Текст книги "Юный техник, 2000 № 10"

Автор книги: Автор Неизвестен

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 7 страниц)

УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!

Календарь для вечности

В течение многих лет американец Дэнни Хиллис удивлял электронщиков, конструируя все более быстрые компьютеры. Теперь, на рубеже нового тысячелетия, он вознамерился создать самый медленный в мире процессор, способный обработать за день… один-единственный бит информации.

Именно эта деталь станет «сердцем» уникального часового механизма, который на протяжении десяти тысяч лет будет безошибочно отмерять день за днем (а ведь 10 000 лет – возраст нашей цивилизации!). Удивительны и размеры этих часов – они достигнут высоты восьмиэтажного здания.

Часы-рекордсмены (а точнее – механический календарь) будут установлены, вероятно, на юго-западе США, в штате Аризона, в сухом, пустынном климате. «Чтобы защититься от возможных аварий, нужно снабдить часы прочной механикой.

Их шестеренки будут очень велики, иначе, истираясь по миллиметру, они износятся за отмеренные им тысячелетия», – поясняет Хиллис, демонстрируя прототип часов высотой 2,5 метра.

Обороты маятника задают ритм времени. Хиллис указывает на три шара размером с апельсин, служащие этим самым маятником. Изготовлены шары из прочнейшего вольфрама и способны выдержать, по словам создателя, даже атомную войну.

Маятник подвешен к пружине из особого железоникелевого сплава. Его коэффициент расширения не меняется даже при очень резких перепадах температуры. Благодаря такой нечувствительной спирали маятник каждую минуту педантично совершает колебания с одинаковым размахом 350 градусов – независимо от того, какая погода стоит на дворе: свирепая жара или жуткий холод.

Под маятником помещен спусковой регулятор. Это колесо связано с приводом; именно оно подает импульс маятнику. Кроме того, оно передает колебания маятника механизму, преобразующему ежеминутный ритм в суточный. Или – говоря иными словами – хронометр Дэнни Хиллиса тикает всего лишь раз в сутки.

Так будут выглядеть эти необыкновенные часы-календарь высотой с восьмиэтажное здание.

Маятник часов-календаря.

Части уникального механизма.

Под спусковым регулятором расположены пять латунных дисков – гордость изобретателя.

«Вы видите механический компьютер вроде того, что выдумал триста лет назад Лейбниц, настоящий гений математики, – говорит Хиллис. – Они напичканы тысячами подвижных штифтов, которые с щелканьем то входят внутрь диска, то выскакивают оттуда».

Штифты эти могут занимать лишь одну из двух позиций, что соответствует арифметическим «нулю» и «единице». Следовательно, данный механизм представляет собой сложнейшую двоичную вычислительную систему, то есть механический компьютер.

Индикатор часов-календаря состоит из двух наружных колец – они указывают, в каком году мы живем. Два внутренних кольца отмечают положение Солнца, по ним можно определить время года и суток.

Кроме того, они демонстрируют положение Луны, а также восход и заход обоих светил. Когда эти часы построят и запустят, они и в году двенадцатитысячном от Рождества Христова будут указывать точное время. В том, кроме всего прочего, заслуга уникального корректирующего механизма. Благодаря ему солнечные лучи каждый раз в полуденное время будут фокусироваться на особой металлической пластине.

От полученного тепла она расширится и изогнется, юстируя счетный механизм. По обеим сторонам от агрегата высятся две стойки. В них по резьбовым каналам соскальзывают вниз две гири. Они приводят в движение спусковой регулятор и счетный механизм, преобразуя свое поступательное движение во вращательное.

Впрочем, раз в год хронометр нужно все равно заводить. Почему? Неужели Хиллис не мог обойтись автоматикой, которая «заводится» за счет резких температурных перепадов?

«Мне хочется, чтобы мои часы, пока они будут ходить, все время обслуживались людьми, постоянно напоминая им, что нельзя жить одним сегодняшним днем, нельзя забывать за повседневной суетой о будущем», – поясняет изобретатель.

В настоящее время он ищет спонсоров, которые бы финансировали создание календаря для вечности. Если их удастся найти, лет через 5 – 10 на нашей планете станет одним «чудом света» больше.

По иностранным источникам публикацию подготовил А.ВОЛКОВ

Тайны папки G21G

Алхимия как наука просуществовала не менее десяти веков. Превратить свинец в золото так и не удалюсь. Но как назвать, к примеру, превращение алюминия в фосфор? Об этом и подобных современных изобретениях, о которых алхимики могли некогда только мечтать, можно узнать, просмотрев в патентной библиотеке папку G21G – «Термоядерные устройства».

В ряде патентов описываются промышленные способы производства химических элементов. Поясним, речь идет не о выделении их из природных смесей или соединений, а именно о превращении одних элементов в другие, над чем, собственно, и трудились алхимики долгое время. Лишь в XVIII веке Лавуазье, поставив серию изящных опытов, доказал, что металлы являются химически простыми телами, которые не могут превращаться друг в друга.

Труды других ученых доказали невозможность взаимной трансмутации и других элементов, например, водорода в кислород.

Алхимия сошла на нет, превратившись в полезнейшую химию. Но строгий запрет на трансмутацию неожиданно был поставлен под сомнение открытием радиоактивных превращений. В сущности, оказалось, что в природе трансмутация происходит как бы самопроизвольно, например, радий превращается в радон, свинец, гелий… В 1937 году на циклотроне в Беркли был синтезирован из молибдена новый химический элемент – технеций.

Формально алхимики оказались правы. Трансмутация элементов возможна. Роль ее в нашей жизни огромна и не так уж приятна. Например, плутоний, сырье для атомных бомб, можно рассматривать как продукт трансмутации урана под действием нейтронов в ядерном реакторе. В ядерных реакторах получают и другие химические элементы, в том числе золото.

Но не то, из которого чеканят монеты, а его изотоп, очень нужный для медицины. Стоит он в десятки раз дороже обычного золота. Заметим, что если бы и удалось найти способ производства дешевого золота, то оно подорвало бы мировую финансовую систему. Оказалось бы бедствием большим, чем производство фальшивых денег.

Впрочем, никто из ученых, занимающихся проблемой промышленной трансмутации элементов, такой задачи и не ставит. Есть дела поважнее. В мире, как известно, накопилось много радиоактивных элементов. Их распад, сопровождающийся смертоносным излучением, неуправляем и будет продолжаться сотни лет. Поэтому ученые пытаются найти способ превратить радиоактивные элементы в стабильные и тем самым сделать ядерные отходы безопасными. Но пока для этого приходится применять излучение реактора или потоки элементарных частиц – опять-таки средства небезопасные.

И опять с завистью и тоской вспоминаются реторты и колбы алхимиков! Вот бы применить для наших целей столь простую аппаратуру. Хотя их усилия увенчаться успехом как будто бы не могли, все же в истории алхимии есть неясные случаи вполне успешного получения золота. Время от времени у отдельных химиков в обычных лабораторных условиях появлялись какие-то намеки на возникновение новых химических элементов. То же отмечали и биологи. Они сообщали, что растения, а также некоторые микроорганизмы порою синтезируют новые химические элементы.

Однако все данные физики долгое время говорили, что для превращения элементов нужны частицы высоких энергий, а следовательно, соответствующая очень не простая аппаратура, но не колбы и не клетки растений. Ученым, получавшим такие результаты, просто не верили. Возможно, тут имел место чисто психологический барьер.

Сломлен он был после открытия в 1989 году М.Флейшманом и С.Понсом холодного ядерного синтеза. В этом процессе в крайне спокойных условиях лабораторного стола выделяется энергия и происходят превращения элементов, ранее наблюдавшиеся лишь при ядерном взрыве. Это заставило ученых открыть глаза на результаты подобных экспериментов, к которым ранее относились с недоверием. И вот перед нами патент РФ № 2052223. «Способ получения стабильных изотопов за счет ядерной трансмутации типа низкотемпературного ядерного синтеза в микробиологических культурах».

Суть изобретения такова.

Для микроорганизмов довольно распространенного вида создают питательные среды, состав которых описан. Очень часто, но не всегда, их формируют на основе тяжелой воды. В эти питательные среды добавляют радиоактивные изотопы, в результате распада которых образуются изотопы, нужные нам. Микроорганизмы применяются для того, чтобы ускорить их образование. Во время роста микроорганизмов образуются микроскопические неоднородности. В них возникают электрические поля особой конфигурации, способствующей холодному ядерному синтезу (ХЯС).

В описании изобретения все это дается более глубоко и подробно, приводится очень интересная литература.

Как сообщается в описании другого изобретения – № 2140110 – ученые из Красноярска обнаружили, что можно получать кремний из смеси, содержащей только кислород, алюминий и фосфор. Для этого через нее пропускают импульс тока плотностью десять тысяч ампер на квадратный миллиметр.

В изобретении N? 2096846 описано устройство (рис. 1), в котором исходное вещество, смешанное с водой или газом, подвергается действию импульсных токов в присутствии магнитного поля. При этом образуется сразу 10–15 химических элементов, которых ранее в исходном веществе не было.

К сожалению, авторы двух последних изобретений ничего не сообщают о затратах энергии для получения нового элемента. В принципе они могут быть и очень велики, и, наоборот, приводить к получению дополнительной энергии.

В изобретении № 2087951 М.И.Солина описан «квантовый ядерный реактор» (рис. 2).

Примечательно, что это устройство, способное вырабатывать энергию в форме тепла и когерентного (подобного лазерному) излучения, а также синтезировать новые элементы, построено на базе известной (по-видимому, выпускаемой промышленностью) электронной печи. Исходными продуктами для получения в ней энергии служат титан, цирконий, ниобий, гафний, молибден, вольфрам, тантал или ванадий. Энергия получается в результате их облучения потоком электронов. Дешевыми эти вещества не назовешь. Однако в природе их достаточно много, например, значительно больше, чем урана. Да и добыть их гораздо проще. А получение энергии в квантовом ядерном реакторе М.И. Солина не сопровождается загрязнением окружающей среды.

Очень интересна конструкция термоядерного реактора, описанного в изобретении № 2076358. Реактор (рис. З) представляет собою камеру, заполненную под давлением 40 атмосфер газом, например, водородом. Внутренняя поверхность камеры обвита трубчатым теплообменником.

Протекающее по нему рабочее тело нагревается и несет тепло в преобразователь энергии, выполненный в виде газопаровой или водяной турбины.

Две боковые стенки реактора являются зеркалами, между которыми в центре камеры фокусируется энергия волн СВЧ-диапазона. Такая система является объемным резонатором радиоволн (они подводятся в реактор от отдельного генератора). Проведенные авторами исследования показали, что в фокусе такого резонатора образуются температуры и давления, достаточные для получения термоядерных реакций. Подробности явления можно узнать в следующем источнике: Грачев Л.П., Есаков И.И., Ходатаев К.В. Возможность осуществления термоядерного синтеза в резонансном стримерном СВЧ-разряде высокого давления. РАН, Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе, СПб.,1992, препринт № 1577.

Следует обратить внимание на то, что авторы предлагают заполнить реактор не дейтерием или тритием, как это предлагается для многих других термоядерных реакторов, а самым обычным водородом. В нем всегда содержится около 0,015 % дейтерия, но этого достаточно, чтобы всего грамм водорода дал больше энергии, чем 100 граммов бензина. При этом работа реактора безопасна, не сопровождается появлением радиоактивных отходов и полностью поддается управлению.

Специалисты, анализируя экономику России, отмечают: холодный климат и связанные с ним затраты на отопление ставят нашу страну не в самые выгодные условия по сравнению с другими.

Но представьте себе, что в каждом доме, городском или сельском, можно будет поставить миниатюрную теплоэлектроцентраль, которая работает на распаде циркония или синтезе водорода. Не исключено даже, что источником тепла для нее станут теплолюбивые бактерии, живущие при двухстах-трехстах градусах в вулканических водах океанских глубин. Одним словом, если нам для изобилия не хватает лишь энергии и тепла, то наши изобретатели его нам дадут!

Художники А.СЕРЕДИНА, А.ИЛЬИН

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

ГДЕ СНИМАЛИ КИНОШЕДЕВР?.. Англичанин Грэм Бзлкон, много лет проработав врачам, лелеял мечту слать кинорежиссером. Наконец развитие медицинской техники позволило Балкону осуществить свое желание, и он снял полнометражный фильм «Жизнь изнутри», представляющий подробный показ того, что творится в организме человека – в его мозгу, носоглотке, легких, желудке и кишечнике.

ИНОПЛАНЕТЯНАМ ПОШЛЮТ СЛОНА. Небольшое африканское государство Габон недавно обнародовало собственный проект освоении космоса. В документе говори гея, что страна намерена за два ближайших года запустить со своей территории несколько космических аппаратов. Причем, но мнению командующего военно-воздушными силами Габона, генерала Джерома Лэсси, первым в околоземное пространство отправится слон – животное, символизирующее Африку. По словам генерала, это будет самое крупное земное существо, побывавшее на космической орбите.

В рамках проекта будет построена специальная ракета с огромной капсулой, в которой разместится первый слон-космонавт. В дальнейшем корабль, как утверждают габонские ученые, можно будет использовать для полетов экипажей в 20–30 человек.

В настоящее время начался отбор животных, которые пройдут специальный курс тренировок, в том числе испытания в условиях невесомости. Однако этому полету могут помешать действия активистов из обществ по защите животных. Как пишет журнал «Sun», шведское общество уже выступило с резким протестом против проведения подобных полетов.

ЛЕТЧИКА ЗАМЕНИТ ПРОГРАММИСТ. ВВС США разработали прототип нового вооружения – беспилотного бомбардировщика. Самолетом будет управлять компьютер. Нести он будет четыре 150-килограммовые бомбы спутникового наведения. Задача нового поколения бомбовозов – уничтожение систем ПВО противника и командных центров в первые же часы начала боевых действий.

ГЕНЕРАТОР ВСЕ ЖЕ ИСПЫТАЛИ. Некоторое время назад (см. «ЮТ» № 5 за 1999 г.) мы рассказали о том, как питерский профессор В. В. Кашинов создал электронный прибор, позволявший сбивать с курса крылатые ракеты и самолеты. Поначалу профессор попытался заинтересовать своей разработкой российских военных. Но они на предложение не откликнулись. Умелец выставил свое изделие на продажу в Интернет.

И вот, как сообщило агентство «Рейтер» со ссылкой на иракскую газету «AI-Qabas», переносный генератор помех, приобретенный в России у частного изобретателя за 18 000 долларов, помог Ираку сорвать атаки американских истребителей, вооруженных современнейшими ракетами.

ВСЕ МЫ – ИЗ БАКТЕРИИ? Британские биологи утверждают, что нашли древнейшую молекулу, которая поможет разгадать тайну зарождения жизни на Земле. Микроорганизм, возраст которого составляет 260 млн. лет, представляет собой микроскопическую шаровидную бактерию. Найдена она была в солевых отложениях на северо-востоке Великобритании. По словам профессора Лестерского университета Билла Гранта, микроорганизм абсолютно не подвергся разложению из-за отсутствия доступа кислорода внутрь соляного кристалла, в котором он находился. Обнаружен был микроорганизм случайно, в ходе исследования проб почвы.

О ЧЕМ ГОВОРИТ ПЕТУХ? Ученые бьются над загадкой, каким образом петух, выращенный на ферме в Арканзасе, научился разговаривать. Хозяин фермы купил птицу по кличке Генрн у соседей и с первого же дня обратил внимание на ее необычную общительность. Петух так и лез к людям, постоянно что-то бормоча. Затем он начал произносить отдельные слова и короткие фразы типа «Как дела?» или «Сегодня что-то жарковато».

Ныне в обиходе Генрн 237 слов, из которых он легко складывает фразы и с удовольствием беседует с каждым, кто того пожелает.

Уникальной птицей заинтересовался известный орнитолог Майкл Рэнсенд, который привлек к изучению феномена целую команду экспертов. Под опекой ученых пернатый стал показывать еще лучшие результаты и с каждым днем улучшает свою речь.

ТАТУИРОВКА ИЛИ БИЦЕПСЫ? Мужчинам, которые ценят свою мускулатуру, не следует увлекаться татуировкой. К такому выводу пришли недавно израильские медики, которые обнаружили, что модные чернильные рисунки на коже могут вызвать атрофию мышечной ткани. У некоторых пациентов на месте татуировок совершенно пропали мускулы, а на округлых прежде бицепсах появились заметные вмятины. Само собой, чем обширнее площадь рисунка, тем больше вмятина. Объяснить причины исчезновения мышц врачи пока не могут. Во всяком случае, даже после того, как та туировки аккуратно выводили, мышцы не восстанавливались.

С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА
Второе рождение вертолета

Мало кто знает, но простая с виду лопасть современного вертолета всего за один оборот совершает три независимых движения. Управляет этим сложный и трудоемкий в изготовлении механизм. Потому, возможно, лишь немногие страны способны выпускать эти машины, а удачные вертолеты любительского изготовления почти не встречаются. Срок службы винта до полной замены вертолета исчисляется сотнями часов, но, несмотря на это, чаще всего причиной аварии вертолета становится его неисправность.

Были попытки создать вертолет с простым винтом самолетного типа. Однако такие машины, как правило, переворачивались от малейшего ветерка. Лишь один человек умел делать их абсолютно устойчивыми, способными подчиняться воле пилота. Это был наш соотечественник профессор Петроградского университета Георгий Александрович Ботезат. В 1918 году он покинул Россию и уехал в США. В приводимом ниже отрывке из статьи, помещенной в журнале Mechanix Illustrated за сентябрь 1943 года, другой русский эмигрант, летчик-испытатель Б.В.Сергиевский, кратко описывает историю некоторых работ профессора Ботезата.

Узнавая новый вертолет

«Недавно вертолет совершенно нового типа поднялся вертикально вверх с аэродрома им. Рузвельта и облетел его окрестности. Это был ДБ-5, последний летательный аппарат, созданный крупным теоретиком авиации, доктором Сорбонны и профессором Петроградского университета, уроженцем России Георгием Александровичем Ботезатом. Этот человек еще в 1922 году построил первый вертолет ДБ-1 для армии США.

Работа над последней машиной велась изобретателем и горсткой преданных ему людей в обстановке глубокой секретности. К этому обязывал опыт 20-х годов. Дело в том, что тогда кто-то постоянно мешал работе профессора. Даже когда полковник армии США Т.Г.Бэйни готовился поднять вертолет в первый полет, в картер двигателя был подсыпан песок, что могло стоить жизни пилоту. Было еще покушение и на жизнь самого Ботезата. По почте ему прислали крохотную особо ядовитую змею в красивой коробке.

Но это не остановило профессора. Заменив новый 220-сильный двигатель на изношенный мотор от старого самолета мощностью всего 180 лошадиных сил, изобретатель послал этот вертолет в полет с тремя пассажирами на борту. Впоследствии этот аппарат летал даже с пятью человеками на борту. Всего было совершено более ста полетов. И все это без предварительных экспериментов, только лишь на основе глубокого и очень сложного математического расчета!

Успехи вертолетов Ботезата в значительной мере были обязаны особым плоскорадиальным винтам, как называл их автор. Их эффективность поражала воображение. Взятый от готового аппарата несущий винт диаметром 8,8 м вращали мотором мощностью 600 Вт, и он развивал подъемную силу 45 кг, а с двигателем мощностью 60 л.с. давал тягу 670 кг! Эти винты были порождением изощренного математического ума Георгия Ботезата. Даже винт аппарата ДБ-5, недавно летавшего над аэродромом им. Рузвельта, родился не на чертежном столе, а из колонки цифр, полученной в результате расчета. Когда изобретатель увидел уже готовые лопасти, то был приятно удивлен.

Какие же красивые они оказались! – воскликнул он.

Было удивительно, с какой легкостью этот аппарат оторвался от земли в первом же полете. Знатоков удивляло и то, как медленно, в два раза медленнее, чем у других вертолетов, вращались его винты. ДБ-5 соединял в себе много необычных, остроумных решений. Бросался в глаза двухцилиндровый двигатель, размещенный между парой жестких винтов самолетного типа. Установка винтомоторного узла над кабиной снижала в ней шум до минимума (рис. 1).

Рис. 1

А до чего остроумна такая деталь, как откидывающаяся вниз и служащая ступенькой дверца кабины (рис. 2)!

Рис. 2. Георгий Ботезат у своего аппарата. Увидеть, его в полете он не успел…

Управлять вертолетом было, пожалуй, проще, чем автомобилем. Куда качнешь рычаг управления, туда аппарат и летит. При брошенном управлении аппарат продолжает полет в направлении, которое ему ранее задал пилот…

К сожалению, в 1940 году Г.А.Ботезат умер, так и не увидев свой последний аппарат в полете. Испытывал его в полете один из ближайших друзей изобретателя Владимир фон Кушенталь. Он же снял кинофильм о полетах этого вертолета. На одном из его кадров видно ликующее лицо инженера Дмитрия Ольшевского.

Ботезат и его команда собирались построить многовинтовой воздушный автобус на 50 мест, собирались выпустить недорогой личный вертолет. Соосный вертолет Ботезата мог стать конкурентом самолета во всех отношениях. Он может превзойти самолет по своей простоте и экономичности….

Когда Б Сергиевский писал эту статью, вертолет И.Сикорского, всемирно известного конструктора, конкурента Ботезата, уже готовили к серийному производству. Но некоторые из идей профессора воскресают из небытия. Судите сами. Знаменитый Игорь Сикорский свой последний скоростной вертолет S-69 снабдил жестким винтом (рис. 3).

А современный противотанковый «Белл-409» (рис. 4), уходя от обстрела, мгновенно, совсем по-ботезатовски наклоняет ротор своего винта. Может, время вертолетов Г. Ботезата возвращается?

А. ИЛЬИН