Текст книги "Юный техник, 2005 № 10"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 10 октябрь 2005

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ЧТО УМЕЮТ МОЛОДЫЕ
Молодые таланты встречаются вновь

Очередная, 5-я по счету после возобновления хорошей традиции ежегодного проведения подобных смотров, выставка научно-технического творчества молодежи, несмотря на прекрасную организацию, все же не впечатляла ни размахом, ни уникальностью экспонатов. Тем не менее, нам удалось отыскать среди представленных работ и такие, которые, как нам кажется, заинтересуют наших читателей.

На космических верфях Уфы

– Беда у всех нас общая, – констатировал руководитель делегации юных техников из Республиканского центра детско-юношеского технического творчества г. Уфы Эдуард Николаевич Савин, – кружкам и секциям повсеместно не хватает многих материалов, инструментов, оборудования. Тем не менее, мы кое-что придумали. Как говорится, голь на выдумки богата…

И он продемонстрировал с десяток различных моделей, которые привезли его подопечные в столицу. Одних движущихся планетоходов разных конструкций оказалось четыре штуки. И все они были сделаны, что называется, из подручных материалов.

– Вот этот лунный модуль – бывшая часть вышедшей из употребления кофеварки, – пояснил конструктор корабля для облета Луны Артем Зайцев. – А в качестве обтекателя использована часть пластиковой игрушки…

Идея же, которую иллюстрирует своей моделью Артем, такова. Как известно, в свое время наши конструкторы, подобно американцам, собирались послать людей на Луну. Но прежде чем осуществить высадку, нужно было сначала хотя бы несколько раз облететь вокруг естественного спутника нашей планеты.

Конструкторы космических аппаратов из Уфы и представленные ими модели.

Технология такого облета нашими конструкторами была практически полностью отработана. Но поскольку американцы нас опередили, в СССР лунную пилотируемую программу закрыли, не доведя до логического конца.

Сейчас, как известно, интерес к Луне вновь растет. И Артем предлагает вернуться к оставленному было проекту на новом уровне, но с использованием уже апробированных конструкций.

– Космонавтов, как обычно, будет выводить на орбиту сто раз испытанный, надежный «Союз», – рассказал он. – А вот лунный модуль стартует с космодрома отдельно, на тяжелой ракете типа «Протон» или «Энергия». На орбите оба корабля состыкуются и отправятся к Луне. После облета естественного спутника нашей планеты экспедиция возвращается и приземляется опять-таки на спускаемом аппарате «Союза». А лунный модуль остается ждать на орбите очередного экипажа…

Таким образом, по мнению Артема, можно будет сократить расходы на лунную экспедицию в 2–3 раза, использовать такой комплекс не только для научных исследований, но и для экскурсий космических туристов. Ведь со временем вместо «Союза» к лунному модулю сможет пристыковываться перспективный «Клипер», который способен будет брать на борт сразу шесть и более человек, а не троих, как нынешний «Союз».

Космический комплекс « Беркут».

Евгений Логунов(в центре) демонстрирует своим друзьям из Клуба юных техников г. Сосновый Бор Петру Малининуи Степану Чепилкоэкологически чистый реактивный дирижабль.

Коллега Артема – Дмитрий Алексеев – справедливо полагает, что в качестве своеобразного трамплина на пути к Луне может послужить МКС или другие орбитальные станции нового поколения. А для их монтажа, ремонта и обслуживания космонавтам вполне пригодится робот-монтажник, модель которого он и построил.

– Сегодня монтажно-ремонтные работы космонавтам и астронавтам приходится вести по существу вручную, – говорит он. – А это очень тяжелая работа. Робот-монтажник сможет намного облегчить ее, ведь его механические руки намного сильнее человеческих…

Подобные роботы, по мнению Дмитрия, также пригодятся для монтажа солнечных электростанций и заводов на орбите, при подготовке дальних межпланетных экспедиций. А вот Руслан Галиев полагает, что прежде чем рваться в космические дали, строить новые станции, неплохо было бы сначала навести порядок на околоземных орбитах. А то ведь за полвека существования космонавтики накопилось немало так называемого «космического мусора» – отработавших свое спутников, частей от последних ступеней ракет-носителей.

– Количество этого мусора все растет, и скоро в космосе уже невозможно будет летать, – полагает он. – Ведь даже крошечная частица, движущаяся со второй космической скоростью, обладает кинетической энергией бронебойного снаряда.

Поэтому крупные обломки Рустам предлагает вылавливать специальными сетями и отправлять на переработку, а «мелочь» испарять с помощью лазеров, придавая космическому пространству первозданную чистоту.

Смотрите, что можно сделать из пластикового конструктора.

Снова радует Ростов

В очередной раз не подкачали юные техники из Ростовской области, привезя на выставку несколько интересных экспонатов, в числе которых, например, многоцелевой прибор Алексея Короткова по физике, устройство для демонстрации изменения тела при его движении по криволинейной поверхности Дмитрия Аболмасова и другие. Но поскольку мы уже однажды посвятили работам южан целый выпуск Патентного бюро (см. «ЮТ» № 1 за 2004 г.), то на этот раз ограничимся рассказом лишь об одном экспонате – космическом комплексе «Беркут», представленном Иваном Литвиновым (ЦДТТ, г. Батайск, руководитель – Т.А. Галицкая).

«Автор предлагает модель орбитального комплекса по сбору и утилизации космического мусора, – сказано об этом проекте в его описании. – Его собирают в околоземном пространстве из отдельных модулей, доставленных сюда летательными аппаратами многоразового использования»…

Говоря проще, Иван предлагает построить в космосе целый завод по переработке того космического мусора, которого там много накопилось.

– В свое время на изготовление спутников, ракетных ступеней и другого космического оборудования было затрачено весьма ценное сырье, включая драгоценные металлы, – рассуждает он. – Так давайте распорядимся им по-хозяйски…

Время от времени, считает Иван, с заводской платформы будут отправляться небольшие буксиры с манипуляторами. Они будут отлавливать в космосе вышедшее из строя оборудование. Кое-что можно будет отремонтировать и снова поставить на службу людям. Остальное же – пустить на переработку. Причем из всего этого добра можно будет не только добывать ценное сырье, но и использовать его для строительства новых космических сооружений. В частности, из космического «мусора» Иван Литвинов предлагает строить межпланетные корабли, планетоходы и прочие устройства и машины, необходимые для исследования других планет и межпланетного пространства.

Причем, полагая, что космос – не лучшее место для жизнеобитания людей, Иван предлагает сделать такое производство полностью автоматическим. Основными работниками на нем будут роботы. А люди будут подавать им команды и следить за их работой с постов управления, расположенных на Земле. Лишь в самых крайних случаях на орбиту будут посылаться ремонтные бригады.

– В результате будут экономиться материальные ресурсы планеты (за счет вторичного использования материалов), а атмосфера Земли будет меньше загрязняться, так как можно будет ограничиться меньшим количеством запусков ракет и космических кораблей непосредственно с Земли, – подводит итог своим рассуждениям и выкладкам Иван Литвинов.

Экологи из Соснового Бора

С юными техниками из небольшого городка, что находится в предместье Санкт-Петербурга, мы тоже встречаемся на выставках не первый год. И всякий раз ребята привозят на показ что-то новенькое. На НТТМ-2005 они представили чертежи и модели нескольких экологически чистых транспортных устройств.

Так, например, Евгений Логунов построил модель реактивного дирижабля, который, тем не менее, совершенно не загрязняет атмосферу.

– Дирижабль значительно меньше отравляет воздух выхлопными газами хотя бы потому, что подъемная сила создается в нем теплым воздухом или легкими газами типа гелия, – рассказывал он. – Однако чтобы двигаться наперекор ветрам, на дирижабли ставят турбовинтовые или турбореактивные двигатели, которые, подобно самолетным, все равно дают вредные выбросы…

Чтобы избежать этого. Женя предлагает вообще отказаться от двигателей обычного типа. Солнечные панели, расположенные на обшивке дирижабля, дадут энергию электронасосам, которые будут закачивать внутрь оболочки наружный воздух, а затем выбрасывать наружу через специальные поворотные сопла в нижней части дирижабля, обеспечивая реактивную силу, способную двигать аппарат в нужном направлении.

Вихри в упряжке

Проблемы экологии волнуют и еще одного юного техника – Артема Чешева из г. Ярославля. Причем начав с изучения проблемы глобальной – причин возникновения торнадо и вихрей в атмосфере, он в конце концов пришел к решению проблемы вполне локальной, а именно – созданию вихревого пылесоса принципиально новой конструкции.

Поскольку установка сейчас проходит процесс патентования, то не будем пока раскрывать секреты конструктора, а поговорим лишь о некоторых причинах, приведших к созданию нового пылесоса, а также об общих принципах его построения.

– Не секрет, что тканевые фильтры, стоящие в пылесосах, далеко не идеальны. Часть особенно мелкой пыли проходит сквозь поры ткани и оказывается в воздухе. А мы потом вынуждены этой воздушно-пылевой взвесью дышать…

И вот Артем как-то обратил внимание на слова теледиктора, сказавшего о том, что прошедшие дожди и ветра способствовали очищению атмосферы в городе. Дальнейшее изучение специальной литературы показало, что в этих словах есть определенный резон. Более того, конструкторы бытовой техники уже взяли на вооружение принцип создания в пылесосах искусственных вихрей.

Вращение воздуха в специальных камерах с большой скоростью очищает его от примесей пыли с помощью центробежных сил значительно эффективнее, чем обычные тканевые фильтры.

Вихревой пылесос и его создатель.

После этого Артем заинтересовался гидроаэродинамическими процессами, происходящими в природных торнадо, и в конце концов предложил очищать поверхность ковра или пола, не создавая вакуум, как обычно, а «путем образования пульсаций избыточного давления во всасывающем патрубке».

Больших подробностей Артем пока сообщить не может. Зато он охотно демонстрировал всем желающим эффективность действующей модели пылесоса, созданной им из шести пустых пластиковых бутылок различных размеров, нескольких гофрированных шлангов и крыльчатки с электромотором.

Станислав ЗИГУНЕНКО, специальный корреспондент «ЮТ»

Нынешние юные техники делают самоделки из подручного материала.

ИНФОРМАЦИЯ

ЗОЛОТОЙ МЕДАЛИ – 60 ЛЕТ.Такой юбилей в этом году отметила самая памятная для многих школьная награда – медаль, которую ежегодно получают в нашей стране около 2000 выпускников средней школы, заканчивающих ее курс на круглые пятерки. Первым этой награды был удостоен выпускник 110-й московской школы Евгений Щукин. Медаль помогла ему поступить на физфак МГУ, и сейчас Е.И. Щукин – доктор физико-математических наук, автор многих научных трудов. За свою работу он был удостоен многих других наград и премий, но школьную медаль хранит до сих пор. С нее ведь все и началось…

ЗЕРКАЛО В ЦЕНТРЕ ВСЕЛЕННОЙудалось обнаружить молодым исследователям нашей страны. По словам руководителя проекта, академика Рашида Сюняева из Института космических исследований, российским астрономам удалось выяснить, что гигантское молекулярное облако вблизи центра нашей галактики является на самом деле зеркалом. И излучение звезд и галактик идет к нам не по прямой, а сначала попадает в это зеркало, там частично рассеивается, частично отражается. Анализ этого излучения показал, что еще недавно черная дыра, обнаруженная в центре нашей Галактики, была в 10 000 раз ярче.

«Так что 300–400 лет тому назад – во времена Петра I – астрономией было заниматься куда интереснее, чем ныне, – отметил академик. – Жаль только, что тогда не было астрономических спутников и космических телескопов»…

ВСЮДУ – ЖИЗНЬ. Ученым из Института физической химии РАН, вместе с коллегами из Института микробиологии имени Виноградского, удалось обнаружить проявления жизни в самом, казалось бы, неподходящем для этого месте – в подземном хранилище жидких радиоактивных отходов «Северном», на глубине от 160 до 423 м.

Оказалось, что в подземных пластовых водах обитают самые разнообразные микроорганизмы, причем многие из них используют компоненты радиоактивных отходов для собственного питания. В результате их жизнедеятельности жидкость превращается в газ типа сероводорода, азота, углекислого газа, метана. И эти газы, сохраняя остаточную радиоактивность, могут выходить с глубины на поверхность. Все это следует учитывать при сооружении новых и эксплуатации старых хранилищ радиоактивных отходов.

ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ В БИОЛОГИИ. Ученые Института проблем химической физики сделали открытие в области, не имеющей, казалось бы, ничего общего с профилем их научного учреждения. Они выявили, что цепные реакции имеют место не только в физике или в химии, но и в биологии. Вот что рассказал об этом открытии руководитель центра, академик Сергей Алдошин.

– Нам удалось выяснить, что, например, развитие раковой клетки идет с образованием свободных радикалов, – сказал ученый. – А эти радикалы образуются как раз по законам цепной реакции. Одни осколки порождают еще несколько других…

Распознав механизм реакций, ученые теперь могут создавать лекарственные препараты нового поколения, более эффективные при лечении опухолей.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Гном и его сородичи

В углу лаборатории стоял большой аквариум, в котором плавала… подводная лодка. Самая настоящая, не игрушечная, хотя и маленькая настолько, что вполне могла бы разместиться в небольшом чемодане.

И действительно, к месту действия такую субмарину, а точнее – телеуправляемый подводный аппарат «Гном» – доставляют обычно в специальном металлическом кейсе, в котором остается место и для пульта управления.

Пульт этот, по виду весьма напоминавший тот, которым обычно пользуются для радиоуправления моделями гоночных автомобилей, самолетов и вертолетов, имел два джойстика и ряд кнопок. Я попробовал несколько манипуляций джойстиком и кнопками и понял, что управлять таким агрегатом не труднее, чем радиоуправляемой игрушкой.

Однако поскольку под водой радиоволны распространяются весьма плохо, создатели этого аппарата, сотрудники Института океанологии РАН, профессор Л.В. Утяков и его коллеги, передают сигналы управления «Гному» с помощью кабеля. По нему на борт аппарата поступают команды, которые приводят в действие его движители, а также энергию для работы электромоторов и телекамер, которыми оснащен «Гном». Получаемое телеизображение по тому же кабелю передается наверх, на борт судна сопровождения.

Подлодка « Гном».

Первый «Гном» появился еще в 1998 году. Он был оснащен черно-белой телекамерой и четырьмя движителями. Горизонтальные движители обеспечивали движение аппарата вперед/назад и его разворот влево/вправо. Два вертикальных предназначены для перемещения вверх/вниз и для удержания аппарата на заданном горизонте.

Затем был изготовлен «Гном» с пятью движителями – два поперечно расположенных для вертикального перемещения аппарата и три горизонтальных (маршевых) – по углам равностороннего треугольника. Такое размещение движителей позволяет осуществлять мгновенные развороты аппарата как вокруг горизонтальной, так и вертикальной оси. В общем, при желании оператор может заставить аппарат выполнять даже фигуры высшего пилотажа. И такие способности к маневрированию, надо сказать, весьма облегчают осмотр отсеков и трюмов затонувших кораблей, где свободного места бывает не так уж много.

Довольно часто «Гномы» работают совместно с обитаемыми подводными аппаратами типа «Мир». Большой аппарат доставляет к месту осмотра сразу 3–4 «Гнома» и отправляет их на осмотр места аварии. Причем в ряде случаев работа оператора существенно упрощается, если он может наблюдать за работой одного «Гнома» с помощью второго. Кроме того, в случае потери одного «Гнома» работа может продолжаться со вторым или даже со второй парой, не требуя подъема «Мира». А это экономит немало времени, поскольку подъем обитаемого аппарата на поверхность и его повторный возврат на объект требуют времени: при работе «Миров» на японской лодке «1-52», например, затонувшей на глубине 5200 м, оно составляло около 8 часов.

Еще одно важное преимущество «Гномов» – они не взмучивают воду, сохраняя тем самым условия для высококачественного визуального осмотра и съемок. Практически исключается вероятность и того, что аппарат вызовет какие-либо обвалы внутри помещения или спровоцирует взрыв имеющихся боеприпасов. А благодаря малой стоимости аппарата его не жалко оставить на объекте после завершения обследования; на это иногда приходится идти, к примеру, при осмотре радиоактивных объектов. Таков сегодняшний день этих «карманных» субмарин.

Ну а что будет завтра? Оказывается, у создателей маленьких подлодок большие, поистине наполеоновские, планы.

Скажем, в Марианской впадине, самой глубокой точке Мирового океана, до сих пор сумели побывать лишь две экспедиции. В 1960 году на дно опустился швейцарский исследователь Жак Пикар в батискафе «Триест». Об этом многие слышали. А вот о том, что 35 лет спустя этот подвиг повторила японская дистанционно управляемая субмарина «Хайко», известно не так широко.

Сейчас Марианскую впадину намерены осмотреть американцы. При этом они не собираются рисковать жизнями своих моряков-глубоководников. На дно пойдет опять-таки дистанционно управляемый аппарат.

Как пояснил Энди Боуэн, главный конструктор аппарата, обычно они бывают двух типов. Одни самостоятельно ведут исследования по программе, заложенной в бортовой компьютер. Другие же получают энергию для работы и указания с борта судна сопровождения по толстенному кабелю, который с увеличением глубины становится настолько тяжел, что лишает аппарат какой-либо маневренности.

Ныне же ученые и конструкторы решили объединить достоинства обоих видов аппаратов. Управлять новой подлодкой будут с борта сопровождающего судна. Все команды передаются то тончайшему, но сверхпрочному оптическому кабелю. А вот двигаться подлодка будет за счет собственных аккумуляторных батарей, расположенных на борту.

Интересно, что кабель, весящий в воде менее 1 кг на километр длины, был позаимствован у военных, которые применяли его для дистанционного управления одним из видов торпед. Сам корпус изготовлен из сверхпрочной керамики, способной выдержать давление на глубине в 11 км. Для освещения используют прожекторы на светодиодах, потребляющие меньше энергии, чем электролампы.

Исследовать Марианскую впадину планируют следующим образом. Сначала аппарат произведет осмотр определенного района морского дна в автономном режиме. Если на нем будут замечены какие-то интересные объекты, их затем тщательно обследуют под руководством оператора. При этом возможно взятие проб воды, а также образцов со дна с помощью дистанционно управляемого манипулятора.

Самое замечательное, пожалуй, состоит в том, что для гибридного исследовательского аппарата не понадобится специально оснащенное судно сопровождения. Его роль может выполнить практически любой корабль, способный выйти в открытый океан. Так что новый аппарат планируется использовать еще и в качестве своеобразной «скорой помощи». Туда, где он понадобится, аппарат будет доставлен на любом самолете. Затем его погрузят на борт готового к выходу в море судна и выйдут в заданный район исследования.

Таким образом, океанографы надеются оперативно проследить за извержениями морских вулканов, исследовать морские районы, из которых доносятся загадочные звуки.

Первый выход в море планируется через четыре года. А после Марианской впадины ученые намерены обследовать океан в районе Северного полюса.

С. НИКОЛАЕВ

СОЗДАНО В РОССИИ
Тогда за дело взялся взрыв

Взрыв… Уже одно это слово вызывает ассоциации с разлетающимися обломками, разрушением, хаосом. Может ли он быть созидательным, т. е. создающим нечто полезное?

Оказывается, наши технологи давно уже научились использовать силу взрыва на благо. Вот что, например, рассказал нашему специальному корреспонденту И.ЗВЕРЕВУ доцент кафедры «Сварочное производство и материаловедение» Пензенского государственное университета, кандидат технических наук Д.Б.КРЮКОВ.

– Дмитрий Борисович, – начал я, – насколько мне известно, взрывные технологии родились не вчера?

– Верно, взрывные технологии в нашей стране применяются начиная с 50—60-х годов прошлого века. Но это не значит, что все секреты их разгаданы. Производство подкидывает технологам все новые задачи, которые они и стараются решить всеми доступными им методами…

Началась же, по словам Д.Б.Крюкова, с того, что в авиации и космонавтике, наряду с алюминием, стали применять титановые сплавы и другие жаропрочные материалы. И тут же посыпались жалобы с заводов: вследствие низкой теплопроводности и пластичности заготовки из этих материалов при штамповке очень часто трескаются и рвутся. Идет сплошной брак, причем не помогает даже нагрев заготовок до высокой температуры. Тогда-то ленинградские ученые и инженеры всемирно известного Кировского завода и разработали оригинальные методы взрывной штамповки.

Технология процесса стала выглядеть так. Железобетонный блок состоит из двух частей: нижняя – матрица, имеющая полость по форме детали, верхняя – крышка с вмонтированным в нее патронником. Патронник заряжается обычным охотничьим порохом, между крышкой и матрицей устанавливаются специальная смягчающая прокладка и металлический лист заготовки.

Выстрел – и в считаные доли секунды высокое давление пороховых газов вгоняет заготовку в матрицу. Причем, чем заготовка толще, тем проще ее оказалось штамповать. Мгновенно нарастающее давление меняет свойства металла. Хрупкие, плохо деформируемые материалы начинают течь, словно жидкость. Ну а на случай, если вдруг какая заготовка закапризничает, весь блок с матрицей помещают в глубокий бассейн. Вода не только усиливает ударную волну, но как бы смягчает ее. А заодно и глушит грохот взрыва.

Д.Крюковдемонстрирует образец детали, полученной при сварке взрывом.

Поначалу, конечно, производственники с опаской отнеслись к нововведению: все-таки заводской цех – не полигон для стрельбы и взрывов. Однако многочисленные эксперименты, строго выверенные формулы и методики расчетов количества взрывчатого вещества, применяемого в том или ином случае, строгое соблюдение техники безопасности привели к тому, что на некоторых производствах сейчас можно видеть нечто вроде цирковых фокусов.

Представьте себе цилиндрический сосуд с толстыми стенками, наполненный водой. На дне сосуда – слой песка в несколько сантиметров. На песок укладывают профилированную матрицу, на нее – заготовку. К контейнеру подходит человек и стреляет в воду из обыкновенного пистолета или даже дробовика. Легкий всплеск жидкости, и вот уже из контейнера достают готовую деталь.

А весь «фокус» в том, что пуля или дробь, попадая в воду, создают ударную волну. Она и заставляет заготовку деформироваться. Причем позади пули образуются пузыри, каверны, которые, схлопываясь, опять-таки порождают серию гидравлических ударов, «дожимающих» деталь. И все это опять-таки в считаные доли секунды.

Все это сварено ударной волной.

Демонстрация детонации

Тем не менее, нельзя ли чем-то заменить взрывчатые вещества? Технологи решили вместо пороха взрывать газовые смеси – например, бутан, пропан, ацетилен, природный газ в смеси с кислородом или воздухом.

Эти газы дешевы, доступны, они привычнее для производственников, часто использующих их для нагрева заготовок, при производстве сварочных работ. Да и по калорийности они намного превосходят многие виды взрывчатки. Скажем, при сгорании килограмма дымного пороха выделяется всего 720 килокалорий, килограмма тротила – 1010, а килограмм, например, водородно-кислородной смеси дает уже 3800 килокалорий.

Все, казалось бы, хорошо. Однако уже первые опыты с «газовой взрывчаткой» обескуражили специалистов. Оказалось, что при взрыве газа давление во взрывной камере нарастает не скачком, как при пороховом заряде, а слишком плавно. В итоге заготовка «недодавливалась», получался брак. Что делать?

Пришлось технологам обратиться за помощью к ученым. Специалисты Института химической физики РАН проанализировали ситуацию и пришли к выводу: взрыв нужно заменить детонацией.

Детали, созданные взрывом.

Для человека несведущего кажется, что всякий взрыв обязательно сопровождается детонацией – образованием мощной ударной волны, мчащейся со скоростью 3–3,5 км/с. Однако если воспламенить газовую смесь электрической искрой, как это происходит в двигателе внутреннего сгорания, детонации, как правило, не возникает. Иначе двигатель попросту шел бы вразнос.

Однако то, что хорошо для двигателистов, плохо для производственников. И в данном случае вместо электрической искры для возбуждения детонации требуется что-то более энергичное: детонационный запал или на худой конец быстро летящая пуля…

Сотрудники Института химической физики все-таки нашли способ «предварительного получения детонационной волны в трубке малого сечения с последующим выпуском ее в объем любой формы».

Так описан способ в официальном документе. Практически же к корпусу конической сужающейся кверху взрывной камеры приваривают тонкую трубку длиной около 10 ее диаметров. Внутрь трубки вставляют проволочную спираль для лучшего завихрения смеси, а сверху подсоединяют манометр, меряющий давление исходной смеси во взрывной камере. Рядом монтируют обычную свечу зажигания. Добавим к этому пару баллонов высокого давления с редукторами, кранами и трубками для подвода газов во взрывную камеру. Вот, собственно, и весь детонационный газовый пресс.

Закрепив заготовку на матрице с помощью специального кольца, рабочий открывает кран и подает во взрывную камеру горючую смесь под давлением до 8 атмосфер. Затем краны перекрывают, нажимают кнопку зажигания, и электрическая искра воспламеняет смесь в верхнем конце трубки. Двигаясь по внутреннему каналу, пламя разгоняется все быстрее и заверяется. И когда вихрь врывается в пространство основной камеры, происходит детонация взрывной волны. При этом развивается давление до 400 атмосфер, чего вполне достаточно для штамповки даже толстых заготовок. А если вдруг потребуется особая равномерность силы удара, на заготовку наливают слой воды толщиной примерно в 5 см, а иногда даже всю взрывную камеру помещают под воду.

Кстати, наличие подводной камеры сгорания опять-таки позволяет приглушить шум детонационного процесса. А кроме того, в принципе, позволяет и вообще обойтись даже без горючего газа. Его можно получать прямо на месте. Ведь вода, как всем известно, состоит из водорода и кислорода. А значит, если в воду вместе с матрицей и заготовкой опустить еще и устройство для электрического разложения водорода, то гремучий газ – смесь водорода с кислородом можно получить, не отходя от установки. Удобно и то, что после взрыва не остается никаких газов или нагара – ведь продуктом взрыва гремучего газа является опять-таки вода.

Сварка взрывом

И наконец, еще одна область, где с успехом используются взрывные технологии, – сварка. Да-да, не удивляйтесь, кроме всем известного «способа соединения деталей расплавлением» с помощью газа или электрической дуги, специалисты ныне все чаще прибегают к сварке взрывом.

Одними из первых, по словам Крюкова, ее начали применять в нашей стране специалисты Сибирского отделения РАН. Потом эстафету подхватили специалисты из других НИИ, лабораторий, университетов… И сейчас этот способ используют в самых различных случаях.

– Вот, скажем, однажды для самолетного радара потребовалось создать своеобразные соты из металла – сварить вместе 1300 шестиугольных медных ячеек с толщиной стенки в 50 микрон и размером отверстия 0,7 мм. Технологи только развели руками – такую работу не может выполнить даже ас-сварщик.

Тогда за дело взялся взрыв. Из алюминиевого прутка нарезали 1300 кусочков, покрыли их с помощью гальванопластики медной пленкой, сложили вместе в жгут и поместили в толстостенную медную трубку. Затем обмотали трубу пластиковой взрывчаткой и произвели взрыв. Его сила намертво сварила вместе заготовки. Оставалось вытравить реактивами алюминиевую сердцевину, и изящное «микросито» было готово.

Сейчас подобные ювелирные операции проводятся на десятках производств. Скажем, на той же кафедре, где работает Д.Б.Крюков и его коллеги, технологии ударно-волновой обработки материалов, защищенные тремя десятками патентов, используются, например, для изготовления деталей из керамического и металлического порошка, сварки взрывом алюминия с медью, никелевыми сплавами, титаном. Вообще взрыв позволяет соединить вместе самые невероятные сочетания металлов и сплавов, позволяя получать биметаллические композиции для различных приборов и агрегатов.

Разработана математическая модель происходящих процессов, позволяющая производить компьютерное моделирование той или иной операции еще до того, как она будет осуществлена на практике, оценить ее результаты.

В некоторых случаях современные технологии пускают в ход вместо взрывного пресса даже… пушку. Только не совсем обычную. Взрывается в ее стволе опять-таки газовая смесь ацетилена с кислородом, а выстреливаются с большой скоростью крупинки металлического порошка. При ударе о поверхность детали они расплющиваются в тончайшие полупрозрачные чешуйки и намертво пристают к поверхности детали. Так в течение тысячных долей секунды образуется покрытие, которое предохраняет поверхность детали от действия агрессивной среды, коррозии и истирания. А стоит такая обработка намного дешевле, чем химическое осаждение или гальванопластика.