В США испытывается приспособление, служащее для защиты космонавтов, совершивших посадку на воду, от акул. Предполагается вооружить космонавтов небольшим самострелом со стальной стрелой и патроном с углекислым газом, который укреплен на ее наконечнике. Раненая акула раздувается газом и, разумеется, становится безопасной. Подобным оружием уже снабжают аквалангистов.

Подушка – рессора и домкрат

Надувные поплавки вертолетов могут служить амортизаторами и при посадке на сушу. Есть попытки создать аналогичные посадочные шасси и для космических аппаратов. По одному из проектов, например, предполагалось использовать для посадки автоматической станции на Луну надувной «многогранник», по другому – полезный груз размещать внутри большого надутого шара.

У нас в стране изобретен надувной амортизатор, позволяющий сбрасывать с самолета на землю самые хрупкие грузы (в опытах был сброшен даже живой кролик) без парашюта! Немало жизней было спасено этой подушкой, когда больным с неба доставлялись с ее помощью необходимые лекарства.

На гладком асфальте обычные стальные пружинящие рессоры делают езду автомобиля плавной и мягкой. Но стоит выбраться с магистрали на проселок, толчки и тряска заставляют резко сбавить скорость – по ухабам и рытвинам ехать приходится не намного быстрее пешехода. Как добиться, чтобы и по плохим дорогам можно было ехать со скоростью сорок-пятьдесят километров в час без чрезмерной тряски?

Кто из бывалых шоферов не думал об этом как о несбыточной мечте!

Чтобы стальная рессора решила подобную задачу, нужно сделать ее в несколько раз мягче, менее жесткой, а также сильно увеличить ход колес относительно рамы автомобиля. Сделать это невозможно, и положение было бы безвыходным, если бы не воздушная подушка. Испытания, проведенные у нас в стране, показали, что при сочетании обычных пружинных рессор с пневматическими, «подушечными», скорость автомобиля по плохой дороге может быть увеличена по крайней мере вдвое. Значит, может быть перевезено вдвое больше грузов при том же числе машин! Вот что такое воздушная подушка! Минский самосвал-гигант БелАЗ с пневматическими рессорами был удостоен ряда золотых медалей на международных выставках.

Пневматическая подвеска автобусов, например наших львовских, не только увеличила скорость движения, но и намного улучшила самочувствие пассажиров. Воздушные рессоры, изготовляемые из резины с нейлоном, все шире применяются на транспорте. И не только на автомобилях. Пожалуй, легче сказать, где их нет. На троллейбусах, пассажирских тепловозах, вагонах пассажирских поездов, новых вагонах московского метро – всюду между кузовом и колесной тележкой появляется резиновая надувная воздушная подушка. Она делает ход более плавным и бесшумным.

Воздушные амортизаторы незаменимы, когда приходится бороться с тряской, всевозможными вибрациями, а случается это в технике нередко. Часто нужно надежно изолировать от внешних вибраций какой-нибудь точный станок или измерительный прибор – о какой уж точности может идти речь, если все трясется, как в лихорадке! В других случаях, наоборот, сам станок или установка рождают сильные вибрации. Так бывает, например, при испытаниях авиационных реактивных двигателей или в многочисленных виброустановках, применяющихся в промышленности. Тут уж приходится защищать от вибраций все, что окружает трясущуюся установку, прежде всего работающих на ней людей.

Все более широкое применение находит и родной брат пневматической рессоры – надувной домкрат, служащий для подъема разных тяжестей, когда собственных сил человека не хватает.

Чтобы воздушная подушка подняла груз, нужно увеличить давление в ней – она раздуется, и лежащий на ней груз приподнимется. Домкраты-подушки нужны, когда приходится поднимать тяжелый груз в полевых условиях, например самолет, совершивший вынужденную посадку вдалеке от населенных центров. Достаточно уложить под крылом и фюзеляжем самолета друг на друга несколько надувных мешков из прочной ткани (доставить такие мешки легко, они мало весят и в сложенном состоянии занимают мало места), а затем надуть их воздухом, выхлопными газами двигателя или газами из баллона.

А что случится, если поместить воздушную подушку в топливный бак двигателя и начать ее надувать? Она станет вытеснять топливо из бака и подавать в двигатель. Такой способ особенно важен в космосе, где подавать жидкости, в том числе и топливо, не так-то просто из-за невесомости.

На заводах и стройках тоже применяются подушки-домкраты, они могут поднять, например, угол осевшего дома всего за полчаса! Применяются и надувные рабочие перчатки, особенно удобные в случае сильных вибраций, например при работе отбойным молотком.