Текст книги "Разумные машины (Автоматы)"
Автор книги: Олег Дрожжин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 13 (всего у книги 17 страниц)
Аэропланы без летчиков
Одновременно с опытами по радиоуправлению автомобилями и кораблями шли опыты и с самолетами. В этой области технике пришлось преодолеть еще одну трудность, которая отсутствует при управлении автомобилями и морскими судами. Это – задача поддержания равновесия самолета в воздухе. В то время как водителю автомобиля или корабля не приходится думать о равновесии, для пилота аэроплана это представляет постоянную заботу.
Нелегкая задача автоматического уравновешивания самолета была разрешена более десяти лет назад, и в настоящее время аппараты для автоматического управления самолетом достигли высокой степени совершенства.
Как эта задача разрешена, рассказано в третьей главе этой книги.
В самом же управлении полетом аэроплана при помощи радио особых трудностей не было. Мысль о возможности управления по радио самолетами была высказана еще в 1903 г.
Первые опыты с радиоуправляемым самолетом были проделаны американским инженером Энтони в 1909 г. Его самолет, подчиняясь радиокоманде, поднялся на воздух, сделал несколько маневров и благополучно опустился на то место, с которого поднялся.
В 1910 г. подобные же опыты с самолетом производил американский радиоинженер Хаммонд. Этими опытами заинтересовалось американское военное ведомство, которое предоставило в распоряжение Хаммонда все необходимые средства. С этого времени в печать стали проникать лишь очень скудные сведения об опытах с радиоуправляемыми самолетами. Установлено все же, что к 1919 г. американцам удалось полностью разрешить задачу. От них не отставали французы, придающие радиоуправляемым машинам огромное значение в военном деле.
Первый полет французского радиоуправляемого аэроплана был произведен в сентябре 1918 г. Самолет находился в воздухе около часа и по очень запутанной линии прошел более 100 км. Посадка прошла благополучно.
Путь полета радиоуправляемого аэроплана в 1918 г.
За прошедшие с тех пор семнадцать лет техника радиоуправления самолетами далеко продвинулась вперед. Сейчас добились управления аэропланом без летчика на расстояниях, превышающих сотню километров. Появились даже такие самолеты, в которых летчик заменен роботом с часовым механизмом. Этот аэроплан самостоятельно поднимается на воздух, самостоятельно совершает полет по заданному на карте маршруту и снова возвращается обратно.
Основные приборы современных радиоуправляемых самолетов распадаются на следующие четыре группы:
1. Приборы для поддержания равновесия самолета в течение всего времени полета.
2. Приборы, осуществляющие подъем.
3. Приборы, производящие посадку.
4. Аппараты для радиоуправления.
Первую группу приборов составляют автопилоты Сперри или другой системы.
Во второй группе приборов существенной частью является измеритель скорости самолета относительно воздуха или, что одно и то же, скорости воздуха относительно самолета. Этот прибор называется анемометром. Когда мотор начинает работать, аэроплан приходит в движение по земле. Скорость этого движения отмечается анемометром. Когда скорость доходит до такой величины, что может начаться подъем, анемометр автоматически ставит рули высоты в необходимое положение, и аэроплан взлетает.
Посадка представляет более сложный маневр, чем взлет. При посадке самолет должен «почувствовать» близость земли, чтобы выключить мотор. Поэтому главной частью в третьей группе приборов является особый канатик длиною около 2 м, который по радиокоманде выпускается из самолета при переходе на посадку. Прикосновение канатика к земле действует на электрические приборы, которые выключают мотор и переводят рули высоты в необходимое для посадки положение.
Обратная сторона щита для управляемого по радио самолета; видны реле.
Радиоприборы для управления самолетом ничем существенным не отличаются от тех, какие применяются для управления автомобилями и моторными лодками. Команда выполняется в три приема: сначала подготовка (перемещение распределительного рычажка в нужное положение), затем выполнение (замыкается цепь сервомотора) и, наконец, прекращение (приборы возвращаются в начальное положение).
На современных радиоуправляемых самолетах устанавливают такие же командные щиты, как и на моторных лодках Шово или на больших военных кораблях. Поэтому человек, даже совершенно не знакомый с управлением самолетом, может, пользуясь таким щитом, совершить полет. Для этого ему только придется нажимать соответствующие командные кнопки, и послушные роботы сделают все, что потребуется.
В настоящее время радиоуправляемые самолеты уже применяются как воздушные мишени для учебной противоаэропланной стрельбы. Первый опыт в этом направлении был сделан англичанами в 1935 году во время маневров военно– морского флота.
Немецкий аэроплан, управляемый по радио.
Обычно зенитная стрельба ведется по большому колпаку, который на стальной проволоке длиною в несколько сот метров тянется за самолетом. Такая мишень не представляет большого интереса, так как аэроплан с колпаком на привязи маневрировать – делать развороты, петли – конечно, не может. Он быстро запутался бы в проволоке.
Другое дело самолет без пилота, управляемый по радио. Такая машина может проделывать многие фигуры высшего пилотажа, и стрельба по ней вполне соответствует боевой обстановке.
Опыт англичан в 1935 году показал, что радиоуправляемые самолеты, ловко маневрируя, могут долго ускользать от снарядов зенитных пушек. Но, в конце концов, оба самолета-мишени все же были сбиты соединенным огнем многих кораблей.
Подобные же радиоуправляемые самолеты-мишени применялись и в германской армии.
Но одними самолетами-мишенями военное применение радиоуправляемых аэропланов, конечно, не ограничится. Это видно хотя бы из того, что английское министерство авиации в марте 1936 года передало аэропланостроительной фирме Ди-Хэвленд крупный заказ на постройку радиоуправляемых самолетов-бомбардировщиков. В 1937 году эти воздушные корабли без экипажей войдут в строй английского военно-воздушного флота.
Несомненно, что примеру Англии последуют и другие государства.
В грядущей войне радиоуправляемые самолеты-бомбардировщики будут принимать деятельное участие в боевых операциях, совершая налеты на противника и сбрасывая там бомбы. Управление ими может производиться с командного самолета, летящего где-либо далеко в стороне или в стратосфере.
За последние годы появились также сведения о том, что изобретены воздушные торпеды, управляемые по радио. Такая торпеда представляет собой небольшой самолет-автомат, в корпусе которого находятся взрывчатые вещества. Эти торпеды предназначаются для отправки на противника с тяжелых бомбардировщиков или дирижаблей. Они могут применяться для атаки как по наземным, так и по воздушным целям.
Модели, управляемые по радио
Опыты с управлением машинами на расстоянии по радио настолько увлекательны, что ими все больше начинают заниматься и ребята, достигая значительных успехов.
Так, например, в 1932 году два американских школьника, Давид Бамз и Гомер Ховард, из города Гомоны (в Калифорнии), построили модель парусной яхты, управляемую по радио. Сначала они хотели сделать кораблик, приводящийся в движение электродвигателем. Но потом отказались от этой мысли:
– Слишком тяжелы аккумуляторы, да и мощность мотора будет незначительная, чтобы быстро двигать наш кораблик. То ли дело ветер и паруса! Аккумуляторов им не нужно! – решили ребята.
Работа по изготовлению самой яхты происходила в модельном кружке помонского яхтклуба под руководством кружковода. Яхта была длиною в два с четвертью метра и получилась очень красивая. Подводная часть ее была окрашена в красный цвет, надводная – в белый.
Передатчик и приемник Бамз и Ховард, будучи опытными радиолюбителями, сделали самостоятельно.
Посмотреть на плавание «Элайты» – так назвали яхту ее юные строители – собрался весь яхтклуб. Был яркий майский полдень. Дул легкий ветерок. И маленький кораблик, резво рассекая волны, быстро стал удаляться от берега Помонского озера.
– Здорово идет, как настоящая! – восхищались ребята, толпившиеся возле передатчика.
– Ну-ка, Давид, начинай действовать! Поверни-ка ее вправо! – торопили Бамза любопытные зрители.
Бамз нажал на кнопку, и в то же мгновение «Элайта» плавно стала заворачивать влево.
– Поворачивает! Только почему влево, а не вправо? – закричали ребята.
– Можно и вправо, – с деланным спокойствием ответил Бамз, стараясь скрыть свое радостное волнение. Два последовательных нажатия на кнопку действительно заставили изящную модель повернуть направо.
Плавание «Элайты» продолжалось целый час. За это время кораблик, подчиняясь велению неосязаемых электромагнитных волн, множество раз менял свой курс, плывя и по ветру и против ветра, лавируя зигзагами. В конце концов «Элайта» самостоятельно подошла к маленькой пристани, которая была сооружена для нее у берега. Гордые своим успехом, Бамз и Ховард осторожно понесли ее в яхт– клуб.
Модель парусной яхты «Элайта», управляемая по радио.
Американский школьник Гомер Ховард устанавливает в модели яхты радиоприемник для управления по радио.
Радиоаппарат для управления «Элайтой» был совсем простой, так как от кораблика требовалось выполнение только трех приказаний: прямо, поворот направо, поворот налево.
Это достигалось следующим образом. Румпель (рычаг, поворачивающий руль) был соединен со стержнем из мягкого железа (см. схему), который мог втягиваться внутрь двух проволочных катушек, расположенных по обеим сторонам от румпеля. Если стержень втягивается в левую катушку, то руль поворачивается вправо, и кораблик идет вправо. Если же стержень втягивается в правую катушку, то руль поворачивается влево, и кораблик идет влево.
Обе катушки – их называют еще соленоидами – соединены последовательно. Для питания катушек током служит батарея аккумуляторов, один полюс которой присоединяется к ручке распределителя, а другой – к тому проводу, который соединяет соленоиды.
Распределитель состоит из двух горизонтально один над другим расположенных дисков. Нижний – подвижной – имеет изогнутые в одну сторону зубцы. Его называют храповым колесом. С ним наглухо соединена рукоятка распределителя. Верхний диск неподвижен. На нем по окружности на равных расстояниях размещены шестнадцать контактов. Занумеруем их цифрами от 1 до 16. Часть контактов (номера 1, 5, 9, 13) соединена друг с другом и еще с проводом, идущим в левый соленоид; другая часть (номера 3, 7, 11, 15) тоже соединена друг с другом и еще с проводом, идущим в правый соленоид; все остальные контакты пустые, то есть ни с чем не соединены.
При вращении храпового колеса рукоятка распределителя будет попадать то на контакты первой группы, и тогда ток будет пробегать по левому соленоиду, то на контакты второй группы, и тогда ток будет проходить по правому соленоиду, то, наконец, на контакты третьей группы – пустые, и тогда ток в соленоиды не пойдет. В первом случае руль повернется вправо, во втором – влево, а в третьем – станет в прямое положение (под давлением воды при движении кораблика).
Американский школьник Давид Бамз, нажимая на ключ передатчика, по радио заставляет «Элайту» маневрировать.
Для вращения храпового колеса служит криволинейный рычажок, один конец которого притягивается электромагнитом, другой же упирается в зубец. Этот электромагнит называется «реле распределителя или коммутатора». Для его питания служит вторая батарея аккумуляторов.
Нормально цепь этой батареи разомкнута. Но в нее включено еще одно так называемое первичное реле. Это тоже электромагнит. Но его обмотка питается током, который дает радиоприемник. Сердечник же служит проводником для цепи реле распределителя.
Если в радиоприемник этого устройства попадет электромагнитная волна, тогда по обмотке электромагнита первичного реле пробежит слабый электрический ток. Электромагнит притянет к сердечнику якорек. Это замкнет цепь реле распределителя. К его электромагниту притянется конец криволинейного рычажка, другой конец которого, зацепив за один из шестнадцати зубьев храпового колеса, повернет его на одну шестнадцатую оборота. При этом рукоятка распределителя передвинется с одного контакта на другой, соседний. Контакты расположены так, что первый дает поворот налево, второй – ход прямо, третий – поворот направо, четвертый – опять прямо, пятый – поворот налево, шестой – прямо и так далее.
Схема радиоустройства на «Элайте» для управления рулем. Справа соленоиды, посредине коммутатор, слева два реле.
Чтобы пустить в пространство электромагнитную волну, служит ключ Морзе в передатчике.
Каждое нажатие на этот ключ передатчика вызывает в приемнике поворот храпового колеса на один зубец и, следовательно, тот или иной поворот кораблика.
Более интересную модель, чем яхта «Элайта», построил в начале 1936 года в Таганроге советский школьник Костя Павлов. Увлекаясь радиотехникой, электротехникой и механикой, Костя делал любопытные модели – маленький троллейбус, который быстро бегал по столу под двумя проводами, ветряной двигатель, паровую машину, парусные кораблики. Наконец, он задумал построить модель парохода, которой можно было бы управлять по радио.
В этой сложной работе Косте Павлову большую помощь оказали советами таганрогские инженеры, капитан порта Яблоновский и ассистент Ростовского университета Сирков. Пароход Кости был такой же длины, как и «Элайта». В нем удобно разместились аккумуляторы, электромоторы и реле. Две мачты, две трубы и надпалубные постройки придавали ему внушительный вид.
Модель парохода, управляемая по радио. Ее построил в Таганроге советский школьник Костя Павлов. Он виден в центре фотографии у радиопередатчика.
Испытания модели производились в Таганрогском порту. Радиопароход прекрасно держался на зеркальной поверхности моря. Нажав на кнопку передатчика, Костя пустил в ход главный электромотор модели. В то же мгновение завертелся винт за кормой кораблика, и он двинулся вперед. Потом, подчиняясь следующим радиоприказам, пароход повернул направо, опять пошел прямо, повернул налево, дал гудок (это работала сирена), остановился, бросил якорь. Снова поднял его и опять пошел.
Но Костя Павлов не единственный мальчик у нас в СССР, занимающийся опытами с управлением по радио. В городе Минеральные Воды четыре мальчика, Григорий Шевченко, ученик X класса, Григорий Эйдус и Игорь Петрухин, ученики IX класса, и Александр Нетемин, ученик VIII класса, в июне 1935 года построили модель радиоуправляемого броневого автомобиля.
Советские школьники Григорий Эйдус (справа) и Игорь Петрухин собирают свою модель броневого автомобиля, управляемую по радио.
Эта модель выполняет шесть показов: ход, поворот влево, прямо, стрельба пулемета, прожектор, стоп.
Четыре школьника, начав работу 4 июня, закончили ее к 17 июля, ко дню открытия краевой выставки. В схему радиоуправления, предложенную Малининым в журнале «Радиолюбитель» за 1929 год, они внесли ряд существенных изменений, остроумно разрешив некоторые задачи.
Передатчик у них был искровой, с катушкой Румкорфа, приемник с когерером, играющим роль детектора. Автомобиль длиною в три четверти метра послушно выполнял все положенные приказы – шел вперед, поворачивал влево, стрелял из пулемета (это была простая трещалка), зажигал прожектор, останавливался и снова начинал движение.
Схема радиоустройства для управления по радио броневика Эйдуса и Петрухина.
Интересующиеся устройством этой интересной модели найдут ее подробное описание в журнале «Знание – сила» за 1936 год (январский номер), сделанное Эйдусом и Петрухиным.
Пример Кости Павлова и других ребят показывает, что наши школьники начинают хорошо овладевать увлекательной отраслью техники – управлением машинами на расстоянии по радио – и скоро покажут еще и не такие достижения.
Глава седьмая
ЗАВОДЫ-АВТОМАТЫ
Машина для изготовления сигар
До сих пор мы знакомились лишь с теми автоматами – «разумными машинами», которые встречаются за пределами фабричных или заводских стен.
Это были роботы – сторожа маяков, роботы – пилоты, швейцары, моряки, роботы – автомобили, самолеты, корабли.
Однако, не менее замечательные роботы мы найдем и в промышленном производстве.
Все машины любого завода, любой фабрики разделяются на две большие группы. К одной относятся машины, создающие движение, – они называются двигателями. Другую группу составляют рабочие машины, или станки, которые выполняют те или иные работы. Примером двигателя может служить паровая машина или электромотор, примером рабочей машины – токарный станок. Для того, чтобы рабочие машины действовали, их необходимо приводить в движение.
Это и делают двигатели.
Машины создаются для того, чтобы облегчать человеку труд и помогать в работе. Двигатели заменяют мускулы человека, рабочие машины – его руки и пальцы.
Двигатели к настоящему времени достигли необычайного могущества. Существуют паровые двигатели (турбины) мощностью до 300 000 лошадиных сил. Так как лошадиная сила равняется десяти человеческим, то одна такая машина заменяет мускульную силу трех миллионов крепких, здоровых людей. Эта машина вращает вал непрерывно много месяцев подряд.
Человек так работать не может. При круглосуточной работе вводят три смены людей. Следовательно, такая машина в действительности заменяет девять миллионов человек.
Изумительного совершенства достигли к нашему времени и рабочие машины, выполняющие различные работы с такой скоростью и с такой точностью, которые совсем не доступны человеку. В настоящее время существует много видов рабочих машин, которые действуют почта или совсем без участия людей.
Вот, например, сигароделательная машина Паттерсона.
Часть сигароделательной машины Паттерсона. Крошение табака и образование сердцевины сигары.
В прошлом столетии сигары вырабатывались вручную. Это значительно увеличивало их стоимость. Кроме того, работа шла очень медленно. Фабрикаты сигар были не довольны своими прибылями. Они хотели получить машину, которая делала бы сигары в огромном количестве и при самом небольшом участии людей.
За разрешение этой задачи горячо взялся в 1878 г. американский инженер Руфус Паттерсон. Однако, вскоре он убедился, что поручить изготовление сигар машине будет нелегко. Хорошая сигара – художественное произведение искусных рук рабочего с многолетним опытом. Как же их заменить машиной и добиться того, чтобы сигары были одинаковы и по весу, и по внешности, и по плотности завертки?
Часть сигароделательной машины. Подача оберточных листьев.
В работе над машиной неудачи следовали за неудачами. Но Паттерсон был настойчив. Разбирая причины неудач и устраняя их, он с каждым годом создавал все более совершенные части будущей машины. Лишь через двадцать лет работа была закончена, и в 1898 г. появилась первая сигароделательная машина системы Паттерсона.
Часть сигароделательной машины. Окончательная отделка сигары.
В дальнейшем она была еще более усовершенствована и в настоящее время действует почти автоматически. Для ее обслуживания требуется всего четыре работницы без всякой квалификации. Пусть их имена будут Ирина, Нина, Мария и Наталья. Работа выполняется в таком порядке. Ирина, сидя у начального конца машины, берет табачные листы с подающего конвейера и вкладывает их в жолоб машины. Жолоб при движении втягивает листья под колесо, которое изгибает их внутрь. Потом эта порция листьев той же машиной крошится и чуть-чуть спрессовывается. Таким путем образуется сердцевина сигары, движущаяся к другому концу машины по направлению к Нине. По пути автоматически проверяются вес и толщина сигары.
Нина берет оберточные листья табака по одному и кладет их на специальный столик. Отсюда каждый лист захватывается машиной и обертывается вокруг сигары.
Мария подкладывает машине оберточные листья табака более высокого сорта, идущие на наружную обертку. Обертывание и этим листом производится тоже автоматически. Далее машина приглаживает сигару и заостряет ее концы.
Готовая сигара сбрасывается в ящик, перед котором сидит Наталья. Ее работа заключается в том, чтобы укладывать сигары в ящики для упаковки.
На изготовление одной сигары машина затрачивает шесть минут. В одну минуту машина может изготовить десять сигар. Противоречия между этими двумя числами нет. Всякий табачный лист, заложенный первой работницей в машину, проходит через нее в продолжение шести минут, но работница вкладывает листья примерно через каждые шесть секунд, так что изготовление сигар идет непрерывным потоком с указанной производительностью.
Машина Паттерсона заменяет работу шестидесяти человек и при восьмичасовом дне делает пять тысяч сигар.
В настоящее время в США из каждой сотни продающихся сигар девяносто изготовлены машинами Паттерсона.
Эти роботы-сигароделатели появились теперь и в Европе.
