Текст книги "Беседы о физике и технике"
Автор книги: Николай Глухов
Соавторы: Петр Самойленко,Николай Камышанченко
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 12 страниц)
РАССКАЖИТЕ О ЕДИНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ СТРАНЫ.
Одним из главных достижений советской энергетики является создание крупнейших энергетических систем. Такие системы, управляемые из одного центра, позволяют маневрировать мощностями, «перебрасывать» энергию на большие расстояния туда, где в данный момент она нужнее всего.
В Единую энергосистему страны (ЕЭС) объединено около 94 % всех энергомощностей страны, суммарная мощность входящих в нее электростанций около 300 ГВт.
Велики достижения советской энергетики. Еще грандиозней ее перспективы.
Часто можно услышать, что в нашей стране «море электричества». Сейчас установленная мощность в стране несколько превысила 300 ГВт, т. е. на одного жителя нашей страны приходится более 1 кВт (или немного более одной лошадиной силы). В сравнении со многими странами мира это много, но если исходить из потребностей, то это не очень густо. По старым понятиям с таким тяглом крестьянин не считался даже середняком. К тому же мощность еще не работа. Поэтому по-прежнему актуально звучит ленинский призыв о строгой экономии электроэнергии. Подсчитано, что до 10 % экономии ресурсов можно получить бережным отношением к расходованию электроэнергии. С помощью 1 кВт∙ч электроэнергии можно выплавить 104 кг чугуна, смолоть 12,5 кг зерна, выстирать 60 кг белья, выпечь 90 кг хлеба, произвести 2 пары обуви, вывести 30 цыплят и т. д.
Являясь ключевой отраслью экономики, энергетика служит одним из главных рычагов ускорения прогресса науки и техники, органического соединения достижений научно-технической революции с социалистической системой хозяйствования.
10. От робота к робототехнике
Первые роботы у нас появились в 1970 г. Через пять лет их насчитывалось 250, в 1983 г. – около 7 тыс., в 1985 г. – около 40 тыс. Количество их непрерывно растет и к 1990 г. должно достичь несколько сотен тысяч.
В связи с этим возникает вопрос: а много это или мало? Для иллюстрации скажем, что число выпущенных нашей промышленностью роботов больше, чем в США и Японии вместе взятых. Следовательно, наша промышленность более автоматизирована, т. е. обладает более высоким потенциалом? Тогда почему многие наши заводы, особенно перешедшие на хозрасчет и самофинансирование, отказываются от установки роботов и около половины изготовленных роботов в одиннадцатой пятилетке были отправлены на склад? А ведь стоимость каждого робота-манипулятора составляет несколько десятков тысяч рублей.
МОЖЕТ БЫТЬ, РОБОТЫ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НЕ НУЖНЫ?
Прежде чем ответить на поставленный вопрос, посмотрим, как решаются вопросы роботизации производства, какие проблемы стоят перед учеными и инженерами, каков экономический эффект от внедрения роботов и какими путями должна идти механизация и автоматизация на современном этапе и ближайшем будущем.
Сокращение ручного труда в народном хозяйстве является одной из важнейших социально-экономических задач. В то время, когда страна испытывает нехватку трудовых ресурсов, только в промышленности ручным трудом на 1985 год занято около 9,5 млн. человек – это более 36 % от общей численности рабочих. Еще больший процент от общего числа работающих в отрасли – в сельском хозяйстве, строительстве, бытовом обслуживании.
В настоящее время задача стоит несколько шире: не только сократить применение тяжелого и монотонного ручного труда, но и сделать труд более содержательным, безопасным, привлекательным.
Известно, что один станок с числовым программным управлением позволяет высвободить 3–4 рабочих, комплексно-автоматизированная линия – до 30, автоматизированный участок – до 60 человек. Вот почему поставлена задача: в двенадцатой пятилетке перейти от производства отдельных машин к созданию технологических линий и комплексов с высокой степенью автоматизации. Они способны коренным образом изменить материальную основу производства: в энергетике – за счет преимущественного строительства АЭС; в металлургии – с помощью метода прямого восстановления железа, плазменной плавки, горизонтальной разливки стали; в машиностроении – за счет обработки взрывом, за счет использования лазерной, электрохимической и роторной техники, матричной сборки, промышленных роботов…
ЧТО ТАКОЕ РОБОТ?
Промышленный робот, или автоматический манипулятор, – это агрегат, состоящий из исполнительного многозвеньевого механизма (например, механической руки), каждое звено которого приводится в движение управляемым приводом, и из системы управления, включающей в себя аппаратуру совместного управления приводами всех звеньев, программное устройство с блоком памяти и ЭВМ.
КОГДА ПОЯВИЛИСЬ ПЕРВЫЕ РОБОТЫ?
Прообразом современных механических роботов можно считать оборонительную машину Архимеда, которая «хватала» приблизившийся к крепостной стене вражеский корабль и опрокидывала его. Механические руки начали применять в промышленности с конца XIX в.: ковочные манипуляторы, механические лопаты экскаваторов…
Мощный толчок к созданию и совершенствованию манипуляторов дало в середине 40-х годов развитие атомной техники. В машиностроении распространены шарнирно-балансирные манипуляторы для переноса тяжелых деталей в пределах рабочего места. Манипуляторы устанавливают на машины лесной промышленности, строительные, транспортные, горные.
В настоящее время манипулятор является составной частью робота.
Роботы с автоматическим управлением промышленного назначения делят на три поколения: программные, адаптивные и интеллектные.
Термин «поколение» здесь звучит чисто условно. Эти три поколения роботов исторически не сменяют друг друга. Новые поколения появляются постепенно по мере накопления достижений науки и техники. Первое же поколение при этом продолжает существовать и приобретает все более широкое массовое применение. Но оно все время совершенствуется конструктивно, повышая свои качественные показатели и эффективность действия.
Различные виды роботов каждого поколения имеют свои области применения.
ДАВАЙТЕ РАССМОТРИМ ВСЕ ТИПЫ РОБОТОВ ПО ПОРЯДКУ. НАЧНЕМ С ПРОГРАММНЫХ.
Первое поколение – программные роботы – характеризуется действием системы управления по многократно повторяемой жесткой программе (взять деталь с определенного места, перенести ее под пресс, вынуть из-под пресса, перенести в другое место, возвратить в исходную позицию). Программный робот легко переналаживается на различные программы действия. Но после каждой переналадки он способен только повторять многократно одни и те же жестко запрограммированные движения. Роботы первого поколения могут перемещать груз массой от десятков граммов до нескольких тонн, а закладываемые в их запоминающие устройства программы могут включать более 1000 движений.
ТЕПЕРЬ ПЕРЕЙДЕМ К АДАПТИВНЫМ РОБОТАМ.
Второе поколение – адаптивные роботы – отличаются тем, что они обладают простейшими видами «органов чувств» манипулятора: тактильное (осязание), силовое (реакция на значение рабочего усилия), локационное (реакция на расстояние до предмета и скорость приближения к нему), световое (реакция на попадание предмета в луч света), тепловое (реакция на изменение температуры по пути движения). Сигналы от датчиков очувствления обрабатываются во встроенной ЭВМ и используются ею для формирования сигналов управления на приводы звеньев манипулятора, чтобы робот в результате выполнил заложенную в его память задачу в соответствии с данной обстановкой, зафиксированной датчиками очувствления.
Другими словами, робот в своих действиях приспосабливается (адаптируется) к незапрограммированной обстановке: при неопределенном положении деталей, при движении их, при сборке, сварке и т. п.
По сравнению с роботами первого поколения адаптированные роботы обладают повышенной маневренностью и возможностью хранить в запоминающем устройстве большее число более сложных программ. Работа промышленных роботов второго поколения с высокой степенью точности синхронизируется с работой основного технологического и другого оборудования, повышенная надежность системы числового программного управления обеспечивает длительную бесперебойную эксплуатацию.
И НАКОНЕЦ, ИНТЕЛЛЕКТНЫЕ РОБОТЫ…
Третье поколение – интеллектные роботы – располагает более богатыми средствами очувствления, распознавания обстановки, отработки информации для принятия решения и его реализации с помощью приводов, т. е. обладает определенной долей «искусственного интеллекта». Особое значение приобретают здесь зрительное очувствление и цифровое моделирование обстановки на этой базе в ЭВМ робота, а также комплексирование различных средств очувствления.
Надо иметь в виду, что термин «искусственный интеллект» в такой же мере условен, как и широко применяемые уже термины «память машины», «техническое зрение». Он отражает лишь внешнее сходство функционирования робота с действиями человека в процессе трудовой деятельности.
Кроме приведенной выше классификации промышленные роботы отличаются друг от друга по типу привода (гидравлические, пневматические, электрические), по количеству степеней подвижности в манипуляторе (от трех до восьми), по грузоподъемности (от граммов до сотен килограммов), по областям применения (машиностроительное, приборостроительное и другие производства).
ГДЕ СЕЙЧАС ПРИМЕНЯЮТ РОБОТЫ?
Уже сегодня, когда роботизация делает лишь первые шаги, можно смело говорить о ее эффективности. Так, на часовых заводах роботы успешно применяют на сборке механизмов часов, на автозаводах роботы сваривают кузова автомобилей, а в Орловском объединении «Промприбор» с их помощью изготовляют терморегуляторы для бытовых холодильников и др.
Современные промышленные роботы успешно используют вместо человека в основных процессах литейного производства – от подготовки исходных материалов до операций очистки и термообработки.
Роботы производят сегодня вспомогательные работы на металлорежущих станках – токарных, фрезерных, расточных, сверлильных и др. Их можно использовать для автоматизации таких работ, как, например, изготовление образцов для анализа химического состава сплавов и других материалов, подготовка образцов к контролю, установка их в оборудование для контроля, их испытание, удаление и др.
Промышленные роботы могут пригодиться в строительной, легкой и других отраслях промышленности, при ведении научно-исследовательских работ, в быту и т. п. Например, в швейной промышленности роботы используют для автоматизации процессов манипулирования кусками материи, сшивания кусков больших размеров, пришивания мелких деталей: пуговиц, пряжек, крючков, воротников, карманов и т. п. В сфере обслуживания роботы могут выполнять обязанности сторожа, садовника, могут мыть посуду, стирать и гладить белье, обслуживать бензозаправочные станции, собирать бытовой мусор, торговать штучным товаром, комплектовать продуктовые заказы. Роботы также могут входить в автоматические системы пожаротушения, регулировать уличное движение.
Перечень предприятий, где уже применяются или где можно применять роботы, можно продолжить. Так, на одной из международных выставок демонстрировался робот-официант.
КАК ОН РАБОТАЛ?
В столовой в проходах между столами на полу наклеивается узкая лента из алюминиевой фольги, которая образует замкнутый маршрут передвижной тележки. Из кухни выезжает роботизированная тележка с установленными на ней подносами с тарелками. Тележка оснащена фарой и двумя фотоэлектрическими датчиками, воспринимающими отраженный от фольги свет фары. Таким образом, тележке задается маршрут движения. Она подъезжает к столику и плавно останавливается, так как часть ленты у каждого столика перекрыта полосой черного цвета. После снятия с подноса первого блюда тележка едет к следующему столику. Через несколько минут появляется тележка со вторым блюдом и т. д. Тележка оснащена бортовой мини-ЭВМ и по заданной программе может делать остановки у определенных столиков в определенное время.
Разумеется, такие же тележки можно использовать и на небольших предприятиях для развоза деталей по цеху, на складах, в библиотеках, архивах.
РАСШИФРУЙТЕ ПОДРОБНЕЕ ТЕРМИН «РОБОТИЗАЦИЯ»
Важно не только создавать робот как таковой, но и комплексно связывать его со всем остальным технологическим оборудованием в сочетании с другими современными средствами автоматизации. Наибольшая технико-экономическая эффективность достигается при использовании роботов в роботизированных комплексах. На их основе будут создаваться автоматизированные линии, цехи и заводы. Такие примеры в машиностроительной и приборостроительной промышленности уже есть.
Так, на Петродворцовом часовом заводе в Ленинградской области внедрено свыше 150 промышленных роботов. На 63 автоматических линиях они осуществляют по заданной программе все операции по сборке часов. Внедрение роботизированного комплекса позволило в несколько раз повысить производительность труда и высвободить около 500 человек.
На Ковровском механическом заводе после внедрения 60 промышленных роботов в штамповочном и механо-обрабатывающем цехах производительность труда на роботизированных операциях повысилась в целом в 3 раза (а по отдельным участкам в 5–6 раз), высвобождено около 100 рабочих и достигнута годовая экономия более 300 тыс. руб.
В Центральном научно-исследовательском институте «Электроника» сконструирован автоматический участок для механической обработки поверхности экранов кинескопов.
Робот-перекладчик передает кинескоп от станка к станку – их четыре, а затем проводит через две моечные установки. Такой роботизированный участок позволяет совершенно исключить ручной труд. Производительность на нем выше, чем на обычных участках, в 2,5 раза.
Одним из достижений роботизации стало создание обрабатывающих центров – замкнутых циклов производства, работающих в запрограммированном автоматическом режиме.
Планируется создание роботов нового поколения: самообучающихся, способных различать графические символы, реагировать на звуки, сигналы, человеческую речь.
Много нам даст и многостороннее сотрудничество в разработке и производстве промышленных роботов в рамках СЭВ.
НЕ СЛИШКОМ ЛИ МЫ УВЛЕКЛИСЬ ДОСТОИНСТВАМИ? А ЕСТЬ ЛИ У РОБОТОВ НЕДОСТАТКИ?
Прежде всего необходимо подчеркнуть, что установка роботов-манипуляторов целесообразна только тогда, когда она дает реальный экономический эффект (на сборке часов, монтаже микросхем и т. д.). Действительно, пусть робот устанавливает деталь на металлообрабатывающий станок, а затем после обработки снимает ее. Следовательно, пока станок работает, робот-манипулятор «спит» и снова приходит в действие лишь когда рабочий закончит обработку детали.
Другой пример. Современный пресс обрабатывает 100 деталей в минуту, а «человекоподобный» механизм может подавать лишь 7—15 деталей в минуту, снижая производительность пресса в 10–15 раз. Шарнирность, нежесткость таких манипуляторов, необходимость больших помещений и обусловливают «тихоходность» робота в целом.
ГДЕ ЖЕ ВЫХОД ИЗ СОЗДАВШЕЙСЯ СИТУАЦИИ?
Ученые видят его в том, что более высокий уровень производительности труда призван обеспечить в будущем новый класс технологических машин – роторные и роторно-конвейерные линии. В них технологические операции осуществляются в процессе непрерывного совместного транспортирования предметов обработки и инструментов (простейший пример роторной линии – разлив молока в бутылки). Этот класс машин обеспечивает автоматизацию производства при одновременной быстрой окупаемости, т. е. при высвобождении одного человека за счет минимальных затрат – 3–5 тыс. руб., что в сотни раз меньше, чем при применении «человекоподобного» робота-манипулятора.
Создание новой техники – задача настоящего и недалекого будущего, задача, значение которой неизмеримо возрастает в условиях хозрасчета и самофинансирования предприятий.
11. О чем не мог даже мечтать А.С. Попов
Радио, телевидение, радиолокация – разве можно удивить этим современного человека? А ведь каких-то 100 лет назад люди об этих чудесах не имели ни малейшего представления! Еще живы радиолюбители, которые с наушниками в 20-е и 30-е годы нашего века, затаив дыхание, пытались поймать советскую радиостанцию «Коминтерн» часто на самодельные детекторные приемники. Впрочем, все по порядку.
НАЧАЛО НАЧАЛ – ЭТО ОТКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН.
В середине XIX в. великий английский ученый Дж. Максвелл высказал предположение о существовании электромагнитных волн и об электромагнитной природе света. Но ведь электромагнитных волн никто еще не наблюдал (исключая, конечно, световые, природа которых тогда не была известна). Теория Максвелла требовала экспериментального подтверждения. Самым главным подтверждением этой теории было бы экспериментельное наблюдение электромагнитных волн.
Для получения электромагнитных волн нужно было создать источник их излучения такой мощности, чтобы полученные волны можно было обнаружить.
Такой источник впервые был создан немецким физиком Генрихом Герцем в 1887 г. и получил название вибратор Герца. С помощью этого вибратора было доказано существование электромагнитных волн, а также изучены некоторые их свойства. В частности, было доказано, что они обладают теми же свойствами, что и световые волны. Скорость электромагнитных волн оказалась равной скорости света. Этим самым Герц подтвердил и другой вывод Максвелла об электромагнитной природе света.
ВАЖНЫМ ОТКРЫТИЕМ СТАЛО ИЗОБРЕТЕНИЕ РАДИО.
Еще при жизни Герца к нему обратился один немецкий инженер с вопросом: не считает ли он возможным использовать открытие электромагнитных волн для связи (для беспроволочного телеграфа)? В своем ответе Герц высказал сомнение по поводу этой возможности. Однако идея о применении электромагнитных волн для связи вскоре (1895 г.) была осуществлена на практике русским ученым А. С. Поповым.
Приемник первоначально регистрировал радиосигналы, источником которых было атмосферное электричество. Затем Попов сконструировал первый в мире передатчик радиосигналов и в 1896 г. произвел первую в мире демонстрацию передачи радиограммы.
Передатчик и приемник находились на расстоянии 250 м. Первая радиотелеграмма состояла из двух слов: «Генрих Герц».
Излучать, т. е. посылать сигналы без проводов, – вот каков смысл латинского слова «радио», обозначившего наступление новой эры в развитии техники вообще, в развитии техники связи в первую очередь.
КАКОВЫ БЫЛИ ПЕРВЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ НОВОГО ВИДА СВЯЗИ?
Не каждый обладает способностью оценить значение новых открытий. Когда Попов обратился в Морское ведомство с просьбой выделить для продолжения опытов 1000 руб., морской министр ответил: «На такую химеру отпускать деньги не разрешаю».
Тем не менее с помощью этой «химеры» Попов два года спустя обеспечил связь между двумя кораблями на расстоянии 40 км, а в 1900 г. передавал по радио указания из Кронштадта на остров Гогланд, где велись работы по спасению броненосца, севшего на мель.
Создание первой линии радиотелеграфной связи случайно совпало с каким-то торжественным юбилеем царской семьи. Местные власти решили, что первая радиограмма будет прекрасным подарком царской фамилии, и заготовили поздравительный текст. Но вместо этого Попов, на свой страх и риск, передал сообщение о том, что шторм унес в море льдину, на которой остались 27 рыбаков. Вышедший навстречу корабль вовремя подошел им на помощь. Беспроволочная связь помогла спасти людям жизнь.
Так радио стало получать признание.
КАК РАЗВИВАЛОСЬ РАДИО ПОСЛЕ ЭТОГО?
Существовавшие в это время приборы и оборудование позволяли передавать радиосигналы на относительно небольшие расстояния. Необходимо было создать усилитель для электрических сигналов любой частоты.
Еще в 1833 г. Т.Эдисон, занимаясь усовершенствованием электрических осветительных ламп, обнаружил явление термоэлектронной эмиссии. Дальнейшее изучение физиками этого явления привело к изобретению двухэлектродной лампы – диода. В 1909 г. английский физик Ф. Флеминг предложил использовать диод в качестве детектора в радиоприемных устройствах.
В 1907 г. американский ученый Ли де Форест разработал трехэлектродную лампу, что дало возможность, используя ее в качестве усилителя, осуществлять передачу электромагнитных сигналов на большие расстояния и принимать слабые.
Классическая схема лампового генератора была предложена в 1913 г. австрийским радиотехником Мейснером. Важные усовершенствования в генераторную лампу были внесены нашими соотечественниками Н. Д. Папалекси и М. А. Бонч-Бруевичем.
СЛЕДУЮЩИЙ ШАГ-ИЗОБРЕТЕНИЕ ТЕЛЕВИДЕНИЯ.
К 20-м годам XX столетия оказались налицо все необходимые предпосылки для осуществления многочастотной передачи неподвижных и движущихся изображений как по проводам, так и по радио. Радио, сделав возможной беспроволочную связь на практически любых расстояниях, породило совершенно новые виды передачи информации – радиовещание, а затем и телевидение.
Изобретение же полупроводниковых электронных приборов принесло новые успехи и позволило осуществлять передачу сигналов уже не только в земных, но и в космических масштабах.
Добавление изображения к радиопрограммам является одним из чудес современной науки и техники. Важнейшей проблемой, перед которой стоят сегодня инженеры, является передача телевизионных волн на дальние расстояния. Частоты, применяемые в телевидении, настолько высоки, что ионосферные слои, отражающие сравнительно длинные радиоволны, по отношению к коротким телевизионным волнам являются форменным «решетом». Телевизионные волны просто уходят сквозь эти слои в мировое пространство и уже не возвращаются на Землю.
Поэтому телевизионные сигналы невозможно передавать дальше, чем на расстояние «прямого видения», а это расстояние из-за кривизны земной поверхности обычно не очень велико. Кроме того, очень короткие радиоволны сильно ослабляются вследствие поглощения их в земной атмосфере.
Проблема дальних телевизионных передач решается путем создания ретрансляционных станций или спутников связи.
РАССКАЖИТЕ О РАДИОЛОКАЦИИ.
Свойство радиоволн отражаться от предметов было использовано в радиолокации. Точность определения направления движения объекта, его размеров, скорости перемещения повышается, когда антенна станции излучает волны узким лучом. А создать такой луч можно только в том случае, если размеры антенны значительно больше, чем длина излучаемых волн.
Первые радиолокационные станции – радары (это было в начале 40-х годов) собирали в луч метровые волны с помощью огромных антенн. Луч нащупывал в небе противника и указывал, куда направить снаряд зенитного орудия. Долго мириться с таким положением летчики не могли. Необходимо было как можно скорее снабдить локаторами и самолеты. Только как это сделать? Ведь антенну размером с двухэтажный дом не взгромоздить на самолет! Эту задачу можно было решить от противного: вместо того, чтобы увеличивать размеры антенны, уменьшили длину волн.
Когда длину волн укоротили до сантиметров, а затем и до миллиметров, появилась возможность создания компактных и эффективных самолетных антенн. Нормальное воздушное сообщение при достигнутых в настоящее время высоких скоростях полета и больших плотностях потоков самолетов оказывается возможным только благодаря оснащению современной службы управления воздушным движением радиолокационными станциями, под бдительным надзором которых самолеты находятся во всей зоне аэродрома.
Радиолокаторы стали первыми помощниками при проводке кораблей. Радары, установленные на морских и речных судах, значительно облегчают плавание в условиях плохой видимости, особенно в узких местах: проливах, устьях рек и т. п. Более того, навигация часто оказывается просто невозможной без радиолокаторов, позволяющих ночью и в туман видеть береговую черту, встречные суда, скалы, айсберги. Со временем радиолокацию стали использовать в метеорологии для прослеживания за распространением гроз и штормов, а также для наблюдения за полетом шаров-зондов, которые по радио передают на наземную метеостанцию полные сведения о погоде.
Без радиолокации в наше время просто невозможна нормальная деятельность многих отраслей народного хозяйства, науки и техники. Особенно многосторонне ее применение в авиации, морском и речном флоте, в космической технике; с помощью радиолокационных средств осуществляется картографирование земной поверхности.
СЕЙЧАС НИКОГО НЕ УДИВЛЯЮТ СЛОВА «КОСМИЧЕСКАЯ РАДИОЛОКАЦИЯ».
Радиолокация настолько вошла в нашу жизнь, что сообщения о тех или иных ее использованиях уже перестали являться какой-то сенсацией. Ярким примером может служить полет двух советских автоматических межпланентных станций «Вега» к комете Галлея. Уникальные данные, полученные в ходе прямых измерений характеристик и свойств космического вещества, передача на Землю изображений кометы имеют мировое научное значение и расширяют представления ученых о начальных стадиях формирования планетных систем.
Успешная реализация крупного проекта по исследованию космического пространства, в котором приняло участие большое количество ученых и специалистов социалистических и капиталистических стран, подтверждает мнение о возможности мирного освоения космоса объединенными усилиями различных государств.
Без радиолокации немыслимы полеты космических аппаратов. Приходится не только создавать сложнейшие наземные комплексы, в которые входят мощные радары и радиотелескопы, осуществляющие наблюдения за космическими аппаратами, но и оборудовать радарами сами корабли, особенно пилотируемые.
Радиолокация обеспечивает сближение и стыковку космических кораблей, с ее помощью осуществляют измерение расстояний до Луны и планет Солнечной системы.
Очень многое могут дать радиолокационные методы для исследования природных ресурсов Земли из космоса.
Радиолокаторы помогают определить физические свойства огромных пространств Земли, покрытых льдом, снегом, сельскохозяйственными культурами и лесами.
Эти оптические непрозрачные покровы являются радиопрозрачными.
Применения радиолокации – одного из величайших творений человеческого гения XX в., стоящего по своей значимости в одном ряду с использованием ядерной энергии и ракетной техники, – поистине универсальны.
КАК ОБСТОИТ ДЕЛО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОВОЛН ДЛЯ СВЯЗИ С ЖИТЕЛЯМИ ДРУГИХ МИРОВ?
Что говорить, заманчиво было бы вступить с ними в общение и познакомиться с цивилизацией, которая, возможно, опередила нашу, скажем, на несколько тысяч лет!
Мечта эта родилась еще до появления электроники. Но ни одному из предложенных проектов не суждено было осуществиться. Появление радио дало новую почву старой мечте. От жителей Вселенной стали ждать теперь радиосообщений. И вот… Американский инженер Янский уловил сигналы, повторяющиеся ровно через 23 ч 56 мин.
Исследование этих сигналов принесло разочарование: электромагнитные волны посылают не люди, а их излучают Луна, Солнце, Меркурий, Юпитер, Сатурн. Позже удалось принять излучение из других галактик, удаленных от нас на миллиарды световых лет.
Жажда общения с жителями Вселенной до настоящего времени осталась неудовлетворенной. Зато появилась новая область применения электроники – радиоастрономия.
Если наши собратья по разуму не торопятся посылать сообщения, то, может быть, необходимо самим дать им знать о себе?
Радиосигналы посылают в космическое пространство. Преодолев огромное расстояние, сигнал должен прийти к определенным звездным системам. И если жители одной из планет этой системы уловят сигнал и захотят вступить с нами в общение, то они ответят на наши позывные.
Много ли шансов, что такая беседа состоится?
Трудно что-либо предрекать. А пока гигантские зеркала радиотелескопов непрерывно прощупывают те космические объекты, которые сами не посылают сигналов, можно «прощупывать» отраженной волной. Такие сигналы помогли уточнить состав, например, Луны и Венеры, а заодно измерить расстояние до них.
РАДИОСВЯЗЬ НАСТОЛЬКО РАСПРОСТРАНЕНА, ЧТО В ЭФИРЕ СТАНОВИТСЯ ТЕСНО.
Все возрастающее количество радиостанций, вещательных и служебных, мощных радиолокационных установок привело к возникновению в земных условиях помех, к ситуации, получившей наименование «тесноты в эфире».
Каждый, кто пользовался радиоприемником, сталкивался с такой трудностью: принимаемые станции «наползают» одна на другую. Это прежде всего указывает на то, что радиостанции работают на близких друг по отношению к другу частотах. А во-вторых, на то, что передатчики имеют недостаточно высокую стабильность и «заходят» в чужую полосу частот. Значит, требуются генераторы с высокой стабилизацией частоты или же необходимо переходить на другую частоту излучения.
Это дало толчок интенсивному освоению новых, все более коротковолновых диапазонов радиоволн. В середине 60-х годов были найдены новые пути, которые открыли широкие возможности усиления чрезвычайно слабых сигналов и генерации исключительно стабильных по частоте радиоволн. Но при этом пришлось перейти на новый уровень понимания физических процессов.
СУЩЕСТВУЮТ И ДРУГИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН.
Электромагнитные волны нашли широкое применение в промышленности и в быту. Трудно найти семью, в которой не было бы или радиоприемника, или телевизора, или магнитофона. С помощью высокочастотных электромагнитных волн размягчают стекло, прессуют пластмассу, вулканизируют резину, сушат хлопок и шерсть. Широко использует высокочастотное «пламя» пищевая промышленность. На нем коптят ветчину, сушат табак и сахар, уничтожают личинки мучных червей. При помощи электромагнитного излучения «сшивают» края надувных матрацев, лодок, водоплавающих игрушек, непромокаемых чехлов и плащей! Способность магнитного поля проникнуть внутрь металла позволила осуществлять плавку настолько быстро, что металл не успевает окислиться, а это весьма улучшает качество плавки. Приварить металл к стеклу можно быстро и надежно с помощью все тех же высокочастотных электромагнитных полей.
НЕЛЬЗЯ НЕ ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ НА ОЧЕНЬ ИНТЕНСИВНОЕ РАЗВИТИЕ ЭТОЙ ОБЛАСТИ НАУКИ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ.
Первая радиостанция, созданная А. С. Поповым, связала Кронштадт с островом Гогланд в 1900 г. И с тех пор каждое десятилетие порождало новую ветвь на могучем древе науки.
Десятые годы нашего века – радио учиться говорить. Двадцатые – дальние передачи, освоение ультракоротких радиоволн. Тридцатые – освоение телевидения. Сороковые – использование радиоволн в радиолокации. Пятидесятые – широкое внедрение радиоволн в промышленность, быт, сельское хозяйство. Шестидесятые – освоение квантовых генераторов.
Что принесут ближайшие десятилетия? Судить об этом не так-то просто, но можно с уверенностью сказать: электромагнитные процессы будут активными участниками в реализации творческой мысли человека.
