Текст книги "Юный техник, 2009 № 04"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 4 апрель 2009

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
На все случаи жизни

На очередной, 9-й по счету международной специализированной выставке «Изделия и технологии двойного назначения» наш специальный корреспондент Виктор ЧЕТВЕРГОВ обратил внимание на те устройства, которые позволяют разглядеть невидимое.

В помощь Левше

Если помните, тульские мастеровые из сказа Лескова, подковали англицкую блоху без помощи «мелкоскопа». Они и так, «глаз пристрелямши», со своей работой справились. Но сказка это сказка. На самом деле зрению человеческому есть предел. Чтобы вдеть нитку в иголку, и то многим приходится надевать очки. А часовые мастера работают, глядя через увеличительное стекло. Ювелирных же дел мастера частенько прибегают к помощи бинокуляров, когда с помощью специальной оправы к глазам приставляются сразу две лупы.

Еще более сильные увеличительные стекла большого диаметра размещают в специальной оправе на механической «руке», чтобы можно было закрепить в положении, удобном для работы.

Современная лупа – первый помощник микроэлектронщиков.

Термограммы различных предметов и человеческого тела. Глаз профессионала сразу определит, где непорядок.

Но вот такой агрегат я первый раз увидел. Это был тубус с экраном, от которого отходило нечто вроде хобота для крепления всей системы на подставке.

– Это тоже своего рода лупа, – сказал мне сотрудник московского представительства фирмы «Мега Инжиниринг» Роман Емельянов. – Можете сами взглянуть.

Я взглянул. Оказалось, что с помощью этого устройства очень удобно рассматривать всякие мелкие предметы. Тем более что увеличение, как в микроскопе, здесь можно регулировать – от 10 до 100 крат. Такое оборудование, весьма удобное, например, для проверки качества пайки выводов микросхем, качества шлифовки линз и многого другого, уже используется в МГТУ имени Н. Баумана, Томском государственном университете и в ряде других оптических лабораторий российских вузов.

Цветная температура

На выставках подобного рода довольно часто попадаешь в поле зрения телекамер. Но этот мой портрет оказался на редкость странным – лоб отдавал желтизной, нос и щеки были красными, причем одна цветастее другой…

– Наверное, справа внизу зуб побаливает, – сказал мне Михаил Уткин, один из создателей этого необычного прибора. И это оказалось действительно так – как раз собирался к стоматологу…

Называется же небольшой, но удивительно эффективный и универсальный прибор портативным компьютерным термографом. С его помощью можно в считаные секунды измерить температуру любой поверхности. И поставить диагноз – хоть человеку, хоть… трубопроводу.

Создали этот прибор специалисты московской фирмы «Иртис». Ее название – аббревиатура английского названия « InfraRed Thermal Imaging Systems», проще говоря – инфракрасные ИК-термовизоры.

«Вообще термовизоров, то есть приборов, позволяющих визуализировать тепловое поле, сейчас много, – пояснил Михаил Уткин. – Но наш прибор – не термовизор, а термограф. То есть устройство, позволяющее с высокой точностью измерить температуру поверхности объекта».

Полные термограммы мужчины и женщины.

Основу его составляет очень точный оптико-механический сканер с ИК-приемником. А ряд примененных в конструкции прибора ноу-хау позволяет добиться высокой точности и чувствительности, даже фотореалистичности получаемых термоизображений.

Приделы измерения температуры – от минус 40 до плюс 2000 градусов Цельсия. Причем точность измерения в диапазоне, близкой к температуре тела человека, – сотые доли градуса.

Кроме того, термограф умеет собирать цельную картинку из отдельных кадров, и это позволяет исследовать объекты практически любого размера, измеряя температуру их поверхности с высокой точностью и пространственным разрешением.

А потому всего за несколько минут прибор обнаружит скрытые от глаз участки перегрева в электротрансформаторе, в здании найдет места нарушения теплоизоляции, в лопастях вертолета – микротрещины…

Чтобы и ночью кошки не были серыми

«Режь красный провод!» – командует один герой другому в очередном боевике. Хорошо, если видно, какой именно провод – красный. А что делать, когда вокруг темно? Тогда поможет система цветного ночного видения, созданная американскими инженерами.

Технологию под названием «Цветная дорожка» разработала корпорация Tenebraexиз Бостона. Основали ее несколько лет назад фотограф Питер Джонс и бывший предприниматель из компании PolaroidДеннис Парселл.

По словам представителя корпорации TenebraexБенджамина Батлера, способ, найденный инженерами компании, оказался изящен и прост. В основе новых приборов – стандартные усилительные трубки приборов ночного видения. Но они дополнены двумя вращающимися фильтрами, в каждом из которых по три секции – по числу основных цветов.

Тройной фильтр, стоящий перед трубкой – усилителем света, прекрасно разделяет цвета. А поскольку они в условиях низкой освещенности отличаются еще и по яркости, трубка последовательно и по-разному усиливает красную, зеленую и синюю составляющие картинки. Фильтр, стоящий после трубки и вращающийся синхронно с первым, восстанавливает цвета, а быстрое вращение фильтров в сочетании дает наблюдателю возможность видеть в полутьме цветную картинку.

Приборы, которые создала компания на этом принципе, называются ColorPath CCNVD( Color Capable Night Vision Device). Модели – MC и OR несколько отличаются размерами и возможностями. Но обе они обеспечивают ясную цветную картинку при уровне освещенности, которую дает четвертинка Луны.

Ну а в безлунную ночь владельцы модели ОР могут нажатием кнопки убрать фильтры из оптического тракта. Тогда CCNVD превращается в обычный прибор ночного видения с однотонным зеленым изображением.

Теперь на теле ничего не спрячешь!..

Любительские видеокамеры «Хэндикам», позволяющие снимать практически в полной темноте, предназначались для съемок ночных животных и птиц. Однако биологов и орнитологов оказалось не так много, как ожидали производители. И новые камеры, наверное, долго бы пылились на полках магазинов, если бы сотрудники японского журнала «Такарадзима» не открыли в новинке уникальную способность. Оказалось, с особым светофильтром, стоящим около 7 долларов, в режиме «ночной съемки», днем и при ярком искусственном освещении камера позволяет увидеть любого человека как бы нагишом.

Зонд промышленного эндокоскопа позволяет заглянуть в малейшую щель или отверстие, ведущее внутрь газовой турбины, автомобиля или иной машины.

После этого открытия камеры со светофильтрами тут же раскупили. А компания «Сони», производящая камеры, невольно оказавшись в центре публичного скандала, объявила о планах внести технические изменения в модели своих камер для открытой продажи – отныне функция «ночная съемка» будет работать только по ночам и никакой фильтр тут уже не поможет.

Ну, а те камеры, что обладают секретной способностью «раздевать» людей, теперь будут нести службу, например, на таможне, где важно знать, нет ли у человека камня за пазухой. Или иного, куда более опасного оружия…

ИНФОРМАЦИЯ

ДЕНЬГИ ИЗ… ПЫЛИсумели получить специалисты г. Гукова из Ростовской области с помощью московских коллег. Правда, пыль эта не обычная – угольная. Теперь из нее делают прочные брикеты, которые горят не хуже природного угля. Правда, брикетирование отходов угольной промышленности проводилось и ранее путем добавления в угольную пыль своеобразного клея. Однако это связующее вещество заметно удорожало стоимость брикетов, а, кроме того, при горении выделяло экологически вредные вещества.

Теперь же создана специальная пресс-установка, которая способна производить за смену до 15 т брикетов без посторонних примесей. Стоит тонна таких брикетов около 3000 рублей, в то время как цена тонны угля – 5–8 тысяч рублей. Полученные брикеты годятся для промышленных установок и для обычных домашних печей.

ВАЛЕНКИ НА ВСЕ ВРЕМЕНАвыпускает фабрика в городе Ельце Липецкой области. По словам руководителя предприятия Валерия Александрова, теперь традиционная российская обувь пользуется спросом и за рубежом. И это не случайно.

Местные специалисты учли требования рынка и выпускают валенки, расшитые бисером, с меховой опушкой, на резиновом ходу, самых разных размеров и цветов. Недавно здесь научились даже изготавливать специальные валенки для собак. А самую уникальную партию валенок высотой всего в один сантиметр тут же раскупили любители оригинальных сувениров.

Говорят, что несколько пар елецких валенок купили для себя даже служители Ватикана.

АВТОБУС ДЛЯ МИНОБОРОНЫизготовили на Павловском автобусном заводе с участием специалистов бразильской компании «Марко Поло». Новая машина отличается от обычных «пазиков» повышенной прочностью и надежностью, а также особыми сиденьями, которые позволяют пассажирам одолевать сотни километров пути, не уставая.

ЦАГИ ПОМОГАЕТ «БОИНГУ». В конце прошлого года Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) выполнил заказ но испытанию на прочность элементов нового самолета «Боинг-787», который еще называют «Дримлайнер», то есть лайнер мечты.

По словам начальника отдела статической и тепловой прочности ЦАГИ Александра Дзюбы, российские прочнисты известны во всем мире как асы своего дела. Они не подкачали и на сей раз. В институте для выполнения заказа была специально построена установка массой в 150 т, на которой и провели необходимые испытания.

Представители «Боинга» остались очень довольны качеством проведенных работ.

В ПЛАНАХ – ПОИСКИ АТЛАНТИДЫ. После того как глубоководные аппараты «Мир-1» и «Мир-2» закончат 2-годичный цикл работ на Байкале, их планируют использовать для поиска мифической Атлантиды. Об этом рассказал журналистам один из руководителей экспедиции «Миры» на Байкале» член-корреспондент РАН Артур Чилингаров. «Мы надеемся, что наши поиски будут удачнее, чем предыдущие», – сказал ученый.

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
От самолета к винтокрылу

Возможно, вскоре мы увидим в небе винтокрылые машины новой конструкции, которые и вертолетами-то назвать трудно…

Дело в том, что вертолеты уже подошли к скоростному пределу. Развить скорость больше 400 км/ч им мешает так называемый технологический предел скорости, который зависит от разницы в скорости движения наступающей и отступающей лопастей несущего винта относительно воздуха.

Скорость движения самого вертолета прибавляется к скорости наступающих лопастей и вычитается из скорости отступающих. При этом подъемная сила на наступающей стороне будет значительно больше, чем на отступающей, и вертолет перевернется. Чтобы этого не случилось, автомат перекоса вертолета классической схемы устроен так, чтобы компенсировать эту разницу.

Однако на определенной скорости движения всего летательного аппарата при сложении скоростей лопасти и самого вертолета происходит срыв воздушного потока, и эффективность работы ротора резко снижается.

Об этой проблеме знают все вертолетчики. И вот, похоже, они наконец додумались, как ее одолеть. Помимо основного ротора и компенсирующего винта на хвосте, теперь в конструкцию вертолета решили добавить еще один винт – толкающий. Причем три ведущих конструкторских бюро мира – «Камов», «Миль» и Sikorsky – решили эту задачу по-разному. Так, прототип Sikorsky Х2 – это летательный аппарат с соосным несущим и дополнительным толкающим винтами. Ка-92 отличается от него наличием и соосного толкающего винта. А вот Ми-XI представляет собой вертолет традиционной схемы с несущим, рулевым и дополнительным толкающим винтами.

При этом, разослав по миру информацию о начале работ над аппаратами нового поколения, «Миль» и «Камов» пока представили заинтригованной публике лишь несколько макетов перспективных вертолетов. Несколько больше ясности с зарубежной конструкцией: опытный образец Sikorsky Х2, уже прошедший наземные испытания, все желающие могли рассмотреть на выставке HeliExpo 2008 в Хьюстоне.

Прототип винтокрыла Sikorsky Х72.

Прототип винтокрыла Ка-72.

Потому именно на примере этой машины мы попробуем разобраться, как будут устроены аппараты нового поколения. Кстати, их уже следует называть не вертолетами, а винтокрылами, так как горизонтальная тяга определяется не несущим винтом, а дополнительным движителем.

Итак, что же дает толкающий винт? Взяв на себя создание усилия, которое приводит к созданию горизонтальной тяги, он также компенсирует и стремление к крену, поэтому необходимость в циклическом изменении шага винта отпадает. И наступающая, и отступающая стороны ротора Х2 всегда развивают максимум подъемной силы.

Специалисты Sikorskyназывают эту технологию ABC (концепция наступающей лопасти – Advancing Blade Concept). Согласно ей подъемная сила теперь определяется мощью наступающей лопасти, а не ограничивается возможностями отступающей. На практике это означает, что винтокрыл станет экономичнее и сможет преодолевать большие расстояния без дозаправки.

Кроме того, он сможет обеспечить нужную подъемную силу при меньшей скорости вращения главного ротора. А это значит, винтокрыл способен преодолеть технологический предел скорости.

Концепция уже доказала жизнеспособность на экспериментальном вертолете Sikorsky S-69. С помощью двух реактивных двигателей, создающих горизонтальную тягу, аппарат разогнался до скорости 518 км/ч, опираясь на подъемную силу наступающих лопастей соосного винта.

Кстати, вертолет Sikorsky Х2всего лишь прототип, на базе которого предлагается построить целую серию летательных аппаратов различного назначения – боевых, пассажирских, транспортников с грузоподъемностью до 20 т и даже 40-тонный летающий кран. Также по технологии Х2 планируется построить беспилотный летательный аппарат.

Корпорация «Миль» намерена представить широкой публике скоростной пассажирский вертолет с толкающим винтом в 2011 году. Пока, правда, непонятно, как вертолету с единственным несущим винтом удастся воспользоваться преимуществами концепции наступающей лопасти.

Ка-92 с соосным несущим и соосным же толкающим винтами, как говорят, будет рассчитан на перевозку 30 пассажиров на расстояние более 1400 км без дозаправки. Крейсерская скорость вертолета будет достигать 450 км/ч. На разработку Ка-92 «Камов» отводит себе не менее 8 лет.

Между тем на горизонте просматривается еще одна новинка. Дело в том, что, когда законцовки лопастей даже у винтокрыла приблизятся к скорости звука, сопротивление вращению резко возрастает. Это может стать следующим скоростным пределом для вертолета. Поэтому есть резон при наборе скорости выше определенного предела вообще останавливать вращение вертолетного ротора. Именно так и предлагают поступать создатели турбодисколета.

Подробно мы уже рассказывали об этом интересном проекте в «ЮТ» № 7 за 2007 г. Поэтому здесь скажем лишь вот что. Главное в конструкции этого удивительного летательного аппарата – дискообразное крыло-ротор, возвышающееся над фюзеляжем. Концепция его разработана в Казанском авиационном институте (КАИ). Аппарат имеет вращающееся дисковое крыло, из которого на взлете и посадке, а также при аварийном отказе двигателя выдвигаются лопасти вертолетного типа, превращая диск-крыло в несущий винт. Когда же аппарат набрал высоту, лопасти убираются, диск перестает вращаться и аппарат становится самолетом, который при соответствующем исполнении может быть даже сверхзвуковым. Построены уже макеты и летающие модели. Нужно лишь командное решение о развертывании работ по полной программе.

И.ЗВЕРЕВ

СОЗДАНО В РОССИИ
Горизонты «Зенита»

Старшее поколение российских фотолюбителей хорошо помнит эти фотоаппараты. Купить «Зенит» в свое время значило получить сравнительно недорогую, удобную и простую зеркальную фотокамеру, которой можно и друзей фотографировать, и репродукции из альбома переснять, и фотоохоту на обитателей дикой природы устроить…

Сейчас человека с «Зенитом» увидишь редко. Исчезли фотоаппараты этой марки и с магазинных прилавков. Ну а чем, интересно, занимаются сегодня специалисты Красногорского завода имени С.А. Зверева, где некогда выпускали эти аппараты?

Л.Н. Семенов, г. Саратов

По словам лауреата Государственных премий России и Белоруссии, заслуженного машиностроителя РФ, доктора технических наук, бывшего генерального директора предприятия А.И. Гоева, изготовитель «Зенитов», начиная с 90-х годов прошлого века, пережил не лучшие времена. Хлынувшая потоком в нашу страну зарубежная фототехника, в особенности немецкая и японская, сильно потеснила отечественные фотоаппараты. Тем не менее, более чем 60-летний опыт предприятия в области оптического приборостроения, наличие в его составе мощного научно-технического центра, уникальные кадры оптиков с многолетним стажем позволили Красногорскому заводу не только выжить, но даже расширить ассортимент выпускаемой продукции.

До недавнего времени лишь ограниченный круг специалистов знал, что именно на этом заводе еще в 1956 году был создан первый в мире стабилизированный танковый прицел, позволявший бронированной машине вести точную стрельбу на ходу. А в 1957 году фотоаппаратом АФА-39 были сделаны первые в мире фотоснимки земной поверхности из космоса. Еще два года спустя аппаратом АФА-Е1 была впервые за историю человечества сфотографирована обратная сторона Луны. А из относительно недавних уникальных работ вспомним хотя бы об оптоэлектронном комплексе контроля за космическим пространством «Окно» (подробности см. в ЮТ» № 10 за 2008 г.).

Одна из башен оптоэлектронного комплекса контроля за космическим пространством «Окно».

Сегодня на предприятии создают и выпускают новую аппаратуру для многозонального контроля поверхности Земли из космоса, исследования ее ресурсов. Продолжают на заводе производить комплексы для управления огнем бронетанковой и ракетной техники, прицельные системы для тактической авиации, лазерные дальномеры-целеуказатели, дневные и ночные прицелы для снайперов и много другой специальной военной аппаратуры.

Не забыты, впрочем, и интересы мирных граждан. Бинокли с гироскопической системой стабилизации изображения, монокуляры, оптические приборы для медицинской диагностики и проведения микрохирургических операций, высокоскоростные камеры для научных исследований, прецизионные элементы и устройства для нужд нанотехнологии – все это и еще многое другое тоже продукция Красногорского завода.

Не забыты здесь и фотоаппараты. «Мы даже не успеваем довозить до магазинов наши «Горизонты», – рассказал мне сотрудник отдела маркетинга Андрей Зябко. – За ними приезжают прямо на завод, делают предварительные заказы»…

«Горизонты», кто не знает, – это специализированные фотоаппараты для панорамной съемки. Многие фотолюбители сталкивались с такой проблемой: хотелось бы зафиксировать на пленке или в электронной памяти панораму окрестностей, а даже широкоугольный объектив этого не позволяет.

А поставьте «рыбий глаз», он вам все изображение, особенно по краям кадра, «завалит». И получатся здания этакими кривобокими. Для целей художественной фотографии такой изыск, может быть, и хорош, но вот для технической и архитектурной фотосъемки искажение изображения недопустимо.

Обычно для таких съемок разрабатывают специальные широкоугольные объективы и аппараты. Но стоят они дорого и выпускаются небольшими партиями. Сотрудники Красногорского завода нашли свое, весьма оригинальное конструкторское решение. Объективы на своих фотоаппаратах «Горизонт-202», «Горизонт-205РС» они используют самые обычные. Но вот в кинематической схеме фотоаппарата есть своя хитрость. При съемке специальный привод плавно поворачивает объектив вокруг вертикальной оси; при этом фиксируются все объекты в поле зрения 120x70 градусов. А чтобы и края кадра размерами 55x110 мм (в широкопленочном варианте) или 24x88 мм (в узкопленочном) были такими же резкими, как и центральная часть, пленка в фотоаппарате располагается по дуге с таким расчетом, чтобы расстояние от нее до объектива все время оставалось одинаковым.

Малогабаритный ночной визир «Зенит NV-202».

Лазерный дальномер  «Зенит-ЛД».

Лазерный измеритель скорости и дальности ЛИСД-2М.

Панорамный фотоаппарат « Горизонт-205РС».

– Архитекторы и реставраторы очень довольны нашей аппаратурой» – сказал мне Андрей. – Она экономит им массу времени, сил и нервов.

– Ну а как обстоят ныне дела со знаменитыми «Зенитами»? – поинтересовался я в конце нашей беседы.

– Выпускать пленочные аппараты уже не имеет смысла, – ответил Андрей. – Поэтому наши специалисты подготовили проект цифрового «Зенита». Но поскольку и цифровой фототехники на рынке много, мы ведем тщательные маркетинговые исследования, чтобы понять, какой именно фотоаппарат хотели бы получить наши фотолюбители. Хотелось, чтобы они были им так же довольны, как в свое время советские фотографы гордились своими «Зенитами»…

С. СЛАВИН

Кстати…

ВЗГЛЯД НА 360 ГРАДУСОВ

Еще одна интересная конструкция спецаппаратуры разработана специалистами Московского государственного университета геодезии и картографии. Здесь под руководством профессора В.А. Соломатина разработан объектив, который, будучи установлен с помощью переходников практически на любой фотоаппарат или видеокамеру, позволяет получить полное круговое изображение окружающего ландшафта.

«В таких снимках очень часто нуждаются метеорологи, астрономы, геодезисты и представители многих других специальностей, – рассказал профессор. – Причем, в отличие от распространенных объективов типа «рыбий глаз», наша конструкция много проще, поскольку состоит всего из одной линзы, а не из нескольких, как обычно. А изображение точно передает окружающий ландшафт».