Текст книги "Юный техник, 2006 № 01"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

СДЕЛАЙ ДЛЯ МЛАДШЕГО
Стрекозища

Однажды на одной из выставок ребята из Таганрогского клуба «Эврика» под восторженные крики на длинную ковровую дорожку стремительно выкатилось нечто негромко жужжащее, на длинных паучьих ногах. Это «нечто» представляло собою четырех колесную модель с двумя воздушными винтами (рис. 1).

Каркас его был сделан из стальной проволоки диаметром 3 мм, узлы которого спаяли или скрутили изолентой. На концах его длинных «ног» устанавливались колеса от игрушечных автомобилей.

Чтобы «жук» хорошо бегал, важно все. Прежде всего, точка схода плоскостей колес модели должна быть далеко позади нее. Тогда ход его будет прямолинейным. Чтобы уменьшить трение между колесами и их осями, лучше применить шарикоподшипники, но если их нет, а диаметр отверстия в колесе много больше диаметра оси, то вставьте в него втулку из промазанной клеем бумажной ленты, намотанной на кусок проволоки того же диаметра, что и ось. А чтобы детали не склеились, окуните проволоку в жидкий парафин с добавлением графита. После высыхания клея заготовку аккуратно снимите и запрессуйте в отверстие колеса. У вас получится вполне современное колесо со втулкой из самосмазывающегося материала.

Важно еще уменьшить трение между колесом и полом. В самом общем случае оно тем меньше, чем меньше диаметр колеса. При этом, кстати, уменьшаются и потери на трение во втулках колес.

Если «жуку» предстоит бегать по паркету или кафельному полу, то колеса следует выбирать поуже.

Ковровая дорожка для такой модели то же самое, что для автомобиля грунтовая дорога. На такой случай выбирайте широкие колеса от игрушечных тракторов.

Двигателем модели служит агрегат из двух пластиковых бутылок с резиномотором внутри и двумя воздушными винтами по концам, прикрепленный к каркасу при помощи изоленты. Резиномотор – это жгут, сделанный из сложенной вдвое, а затем завитой авиамодельной резины. Для снижения трения между нитями жгута его следует смазать глицерином.

Во время работы резиномотор натянут и сильно прижимает втулки винтов к крышечкам бутылок. В этих местах возможны большие потери на трение. Авиамоделисты избавляются от них применением шарикоподшипников. Можно использовать две стальные шайбы – одну на крышечке, другую – на втулке винта, а между ними – крохотную промежуточную втулку, выточенную из латуни. Трение латуни по стали очень мало. Но еще меньше трение по стали фарфора.

Вскройте перегоревший нагревательный элемент от чайника. Там вы найдете фарфоровые четки. Их как раз можно использовать в качестве промежуточной втулки. Смазывать маслом узел между воздушным винтом и крышкой бутылки бесполезно. Оно будет мгновенно выдавлено натяжением резиномотора. Но если вы насыпете в это место толченого графита от мягкого карандаша, хуже не будет.

Самый важный элемент модели – это ее винты, пропеллеры. Вращаются они в разные стороны, поэтому для того, чтобы они работали в унисон, один винт должен быть правым, а другой – левым.

Лопасти винта можно сделать из дерева, картона или пластика. Металл использовать не советуем, можно получить травму.

Вот одна из конструкций винта. В деревянной точеной втулке сделано два пропила под углом 45° к оси. В них можно вклеить картонные лопасти. Для получения хорошей тяги они должны быть закручены, как показано на рисунке 1.

Тяга возрастет, а время работы винтов увеличится, если передняя кромка лопасти будет закруглена наждачной бумагой, задняя – сведена на нет, а весь винт ровно окрашен из баллончика 2–3 слоями краски с промежуточной сушкой.

Дальность пробега – «жука», однако, значительно возрастет, если сделать винт из куска дерева по всем правилам, как это рекомендуется для авиамоделей.

Наш «жук» – забавная игрушка, но не только. Наземные экипажи, приводимые в действие воздушными винтами, давно привлекают внимание. Пытались делать на этом принципе автомобили. Получались очень хорошие машины, способные двигаться по шоссе и бездорожью.

Однако винт для города слишком шумен и, главное, опасен. Защитные же экраны и сетки, делая его более безопасным, в то же время снижают эффективность. Поэтому винт нашел применение на экипажах, предназначенных для движения по безлюдной местности. На рисунке 2 вы видите современные аэросани-амфибию, построенную в КБ им. А.Н.Туполева.

Есть у подобных наземных экипажей и другая проблема. Винт достаточно эффективен только при больших, самолетных, скоростях. На воде или на снежном поле их удается развить далеко не всегда. Поэтому диаметр винта стараются всемерно увеличить, чтобы он давал хорошую тягу на малой скорости.

Именно это и сделано в «жуке о благодаря установке его колес на высоких и длинных, как у кузнечика, ножках. Основная польза от увеличения диаметра винта заключается в том, что при этом больше площадь, а значит, и масса отбрасываемого потока воздуха. Поэтому его можно отбрасывать с меньшей скоростью, а в результате на создание тяги расходуется гораздо меньшая мощность. Такая закономерность верна не только для винта, но и движителя любого типа, например, машущего крыла.

На рисунке 3 – модель «стрекозы», сделанная на базе «жука», с добавлением машущих крыльев. Обычно такие крылья применяются на летающих моделях – орнитоптерах. Крылья гибкие, при взмахе вверх и вниз они изменяют свой угол установки таким образом, что всегда возникает тяга вперед.

Рис. 3

Механизм взмаха – типичный для модели орнитоптера (рис. 4).

Кромка крыла выгнута из дюралюминиевой трубки диаметром 6 мм. На нее натянута поверхность из парашютной ткани. Крылья приводятся в действие кривошипно-шатунным механизмом. Кривошип выгибается из проволоки диаметром 2–3 мм. Размах крыльев модели около метра. Это уже не жук, а стрекоза, даже стрекозища!

И. АЛЕКСЕЕВ

Рисунки автора

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Детектор эмоций

Уже более полувека летчики проходят перед полетом серьезнейший тест, включающий анализ крови, контроль скорости реакции, параметры работы сердца. Среди наших читателей летчиков, наверное, не так уж много, но и всем другим не вредно узнать свое состояние перед ответственным делом.

Известно, что при сильном волнении пульс частит, а ладони могут становиться необычно влажными. Приборчик, который способен это зафиксировать, совсем несложен.

Принципиальная схема его показана на рисунке.

Прибор состоит из двух блоков, действующих независимо. Первый из них «прощупывает» пульс с помощью электретного микрофона ВМ1. Его сигнал в виде последовательности электрических импульсов предварительно усиливается каскадом с транзистором VT4, после чего умощняется составным транзистором на элементах VT5, VT6. Выходом блока служит оптический индикатор на светодиоде HL2, вспышки которого отмечают колебания пульса.

При желании схему блока можно видоизменить, включив вместо светодиода выходной трансформатор от малогабаритного радиоприемника с низкоомным телефоном (наушником) в цепи вторичной обмотки. Чувствительность в этом случае обещает стать повыше, что позволит оценивать не только интенсивность пульса, но также функционирование дыхательных путей «пациента».

Второй блок устройства дает возможность оценивать влажность ладоней. Это явление не обязательно совпадает с учащением пульса, а потому является лишь полезным подспорьем во время контроля. К тому же влажность кожи зависит от возраста. В детстве и в молодости она выше, а с возрастом уменьшается. Поэтому, пользуясь этим показателем, полезно знать индивидуальную норму испытуемого в спокойном состоянии.

Устройство для определения влажности кожного покрова, по сути, представляет собой омметр, дающий сравнительную оценку его электрического сопротивления. Ясно, что в спокойном состоянии это сопротивление достаточно велико, а при волнении может снижаться в несколько раз.

Датчиком устройства служат два трубчатых металлических электрода X1, Х2, удерживаемых ладонями. Электроды присоединены к «плюсу» батареи питания GB1 (общей для обоих блоков) и к базовой цени транзистора VT1. Последний входит в цепочку усилительных каскадов с транзисторами VT2, VT3. Выход этого усилителя снабжен в качество нагрузки светодиодом HL1, свечение которого указывает на повышенную влажность кожи.

На входе усилителя предусмотрен делитель напряжения с постоянным резистором R1 и переменным R2. Это позволяет устанавливать порог отсчета сопротивления, отвечающий относительно нормальному эмоциональному состоянию испытуемого. При этом делитель следует установить в положение, когда светодиод едва заметно светится. Чем выше контролируемая влажность и проводимость кожи, тем большее смещение подается на базу транзистора VT1, сильнее отпирается выходной каскад и растет яркость свечения. Подстройка делителем R1, R2 порога срабатывания блока позволяет вводить поправки в измерения, необходимые при снижении напряжения питания по мере разряда источника.

Поскольку токовая нагрузка на источник не превышает 20 мА, а используется он эпизодически и короткое время, в нем можно использовать гальваническую 9-вольтовую батарейку типа отечественной «Кроны». Малые токовые нагрузки всех цепей позволяют применить резисторы мощностью от 0,125 Вт.

Для электродов X1, Х2 лучше взять трубки из алюминия или нержавеющей стали диаметром примерно 25 мм и длиной около 100 мм. К одному из краев трубки следует приклепать стандартный лепесток, к которому и будет припаян конец соответствующего гибкого проводника, связывающего электрод со входом усилителя.

Ю. ПРОКОПЦЕВ

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Последнее врем приходится все чаще слышать о скором внедрении в наш быт не только цифрового телевидения, но и цифрового радио. Чем оно лучше обычного?

Артем Сараев,

г. Харьков

Передача и прием дискретного, цифрового сигнала, вместо аналогового, обеспечивает значительное улучшение качества приема. Радиопередача в любом диапазоне будет звучать столь же чисто, как сейчас передачи ФМ– и УКВ-станций. Кроме того, на дисплее радиоприемника можно будет увидеть название песни, имя исполнителя и другие данные. Единственный недостаток, который пока сдерживает широкое распространение цифрового радио – для его обеспечения нужно новое оборудование, которое стоит в 3–4 раза дороже нынешнего. Причем это относится не только к радиопередатчикам, но и к приемникам, которыми придется обзаводиться населению, поскольку цифровую передачу на обычном аналоговом приемнике не послушаешь.

Несколько лет тому назад (см. «ЮТ» № 7 за 2003 г. – Ред.) вы рассказывали о проектах строительства плавучего острова-города. Однако время идет, а вестей о спуске на воду этого чуда техники все нет. В чем причина?

Виктор Кулебякин,

г. Саратов

Причин тому две, и обе они не технические. Прежде всего, несмотря, например, на все посулы автора проекта Freedom Ship, американского предпринимателя Нормана Никсона, собирающегося создать на корабле сущий рай, он все еще не нашел 50 000 желающих вложить свои деньги в проект и заранее купить сказочно дорогие квартиры в городе-корабле. Причем отпугивают будущих жильцов даже не цены – в одной лишь России достаточно людей, которым такое жилье по карману.

Главная причина кроется в том, что люди понимают: скопление в одном месте большого количества богатых делают их прекрасной мишенью для террористов. Пустить же ко дну даже сверхогромный корабль у них всегда найдется достаточно способов. Кроме того, не будем забывать и о каверзах погоды. Ураган «Катрина» одним махом «утопил» такой огромный город, как Новый Орлеан, в котором проживало свыше 500 000 жителей. И это при том, что стоит этот город всетаки на суше…

Одно время много говорили об озоновых дырах, парниковом эффекте и связанных с ними неприятностях. Сейчас дебаты на эту тему заметно поутихли. Почему?

Инна Соколова,

г. Санкт-Петербург

Об озоновых дырах стали забывать потому, что, как показали последние исследования, они понемногу затягиваются. Причем, если одни ученые полагают, что это напрямую связано с тем, что на планете стало меньше холодильников, в которых используется фреон и прочие смеси с содержанием хлора и фтора, то другие считают, что происходит очередной цикл некоего природного процесса, и люди здесь ни при чем.

Аналогичное положение и с парниковым эффектом. Далеко не все государства согласились подписать Киотский протокол, ограничивающий выброс промышленных отходов в атмосферу. И это не случайно.

С одной стороны, есть расчеты, которые показывают, что одно вулканическое извержение средней силы выбрасывает за пару дней в атмосферу больше окиси и двуокиси углерода, чем вся промышленность планеты за год. С другой стороны, новая научная работа, проведенная Национальным центром атмосферных исследований в Болдере (штат Колорадо), показала, что легкомысленно относится к «парниковому эффекту» все же не стоит. Компьютерная модель показывает, что увеличение доли углекислого газа в атмосфере пагубно скажется на всем живом.

ДАВНЫМ-ДАВНО

Гоночные автомобили класса «Болид» появляются редко и обычно существуют только в одном экземпляре. Их задача – рекорд скорости любой ценой. Движение допускается только за счет сцепления колес с грунтом. Применение реактивных двигателей запрещается.

Первый болид был построен в 1927 г. Он имел два мотора по 500 л.с. и развил скорость 326 км/ч. Практического применения такие автомобили не имеют. Но болиды – это идеальные лаборатории для испытания агрегатов в экстремальных условиях. И это заставляет тратить на болиды огромные деньги.

В 1938 г. англичанин Эйстон на автомобиле «Молния» (см. схему) достиг скорости 640 км/ч, прямолинейно двигаясь по идеально ровной поверхности высохшего соляного озера.

Два авиамотора выдавали по 2500 л.с. каждый, но их хватало всего на полтора часа работы. Вместо покрышек на колеса надевали тонкие гладкие камеры из высокопрочной резины. Поскольку при торможении на такой скорости они мгновенно сгорали, сначала использовали аэродинамические тормоза – с боков машины выдвигались щитки, тормозящие ее за счет сопротивления воздуха, лишь затем включались тормоза обычные. Камер-покрышек все равно хватало только на один заезд.

Опытом создания моторов для болидов воспользовалась авиация. Колеса и тормоза «Молнии» применили на реактивных самолетах. Но век поршневых моторов закончился, и в 1956 году появился первый газотурбинный болид «Дух Америки», развивший скорость 566 км/ч.

Сегодня скорость автомобиля уже превзошла скорость звука. Могут появиться гиперзвуковые болиды. На поверхности соляных озер им уже будет тесно, и придется, наверное, строить для них такие же бетонные полосы, какие применяются для посадки «Буравов» и «Шаттлов».

* * *

_{А почему?Всегда ли Старый Новый год России будут отмечать 13 января? Отчего в сильные морозы на оконных стёклах появляются узоры? Кого надо считать истинным изобретателем автомобиля – Карла Бенца или Готлиба Даймлера? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».}

_{Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают своё путешествие в мир памятных дат. А читателей журнала приглашаем заглянуть в старинный и очень красивый французский город Амбуаз.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

_{ЛЕВША– В начале нашей эры Рим контролировал все побережье Средиземноморья. Туда везли в Вечный город «хлеб и зрелища» – пшеницу и новых рабов-гладиаторов. За безопасность морских путей отвечали пентеры. Модель такого уникального корабля вы сможете собрать по нашим эскизам в «Музее на столе».}

_{– «Черный квадрат», оказывается, может быть очень коварным: новая головоломка от Владимира Красноухова.}

_{– Любители электроники смогут собрать электронный компас с памятью и видоискателем, а механикам мы предлагаем глобус, Которого… не видно.}

* * *