Текст книги "Юный техник, 2000 № 12"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 6 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 12 декабрь 2000

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Дирижабли XXI века

Последнее время мы все чаще вспоминаем об этих «левиафанах пятого океана». И тому есть причина: современные ученые и инженеры предлагают именно эти летательные аппараты, построенные с учетом всех требований науки и техники, использовать в качестве транспорта XXI столетия. О самых последних проектах мы и поговорим сегодня.

Мечты Циолковского

Первый технически обоснованный проект большого грузового дирижабля были предложен в 80-х годах XIX века великим русским ученым К.Э. Циолковским. Да, тем самым, которого ныне больше вспоминают как основоположника космонавтики.

Так, возможно, будет выглядеть в полете российский дирижабль ДЦ-Н1, конструкция которого создается к с использованием идей К. Э. Циолковского.

В отличие от многих своих современников, Циолковский предлагал построить огромный даже по сегодняшним меркам – объемом до 500 000 куб. м – дирижабль жесткой конструкции с металлической обшивкой.

Интересно, что конструкторские проработки идеи Циолковского, проведенные в 30-е годы сотрудниками Дирижаблестроя СССР, показали обоснованность предложенной Константином Эдуардовичем концепции. В ее подтверждение были даже построены летающие прототипы с оболочками объемом в 1000 и 3000 куб. м.

Однако полномасштабный дирижабль построить не удалось; все работы по дирижаблям из-за многочисленных аварий были свернуты не только в СССР, но и во всем мире. И вот ныне группа российских инженеров, работающая под эгидой Русского воздухоплавательного общества, предлагает вернуться к идее. И хотя современные инженеры вовсе не намерены слепо копировать все особенности конструкции Циолковского (в частности, стальную гофрированную обшивку), основные новаторские принципы будут использованы.

Так, например, предполагается осуществлять управление подъемной силой за счет подогрева несущего газа; увеличить эффективность действия аэродинамических рулей, расположив их в струе от движителей – воздушных винтов; использовать остроумные задумки Циолковского по части самой технологии строительства.

В итоге дирижабль ДЦ-Н1, разрабатываемый инженерами РВО, будет иметь длину 270 к высоту оболочки 55 м и объем около 400 000 куб.м. Грузоподъемность летательного аппарата составит 200 т, скорость – до 170 км/ч. Дальность полета – 15 тыс. км. Аппарат оснащается 9 двигателями, четыре из которых будут установлены по бокам дирижабля симметрично относительно грузового отсека. Их можно будет поворачивать с таким расчетом, чтобы осуществить быстрое управление аппаратом на малой высоте и скорости. В хвостовой части разместят еще 4 двигателя, обдувающих Х-образное оперение, что также позволит увеличить маневренность. Наконец, в кормовой части разместят девятый двигатель, который можно будет использовать и как маршевый, и как подруливающий.

Модель дирижабля Циолковского, выполненная по его наброскам, и сам автор.

«Становым хребтом» корпуса дирижабля послужит ферма из двух продольных поясов, идущих по верхнему и нижнему меридианам оболочки, и соединяющих их вертикальных стоек. Жесткость всей конструкции придадут диагональные расчалки. В носовой и кормовой частях к каркасу крепятся конструкции отсеков управления (в носу) и хвостового оперения. Ферма нижнего пояса одновременно послужит основой для размещения оборудования, топлива и помещений для экипажа и грузового трюма. Причем грузовой отсек рассчитывается таким образом, чтобы в нем поместились самые габаритные грузы, которые не могут войти ни в один из существующих самолетов. Кроме того, к нижней поясной ферме крепятся стойки шасси, ферменные пилоны двигателей и каркас гондолы. Наружная поверхность корпуса образована жесткой оболочкой, но не из стали или алюминия, как предлагал Циолковский, а из композитных материалов, которые легче и прочнее металла. Внутри оболочки разместят мешки-оболочки с несущим газом – гелием.

Такая конструкция обладает рядом существенных преимуществ перед традиционной цеппелиновской. Прежде всего, все силовые нагрузки воспринимает не жесткая оболочка, а силовая ферма, что значительно упрочняет всю конструкцию и в то же время позволяет сделать оболочку достаточно легкой. Вторым важным преимуществом предлагаемой конструкции является ее технологичность при сборке. Конструкция каркаса позволяет собирать его в горизонтальном положении, «на боку», и уже затем, в собранном и отрегулированном виде, поднимать в вертикальное положение. Именно так, кстати, предлагал строить дирижабли К.Э.Циолковский.

В условиях России применение дирижаблей может дать гораздо больший эффект, чем за рубежом. В отличие от стран Западной Европы и Северной Америки, где дирижабли предполагается использовать на территориях, уже имеющих развитую сеть транспортных путей, у нас «левиафаны неба» станут желанными гостями как раз в тех местах, где дороги еще не проложены, а потребность в транспортировке грузов уже есть. Именно сюда дирижабли смогут доставлять прямо с заводов турбины и помогать при монтаже в качестве летающих кранов, генераторы и трансформаторы электростанций, опоры ЛЭП, оборудование для химических заводов, буровые вышки, насосные станции и трубы для нефте– и газопроводов. Возможно, использование таких аппаратов и для вывоза леса прямо с делянок, доставки питания и горючего на отдаленные зимовки.

Если финансирование проекта будет достаточным, то мечту Циолковского мы сможем увидеть в небе уже через 5 – 10 лет.

Схема силовой конструкции дирижабля ДЦ-Н1.

Идеи американцев

За рубежом тем временем тоже не дремлют. Например, специалисты НАСА ведут работу в рамках проекта по поддержке так называемых «революционных идей» и выбрали для реализации, в частности, проект пилотируемого дирижабля «Аэрокрафт». Он представляет собой этакий «гидродирижабль», способный при необходимости держаться на поверхности воды.

Эго не случайно. Ведь и летать «Аэрокрафт» будет в основном над океанскими просторами, перевозя грузы и пассажиров быстрее чем морские суда, и дешевле, чем самолеты. Причем на борту дирижабля пассажирам будут предоставляться такие же удобства, как и на комфортабельном океанском лайнере.

Кроме того, новым проектом заинтересовались и военные. Им позарез нужен летательный аппарат, который бы смог подолгу висеть над тем или иным участком акватории Мирового океана, выслеживая с воздуха подводные лодки с помощью опускаемых в воду на тросе гидросонаров. Дирижабль можно использовать также для подвески к нему всевозможных антенн для организации сверхдальней радиосвязи, загоризонтной радиолокации или координации действий военно-воздушных сил в рамках системы АВАКС.

Во всех этих случаях дирижабли обладают несомненными преимуществами перед авиацией. Во-первых, дирижабль может замедлить скорость вплоть до нулевой, если есть необходимость просмотреть и прозондировать ту или иную часть акватории. Во-вторых, он способен находиться в воздухе неделями, барражируя в заданном районе, в то время как самолет, даже с дозаправками, вряд ли способен продержаться в воздухе больше суток. Наконец, в-третьих, дирижабль может обладать значительной грузоподъемностью, что позволяет разместить на борту куда большее количество необходимого оборудования.

Правда, говорят, что дирижабли становятся в случае военного конфликта легкой добычей. Однако такое впечатление обманчиво.

Во-первых, дирижабль не так-то легко заметить – малая масса металла на нем делает его практически незаметным на экране радара. Во-вторых, дирижабль непросто сбить. Прямые попадания в оболочку пуль, снарядов и даже ракет класса «воздух-воздух» производят сравнительно небольшие пробоины в оболочке, и она способна сохранять подъемную силу; ведь, как правила гелий в оболочке размещается в отдельных герметических мешках и повреждение одного или нескольких из них не приводит к утечке в атмосферу всего газа.

Более того, некоторые из дирижаблей-гигантов предполагается располагать на высотах 20–25 км, в стратосфере, куда далеко не всякий самолет-истребитель способен подняться. Имея на борту антенну для передачи и ретрансляции цифровых радиосигналов, подобные дирижабли могут использоваться как в военных, так и в гражданских целях – скажем, для организации сотовой мобильной связи в районе того или иного крупного города, занимающего вместе с пригородами территорию радиусом в 150–200 км. Такая система, как показывают расчеты, обойдется намного дешевле запусков традиционных спутников.

Проект дирижабля «Аэрокрафт», предложенный специалистами НАСА.

Европейская экзотика

Наряду с американцами, подобными проектами занимаются и европейцы. Немцы, голландцы, испанцы, британцы, даже швейцарцы словно бы наперегонки хотят отметить 100-летие мирового дирижаблестроения новыми проектами и моделями. Скажем, известный в мире воздухоплавателей британский инженер и изобретатель Роджер Манк предлагает мировому сообществу сразу несколько интересных проектов. В их числе, например, проект SkyCat («Небесный кот»), представленный сразу в трех модификациях – грузоподъемностью 15, 200 и 1000 т! В последнем случае за один рейс можно доставить на место высадки десанта сразу целый батальон со всей полагающейся ему техникой.

Небольшая швейцарская фирма Prospective Concepts AG вот уже более 5 лет работает по заказам немецкого промышленного гиганта Festa над новыми технологиями применения пневматики в промышленности. Одной из последних ее разработок стал гибрид самолета с дирижаблем Stingray.

Летательный аппарат представляет собой самолет типа «летающее крыло». Причем крыло это наполнено легким газом и обеспечивает за счет аэростатической подъемной силы подъем четверти полезной нагрузки. В результате Stingray взлетает и садится с небольшим разбегом и пробегом. А в будущем при использовании пневматической катапульты будет стартовать практически с места.

Еще один швейцарец уже известный вам по проекту «летающего отеля» Джордж Хаенги (см. «ЮТ» № 6 за 2000 г.) предлагает на сей раз «воздушный велосипед». На его взгляд, такой небольшой, мобильный летательный аппарат придется вполне по вкусу спортсменам, туристам и вообще любителям экзотики.

Дирижабль «Небесный кот» сможет поднять в воздух огромное количество техники или другого груза.

Уменьшенный радиоуправляемый прототип дирижабля Р. Манка уже летает.

В полете швейцарский гибрид самолета с дирижаблем.

Схема «небесного велосипеда» Дж. Хаенги.

_{По материалам информационного бюллетеня «Воздyx»}

ИНФОРМАЦИЯ

РОССИЯ ПРИРАСТАЕТ. К такому заключению пришли участники экспедиции «Транс-Арктика-2000». В результате проведенных ими измерений выяснилось, что наша страна на 1,2 млн. кв. км больше, чем считалось до сих пор. И что самое важнее – «дополнительная» территория изобилует нефтью и газом, золотом, оловом, алмазами и платиноидами. Находится «лакомый кусочек» на дне Северного Ледовитого океана, но поскольку он представляет собой часть континента, некогда отколовшийся от суши и сползший в океан, то должен по идее принадлежать России, хотя и расположен за пределами 200-мильной прибрежной зоны.

Впрочем, для юридического оформления «находки» нашим специалистам еще предстоит представить полученные результаты на рассмотрение Комиссии ООН по морскому дну и границам континентального шельфа, заседание которой состоится лишь во второй половине 2001 года. И если члены этой комиссии, состоящей из представителей приарктических государств, сочтут аргументы наших исследователей весомыми, Россия получит преимущественное право на добычу полезных ископаемых с этой территории.

МОСКОВСКИЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПИРАТЫ ухитрились попасть в Книгу рекордов Гиннесса, поскольку начали торговать пиратскими копиями новой программы Windous 2000 через час после официального выхода в свет ее оригинала. Причем на московских рынках программа продавалась в 100 раз дешевле, чем в Америке.

ИРТЫШ МОЖЕТ ВЫСОХНУТЬ. К такому неутешительному выводу пришли участники Международной научно-практической конкуренции со сложным названием «О ключевых экологических и народно-хозяйственных проблемах реки Иртыш и основным проблемам ее решения». В настоящее время население и промышленность сотен городов и сел Омской, Павлодарской, Семипалатинской, Восточно-Казахстанской областей, расположенных вдоль магистрального канала Иртыш – Караганда, потребляют до 650 млн. куб. м воды в год что уже создает напряженное положение с водоснабжением в регионе.

Если же Китай выполнит свое намерение построить на питающем озеро Зайсан Черном Иртыше плотину и канал, с помощью которого будет забираться еще около 1 куб км. воды в год, река вообще обмелеет и станет несудоходной.

Какое же выход из положения?

«Всем водопользователям пора сесть за стол переговоров и выработать ряд мер, ограничивающих нерациональное водопотребление Иначе всем придется плохо – и китайцам, и казахам, и русским…»

ПИСЬМЕННОСТЬ XXI ВЕКА предлагает омский инженер-конструктор И.Ф Задворнов. В ее основе – внедрение в письменную форму общения россиян друг с другом цифр вместо части слов. Например, слово «опять» по мысли изобретателя вполне может состоять из буквы 0 и цифры 5. В настоящее время Иван Федорович Задворнов создает свой «Словарь письменного русского языка», который, по его мнению, позволит получить немалую экономию при печати, поскольку в новом варианте на каждую книгу потребуется примерно на 25–30 процентов меньше бумаги и краски.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ СВЕЖЕСТЬ батона, знает каждый. Однако мягкость, измеренная пальцами, понятие субъективное. Для научных же измерений мягкости хлеба, сыров, колбас и других продуктов специалисты Московского университета прикладной биотехнологии разработали специальный компактный прибор – пенетрометр ППМ-4. Стоит приставить к батону или колбасному кружку чувствительный щуп этого прибора, и он сразу определяет, насколько вязкость и упругость продукта соответствуют стандартным. Очень удобный прибор для контролеров. Тем более что питаться он может как от сети, так и от батареек.

РУДА ИЗ СКВАЖИНЫ. Такой оригинальный способ добычи полезных ископаемых предлагают ученые Всероссийского института минерального сырья. Он был уже опробован на железорудных месторождениях Курской магнитной аномалии и показал неплохие результаты. В пробуренную скважину опускается малогабаритный гидромонитор, который сильной струей воды начинает размывать рудный пласт. А через вторую скважину, пробуренную по соседству, образующуюся пульпу откачивают на поверхность и отправляют на горно-обогатительный комбинат. При добыче руды таким способом с глубины 800 м и более ее стоимость понижается в 2–3 раза по сравнению с обычным способом. Кроме того, новую технологию легко автоматизировать.

СВЕТИТ… КОНДЕНСАТОР. Не удивляйтесь, электролюминесцентный индикатор (ЭЛИ), разработанный сотрудниками ВНИИ электромеханики, действительно представляет собой плоский конденсатор Один из его электродов – прозрачный проводник, а другой – металлическая светоотражающая пленка. Между электродами размещается тонкопленочная люминесцентная структура, скажем, на основе сульфида цинка, легированного специальными активаторами Как только к электродам прилагают переменное напряжение. люминесцентный слой начинает светиться. Причем цвет свечения – зеленый, желтый, голубой или красный – меняется в зависимости от примененного активатора.

Конструктивно ЭЛИ выпускается в двух вариантах: на стеклянной подложке (толщина 3–8 мм) и на гибкой пленке (толщина 1 мм). Новые источники света могут быть использованы в качестве активных элементов в плоских дисплеях, мнемосхемах, рекламных надписях, как аварийное освещение на воздушном и наземном транспорте, в виде светящихся дорожных знаков.

НОВЫЙ ГЛУБОКОВОДНЫЙ телеуправляемый аппарат ROV-6000, способный погружаться до глубины в 6 км, создают совместными усилиями специалисты России и Индии. Аппарат, предназначенный для морских исследований, глубоководных изысканий и добычи полезных ископаемых с морского шельфа, будет весить 2 т и иметь полезную нагрузку 150 кг. Его предстоит оснастить специальными двигателями, манипуляторами, видеокамерами и другим оборудованием, необходимым для работы под водой. Большая часть аппарата спроектирована и изготовлена при участии сотрудников Экспериментального конструкторского бюро океанической техники при Институте океанографии РАН.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Есть вода на Марсе!

Американская межпланетная станция обнаружила под поверхностью Красной планеты гигантские ледяные полости. А наличие воды, считают ученые, – главное условие для существования органической жизни.

До недавних пор, несмотря на множество гипотез, прямых доказательств наличия воды на Марсе обнаружить не удавалось. И вот летом 2000 г. межпланетная станция «Марс глобал сервейер» выявила на поверхности планеты геологические структуры, которые могли возникнуть только под воздействием мощных потоков воды. А в начале осени нашу планету облетела весть о новой находке.

По словам Надин Барлоу, директора обсерватории имени Робинсона в Орландо (штат Флорида), где занимаются анализом информации, переданной с Марса, в горных массивах планеты зафиксировано огромное ледяное озеро, на площади которого могла бы шесть раз уместиться Московская область. Подо льдом, полагает профессор Барлоу, может быть вода.

Этот вывод подтверждает догадки, сделанные астрономами летом, когда высказывалось предположение, что возраст промоин на крутых склонах марсианских гор составляет всего 1–2 года.

Теперь все чаще слышны голоса, что запасы живительной Н₂О заставят пересмотреть сроки марсианских экспедиций и приблизят полет человека на Красную планету. По примеру земных мелиораторов, первопроходцы на Марсе смогут пробурить скважину и получать необходимую для себя воду.

Нет ли здесь ошибки?

Каналы, следы водных потоков на Марсе открывали уже неоднократно, а потом исследователям приходилось каяться в своих заблуждениях…

Что ж, может оказаться и так. Но хотелось бы все же надеяться на лучшее. Ведь если открытие, сделанное станцией «Марс глобал сервейер», подтвердится, оно хотя бы частично смягчит горечь потерь многих исследовательских аппаратов в окрестностях Марса. Из 18 экспедиций на планету, предпринятых специалистами СССР и России, 10 закончились полной неудачей, 7 аппаратов выполнили свои задачи частично, и лишь полет «Марса» в 1973 году стал успешным.

Аварийными были также пять американских полетов. Это вызвало даже в зарубежных средствах массовой информации предположение о том, будто полетам противодействуют сами… марсиане. Дескать, они не желают, чтобы мы разгадали тайну «марсианского сфинкса».

Но все это лишь подогревает интерес землян к Красной планете. Так что есть на Марсе вода, нет ее – все равно рано или поздно люди там высадятся.

Как будет выглядеть марсианское поселение, по предположениям специалистов НАСА, вы можете увидеть на прилагаемой схеме.

Схема станции «Марс глобал сервейер».

_{Цифрами обозначены: 1 – основной двигатель; 2 – отсек с дополнительной двигательной установкой; 3 – модульный блок с оборудованием; 4 – тормозной щиток; 5 – солнечная батарея; 6 – научная аппаратура, включающая в себя лазерный сканер и фотоаппаратуру высокого разрешения; 7 – антенна.}

Проект будущей марсианской базы:

_{1 – водород и кислород, получающиеся при разложении воды, могут быть использованы в качестве ракетного топлива; 2 – жилые помещения, благодаря наличию природной воды будут обеспечены как влагой, так и кислородом; 3 – водород можно использовать в качестве горючего для марсоходов и отопления помещений с помощью генераторов пара; 4 – солнечные батареи дадут электричество; 5 – водя и кислород необходимы также для выращивания пищевых культур.}

Рисунки Ю. САРАФАНОВА и В. КОЖИНА

РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…

Каким должен быть марсианин?

Нет, мы не станем вспоминать о чудовищах из «Войны миров» англичанина Герберта Уэллса, симпатичных зверушках из «Песков Марса» американца Артура Кларка или об «Аэлите» нашего соотечественника Алексея Толстого. Речь пойдет о самых настоящих марсианах, которые должны появиться на Красной планете в скором будущем.

Недавно космическое агентство по исследованию космического пространства США (НАСА) объявило, что намерено отправить на Марс корабль с астронавтами на борту. Обойдется экспедиция от 30 до 40 млрд. долларов и намечается примерно на 2015 год. Потому уже сейчас специалисты агентства начинают присматриваться к будущим «марсианам». Каким должен быть идеальный кандидат на участие в данной экспедиции?

Прежде всего, полагают эксперты, он должен быть высочайшим профессионалом своего дела. Но одного этого мало – кандидат должен еще обладать и определенным набором морально-волевых качеств.

– Важнейшее требование к кандидату – уравновешенность, – полагает психолог Диана Росс. – Далее, астронавты не должны быть интравертами, то есть полностью замыкаться в себе, словно цыпленок в яичной скорлупе или человек в футляре.

Вместе с тем вовсе не обязательно, чтобы у них была душа нараспашку – такие люди очень быстро надоедают окружающим.

Словом, они должны быть умеренными экстравертами. Что до уравновешенности, то чтобы оценить, в какой мере она необходима, учтите, что экспедиция на Марс продлится 2–3 года.

Кроме того, астронавт должен обладать недюжинным здоровьем, поскольку уже известно: длительное пребывание в невесомости в значительной степени ослабляет организм.

Очень важно также умение понимать своих товарищей с полуслова, а то даже с одного взгляда.

Астронавт Ульф Нил полагает, что на борту легче работать, когда коллектив там не чисто мужской, а так сказать, смешанный – то есть на станции присутствуют и женщины. Но вот космонавт Григоренко, командир экипажа на станции «Мир», придерживался другого мнения. Он сказал, что трудно летать без женщин, но с ними еще труднее.

Однако американский астронавт Майкл Коллинз полагает, что на Марс стоит послать чисто женский коллектив, руководствуясь не особенностями женской психики, а, так сказать, чисто физическими показателями: женщины примерно на треть легче мужчин, а значит, меньше едят, потребляют воды и кислорода, занимают меньше места. А все это, вместе взятое, даст немалую экономию во время трехлетней экспедиции.