Текст книги "Юный техник, 2007 № 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 2007

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ЮБИЛЕЙ
Запуск первого спутника

50 лет назад, поздним вечером 4 октября 1957 года, люди Земли впервые увидели на небосводе быстро движущуюся звездочку. Это был первый в мире искусственный спутник нашей планеты, созданный советскими конструкторами.

В соревновании с Америкой за освоение космоса 27 мая 1954 года конструкторы-ракетчики С.П. Королев и М.К. Тихонравов направили в правительство докладную записку «Об искусственном спутнике Земли», где рассказали о возможности запуска. И получили распоряжение заняться исполнением проекта.

Поначалу Королев и его сотрудники планировали отправить на орбиту «объект Д» – уникальную научно-исследовательскую лабораторию весом в 1327 кг! Но американцы наступали на пятки. И тогда Королев решил послать для начала на орбиту спутник попроще, массой не более 100 кг.

Руководство работами по конструированию и изготовлению «ПС-1» («Простейший спутник первый») поручили двум инженерам – Михаилу Хомякову и Олегу Ивановскому. Головной обтекатель ракеты, защищающий спутник от воздействия окружающей среды, спроектировала группа Сергея Охапкина.

Конструкторы пришли к выводу, что выгоднее всего придать спутнику форму шара, чтобы при меньшей поверхности оболочки наиболее полно использовать внутренний объем. Внутри спутника разместили 2 радиопередатчика с частотой излучения 20,005 и 40,002 МГц, другую аппаратуру. В итоге весь спутник весил 83,6 кг.

Вечером 20 сентября 1957 года на Байконуре состоялось заседание специальной комиссии по запуску спутника, где все службы подтвердили готовность к старту. А спустя еще несколько дней, 4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут по московскому времени, ракета-носитель «М1-1СП» стартовала и вскоре вывела спутник на орбиту с наклонением 65,1°, высотой в перигее 228 км и максимальным удалением от поверхности Земли 947 км. На каждый виток вокруг Земли он тратил 96 минут 10,2 секунды.

Это известие произвело в США эффект разорвавшейся бомбы. Президент Д.Эйзенхауэр срочно прервал свой отпуск и 7 ноября выступил по всем американским телеканалам с обещанием, что вскоре Соединенные Штаты запустят свой спутник. При этом он выглядел, как человек, допустивший серьезный просчет и вынужденный срочно исправлять свою ошибку. А наши ученые и инженеры, не остановившись на достигнутом, вскоре послали в космос и второй спутник, и третий… Но это уже другая история.

Схема расположения аппаратуры в « ПС-1»:

_{1– термореле; 2– радиопередатчик; 3– барореле; 4– термоввод; 5– антенна; 6– блок питания; 7– разъем; 8– контакт; 9– вентилятор; 10– диффузор; 11– дистанционный переключатель; 12– термоэкран.}

Станислав СЛАВИН

ВЫСТАВКИ
МАКС глазами молодых

В августе Международный авиационно-космический салон собрал в Жуковском в своих павильонах и на открытых площадках 870 фирм из 110 стран. Описать их все невозможно, и наш специальный корреспондент Виктор ЧЕТВЕРГОВ попросил юных участников этого смотра рассказать о том, что им показалось интереснее всего. И вот что из этого получилось…

В плане – новоплан

Десятиклассники Давид Амбарцумян, Владимир Довбня и Георгий Чемия – представители аэрокосмической школы «Крылья» при лицее № 14 г. Жуковского. А еще они – участники молодежного движения «От винта», объединяющего энтузиастов авиации с разных концов нашей страны. Ребята попытались решить одну из самых сложных проблем мировой авиации. Всем известно, что современный самолет бесполезен без аэродрома, а посадочные площадки есть далеко не везде. Так нельзя ли, наконец, создать такой летательный аппарат, который бы садился на лужайку перед домом, на опушку леса, в чистом поле или на проселочную дорогу?..

«Вы скажете, что все это может сделать вертолет, – говорят ребята. – Однако у него есть свои недостатки. Например, полет вертолета – удовольствие не из дешевых»…

В общем, рассудив так и этак, ребята остановили свой выбор на комбинированном летательном аппарате, который они назвали «Новопланом». Это гибрид самолета с… «летающей тарелкой».

Посмотрите на фото. В центроплане самолета, в специальном кольцевом колодце, установлен ротор-пропеллер. У этого кольца сразу несколько назначений. В крейсерском полете оно прикрывает винт, обеспечивая лучшую обтекаемость, а значит, и экономичность. Начинается снижение – раскрутившийся винт и струйные рули обеспечивают хорошую устойчивость. Наконец, при посадке из кольца выдвигается вниз резиновая «юбка», позволяющая мягко приземлиться на воздушную подушку.

Эта же подушка, кстати, предоставляет аппарату возможность передвигаться как по воде, так и по суше, преодолевая неровности…

Новоплан, по идее, сможет выполнять не только пассажирские и поисково-спасательные рейсы, но работать еще пожарным и «Скорой помощью». Он, как считают авторы разработки, непременно выручит геологов, буровиков, пастухов, охотников – словом, обитателей отдаленных регионов страны. Его аэродинамическая компоновка представляет собой почти классическую самолетную схему – с крыльями, фюзеляжем, хвостовым оперением и двумя силовыми установками. И скорости здесь вполне самолетные – около 400 км/ч.

Пока подобные летательные аппараты никто еще не строил, и как они поведут себя в небе – лишь предстоит выяснить. Словом, есть где развернуться.

Модель новоплана, представленная ребятами из г. Жуковского.

Полеты без пилотов

Третьеклассник Егор Куваев из 1728-й школы г. Москвы на МАКСе-2007 прежде всего обратил внимание на беспилотные летательные аппараты, а также на автомобили-вездеходы на огромных колесах и катера на воздушной подушке. Как оказалось, такое сочетание вовсе не случайно.

«В настоящее время все большее внимание уделяется летательным аппаратам, управление которыми осуществляется дистанционно, – сказал он. – Если говорить совсем просто, такие беспилотные летательные аппараты – БЛА – это усовершенствованные авиамодели с радиоуправлением, вроде тех, которые строят моделисты»…

Повзрослев, те же самые моделисты превращаются в операторов, которые управляют «беспилотниками» с земли, давая им разные задания. Скажем, уже сегодня подобные БЛА контролируют газопроводы, следят за лесными пожарами…

Военные же используют БЛА для разведки местоположения войск противника и даже для нанесения по нему ударов с воздуха. Егор припомнил, что видел по телевидению, как зарубежные специалисты демонстрировали возможности своих боевых «птичек». «И в вашем журнале не раз писали о том, как используются ныне такие аппараты», – сказал он.

Современный БЛА может выглядеть весьма внушительно.

При чем тут вездеходы, спросите вы? Те же БЛА вместе с операторами нужно доставлять в тот или иной район. И наилучшим транспортом для этого, по мнению Егора, являются именно внедорожники и катера на воздушной подушке, которым даже ни болото летом, ни снежная целина зимой нипочем. Вот только, чем он будет заниматься в своей жизни – автомобилями, самолетами или иной техникой, Егор пока еще не решил…

Егор Куваевпопросил запечатлеть его у понравившегося ему вездехода.

Шароход для Луны

Дима Сухоцкий из г. Красноармейска, несмотря на свои 9 лет, личность в кругах юных техников уже известная. Его работы часто встречаются на выставках научно-технического творчества молодежи.

Два года назад, например, Дмитрий модернизировал сказочную Емелину печь, поставив на нее мотор, чтобы она могла двигаться быстрее. А в нынешней экспозиции Дима представил две своих новых работы – модель орбитальной станции, стабильность положения которой обеспечивают супермаховики, и модель сферического планетохода.

Лично мне показалась наиболее интересной идея, заложенная в планетоход, и я попросил Диму подробнее рассказать об этой конструкции.

«Знаете, какая самая большая неприятность поджидала американских астронавтов на Луне? – начал свой рассказ Дима. – Пыль! Ее там очень много, причем она еще въедливее земной, для очистки от нее скафандров американцам пришлось даже разработать специальный пылесос. Но от него оказалось не так уж много толку – пыль забивалась в складки скафандра, буквально въедалась в него, а потом, когда астронавт открывал забрало шлема в кабине космолета на обратном пути к Земле, вызывала удушливый кашель»…

Дима Сухоцкийдемонстрирует модель орбитальной станции.

И вот, чтобы избавить участников будущих межпланетных экспедиций от такой неприятности, а также от попаданий случайных метеоритов и прочих неожиданностей, Дима предлагает использовать… зорб. Именно так, если помните, называется огромный прозрачный пластиковый шар, внутрь которого помещается человек. На Земле зорбы используют в основном для развлечений. Заберется человек внутрь такого шара и катится в нем с пригорка, только голова-ноги мелькают…

Дима же предлагает использовать подобные шары для дел вполне серьезных. При очередной высадке на Луне космонавт выставляет из шлюза оболочку зорба, надувает ее и забирается внутрь, герметизируя вход. После этого шар отстыковывается от шлюза, вход в который тоже герметически закрывается, и космонавт начинает путешествие по Луне. Он может просто идти, наступая на оболочку и заставляя шар перекатываться. А может и сесть на специальный подвес, и тогда шар покатится сам, словно луноход, с помощью механизма, который перемещает массивный груз – например, аккумулятор – в направлении движения.

Дима проверил свои предположения, построив уменьшенную модель шарохода, управляемую с помощью компьютера и радио. «При диаметре модели 35 см и весе 2,7 кг максимальная высота преодолеваемых препятствий составляет 4–5 см. Модель продавливает песок на 1–2 мм. В рыхлом снегу утапливается на 4–5 см, но не пробуксовывает, – уточнил он. – Реальный же размер устройства должен составлять 3,5 м. Тогда можно будет преодолевать препятствия высотой до полуметра»…

Боевые вертолеты фирмы « Камов».

Сенсация авиасалона – истребитель МиГ-35.

А эту модель межпланетного корабля сделал Владимир Елизаровиз школы-интерната № 5 г. Балашова.

Не забыли на салоне и о ветеранах авиации…

Кстати, подобную модель можно использовать и для исследований Марса. Только вместо человека внутрь нужно поместить блок с аппаратурой. В затишье шар будет передвигаться с помощью устройства, смещающего центр его тяжести. Ну, а в ветреную погоду шароход и сам помчится вскачь.

По мнению Дмитрия Сухоцкого создать такую конструкцию не составляет особого труда при нынешнем уровне отечественной науки и техники. Такую уверенность он приобрел на прошлых смотрах научно-технического творчества молодежи, участников которых возили на экскурсии по ведущим предприятиям и учебным заведениям страны – в МГТУ имени Н.Э.Баумана, РКК «Энергия», НПО имени Хруничева… Он знает даже, к кому персонально надо обращаться. Так, может, и в самом деле нашим специалистам стоит оказать помощь юному изобретателю в осуществлении его проекта?

ИНФОРМАЦИЯ

ПОЛВЕКА ВЕТЕРАНУ. В июле 1957 года с Центрального аэродрома имени Фрунзе в Москве в воздух поднялся пассажирский самолет Ил-18. Создатель этого самолета, генеральный конструктор С.В.Ильюшин, начал заниматься проблемами гражданской авиации еще во время Второй мировой войны. Сначала был создан поршневой пассажирский Ил-12. Затем дошла очередь и до турбовинтового Ил-18.

Мысль о создании такого самолета пришла Ильюшину при довольно любопытных обстоятельствах, рассказывал его ученик и преемник, академик Г.В. Новожилов. Полетев в отпуск на юг, Ильюшин обратил внимание, что на самолетах летают либо командированные, транспортные расходы которых оплачивает государство, либо весьма состоятельные люди. Для обычных людей авиационные билеты были слишком дороги.

Вернувшись из отпуска, генеральный конструктор собрал сотрудников КБ и поставил перед ними задачу: разработать самолет, перелет на котором стоил бы не дороже, чем проезд в купе поезда. Ил-18 при его скорости 650 км/ч, дальности полета 5000 км мог садиться даже на грунтовые аэродромы с полосой не более 2,5 км. Первые самолеты вмещали 75 пассажиров, а потом их количество возросло и до 100.

Самолет был спроектирован и построен всего за 13 месяцев. Но машина прожила славную и долгую жизнь. На 700 построенных машинах перевезено около 300 млн. пассажиров. И по сей день в авиации продолжают эксплуатироваться Ил-38, которые выступают в роли охотников за подводными лодками. Существуют еще и транспортные модификации этого самолета, неплохо показавшего себя не только в небе нашей страны, но и далеко за ее рубежами.

ПРОБЛЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙвскоре будет решена с помощью космических технологий, обещает заместитель главы Роскосмоса Николай Моисеев. По его мнению, создание глобальной системы предупреждения о стихийных бедствиях с помощью спутников сопоставимо по своему значению с высадкой на Луну или даже полетом на Марс. Возможность прогнозирования землетрясений, цунами, ураганов и иных стихийных бедствий может спасать ежегодно десятки, даже сотни тысяч человеческих жизней.

«Для этого уже есть технические средства, есть методики, специалисты, – полагает Моисеев. – Заинтересованным странам нужно лишь договориться о международном сотрудничестве и совместными усилиями реализовать эту программу»…

КОСМИЧЕСКИЕ КОСТЮМЫдля лечения детских болезней используют врачи специализированного санатория «Ромашка» в Пятигорске. Как сообщил журналистам главный врач санатория Александр Виноградский, в распоряжение специалистов поступили первые пять специализированных костюмов, которые на орбите используются для имитации гравитации. В космосе они помогают сохранить здоровье космонавтам, а на земле оказались очень полезны для лечения детского церебрального паралича и еще около полутора десятков различных заболеваний нервной системы и опорно-двигательного аппарата.

У ВОИНА НА ВООРУЖЕНИИ
Ракетный поезд

Внешне БЖРК трудно отличить от обычного поезда-рефрижератора, составленного из вагонов-холодильников. На самом деле эта уникальная разработка конструкторов СССР имела совсем иную «начинку».

Понятие «бронепоезд», как известно, уходит своими корнями далеко в глубь истории. Так, российские специалисты практически одновременно с прокладкой новых стальных путей в первой половине XIX века задумались над идеей создания «артиллерии на рельсах».

Если разместить на специальных площадках артиллерийские орудия с расчетом и боезапасом, то поезд превратится в грозную ударную силу. Одним из первых до этого додумался капитан русской армии Г. Кори. В 1847 году он завершил разработку проекта передвижной крепости нового типа. Пояснительная записка к проекту была насыщена множеством остроумных идей. Некоторые из них и поныне поражают своей неординарностью.

Кори додумался, например, поставить свою артиллерию на железную дорогу, прикрытую бруствером, так чтобы передвижную батарею можно было перемещать незаметно для противника, «уклоняясь от круга действия неприятельских орудий»… А то и вообще защитить железнодорожные пути железобетонными щитами и стенами, в которых сделать амбразуры для стрельбы.

Крепость Кори по замыслу превосходила все известные проекты зарубежных инженеров. Однако его идеи так и не нашли применения. Тем не менее, идея создания передвижной крепости на рельсах снова и снова возникала в умах военных инженеров. Известно, например, что бронепоезда широко использовали в Первую мировую и Гражданскую войны. Сказали они свое веское слово и в ходе Великой Отечественной войны. А когда были созданы ракеты, для их пуска военные решили использовать те же железнодорожные платформы.

Так, в начале 60-х годов XX века был создан подвижный железнодорожный ракетный комплекс для баллистических ракет средней дальности Р-12. Состав из 20 вагонов, из которых шесть представляли собой пусковые установки, а остальные – средства обеспечения, должен был курсировать по железнодорожной сети страны, время от времени останавливаясь в заранее намеченных точках.

Однако на практике оказалось, что из-за большого времени подготовки ракет к пуску такой вариант малопригоден. Тем не менее, М.К. Янгель, руководитель КБ «Южное», периодически возвращался к этой идее, вместе с коллегами из других организаций разрабатывая все новые варианты комплекса.

Так, с появлением твердотопливных ракет РТ-21 и РТ-22 в Конструкторском бюро специального машиностроения (КБСМ, г. Ленинград) было разработано несколько вариантов пусковых установок, одна из которых в 1969 году даже дошла до стадии аванпроекта.

После кончины Янгеля разработку ракетного комплекса продолжил В.Ф. Уткин, под руководством которого в ноябре 1982 года был создан эскизный проект ракеты РТ-23УТТХ и боевого железнодорожного ракетного комплекса (БЖРК). 20 октября 1987 года первый ракетный железнодорожный полк заступил на боевое дежурство в районе г. Костромы, к середине 1988 года было развернуто уже полдюжины таких полков, а к 1999 году их три ракетные дивизии скрытно несли боевое дежурство в стране.

В США в начале 70-х годов XX века тоже делались попытки установить на железнодорожные платформы межконтинентальные баллистические ракеты «Минитмен», однако эти проекты так и не были реализованы.

За океаном не было такой богатой практики по строительству железнодорожных артиллерийских систем, как у нас, и американцы предпочли размещать ядерные заряды на субмаринах. К числу достоинств боевого железнодорожного ракетного комплекса, вооруженного межконтинентальными баллистическими ракетами (СС-24 «Скальпель» по терминологии НАТО), специалисты относят его высокую боевую готовность. Экспресс стратегического назначения всегда в состоянии осуществить запуск ракеты в течение нескольких минут после получения приказа. Для этого ему всего лишь нужно сделать остановку на любом участке пути и открыть ракетные люки. А после пуска боевой железнодорожный комплекс способен быстро уйти от ответного удара противника, используя широкую сеть российских железных дорог.

Американцы были настолько обеспокоены неуязвимостью БЖРК, что по договору ОСВ-2 потребовали их уничтожения в первую очередь.

А. ПЕТРОВ

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Корабли грядущего

Судостроение – одна из самых консервативных отраслей промышленности. Корабли строят годами, а концепции не меняются десятилетиями. Теоретики утверждают, что мореходные характеристики современных судов вообще близки к теоретическому пределу. Но, похоже, корабелы накопили силы для нового рывка.

Борьба за скорость

В самом деле, за последние полвека средняя скорость надводных судов почти не изменилась и составляет примерно 11 узлов (20 км/ч). Конечно, все это время ученые искали возможности для улучшения мореходных и скоростных качеств кораблей.

Так, суда с подводными крыльями, корабли на воздушной подушке развивают скорость 60–70 и более километров в час. Однако они и топлива расходуют примерно на 40 % больше, чем обычные. Кроме того, из-за конструктивных особенностей они имеют водоизмещение не более 400–500 тонн, а стало быть, не способны перевозить большие партии грузов.

Современные катера-глиссеры разгоняются до 300–400 км/ч, но могут перевернуться из-за небольшого порыва ветра, как это произошло, например, в рекордном заезде Кэмпбелла еще в 70-е годы прошлого века. Глиссер разбился, а гонщик погиб.

Получается, что, повышая управляемость и устойчивость, приходится жертвовать скоростными качествами. И сегодня мировой флот составляют в основом суда водоизмещающего типа с движителями, расположенными в кормовой части.

Но насколько это рационально? Исследования последнего времени показали, что в районе кормы возникает зона пониженного давления, в то время как на носовую часть действуют соответствующие силы лобового давления. Преодолевая его и раздвигая массу воды, корпус судна создает систему волн, приводящую к появлению мощного дополнительного сопротивления. Да добавьте к этому еще и силы трения. Получается, что развитие скорости требует значительных энергетических затрат: на одну лошадиную силу приходится порядка трех литров дизельного топлива в час.

Конечно, кораблестроители ищут способы снижения сопротивления движению судов. И некоторых результатов им удается добиться путем совершенствования формы корпуса. Например, практически все современные суда имеют характерные «наплывы» на носу. Они, как показала практика, позволяют экономить примерно 5 % топлива. Но этого, конечно, мало…

Не толкать, не тащить…

Недавно специалисты санкт-петербургского Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе предложили пересмотреть традиционные подходы в судостроении и расположить движители в носовой части судна.

Такое техническое решение в легковом автомобилестроении дало возможность упростить конструкцию авто, отказавшись от длинного карданного вала, а также повысить управляемость. Ну, а что даст такой подход судостроителям?

В новой конструкции движители располагаются в носовой части корпуса (см. рис.). При этом на пути корабля возникает специфический прогиб водной поверхности, создающий зону пониженного давления, что приводит к появлению сил кормового давления, помогающих движению. Таким образом, снимается принципиальное ограничение скорости, обусловленное сопротивлением волн. «Переднеприводные» суда, как обещают питерцы, смогут не ходить, а бегать со скоростью более 100 км/ч.

Новый технический подход, по мнению разработчиков, применим как на скоростных катерах малого размера, так и крупных транспортных судах. Военные корветы и фрегаты можно будет сделать более скоростными и потому менее заметными для радаров противника. Энергозатраты же при этом снизятся вдвое – до 1,5 литра дизельного топлива на одну лошадиную силу в час. Это позволит уменьшить вредные выбросы в окружающую среду. А повышение маневренности судов позволит избежать многих аварий.

Правда, от теории до практического воплощения замысла лежит еще долгая дорога. Исследователи только закончили обоснование физических эффектов. Необходимо еще провести эксперименты на полномасштабных моделях и натурные испытания.

Схема движения судна с носовым движителем. Как видите, появляются дополнительные силы, обеспечивающие такому судну более высокую скорость при той же мощности двигателей.

В проекте у российских корабелов значатся и катамараны военного назначения.

На старте – полимараны

Тем временем еще один интересный пример для творческого осмысления кораблестроители получили от авиаторов. Помните, авиация начинала свой путь с создания трипланов и бипланов. Зафиксированы даже случаи построения аэропланов с четырьмя парами плоскостей, расположенными друг над другом, как полки в этажерке.

Однако от «этажерок» в воздухе отказались еще в начале прошлого века. Лишние плоскости, создавая излишнее сопротивление, мешали наращивать скорость. А вот в судостроении наоборот. Лишь четверть века тому назад в мореходстве обратили внимание на катамараны и тримараны, то есть суда с 2–3 корпусами вместо одного.

Впрочем, если быть точнее, подобные лодки издавна известны на островах Полинезии. Но там один или два балансира по бокам основного корпуса просто придают дополнительную устойчивость лодчонкам, на которых местные жители рискуют выходить на рыбную ловлю в океан.

Современные же кораблестроители, повторим, обратили внимание на многокорпусные суда сравнительно недавно. Сначала они стали строить парусные гоночные яхты с несколькими корпусами, которые показали отменную устойчивость, хорошие скоростные и мореходные качества.

Первые тримараны нового поколения уже появились на стоянках ВМФ США.

Потом дело дошло и до строительства боевых кораблей специального назначения. Оказалось, что катамаранам и тримаранам легче придать такие формы, чтобы они меньше были заметны на экранах радаров. Кроме того, многокорпусные корабли развивают высокую скорость с меньшими энергозатратами и имеют широкую палубу, на которой можно разместить, например, вертолеты или иные летательные аппараты. Говорят, в проекте существует даже авианосец-тримаран, который будет обладать рядом преимуществ по сравнению с существующими плавучими аэродромами.

В Северодвинске, где раньше строили атомные подлодки, готовы приступить и к закладке таких вот океанских мегаяхт нового поколения.

Тримаран на биотопливе

Наконец, весьма оригинальный тримаран недавно был построен в Новой Зеландии. Один из его создателей – инженер Пет Бетьюн – не только создал судно необычных очертаний, на котором он собирается совершить кругосветное путешествие, но и придумал необычный способ заправки его двигателей.

Разработка новозеландца называется Earthrace. Тримаран имеет длину 24 м и ширину 7 м. Благодаря отличной обтекаемости судно имеет возможность на одной заправке (10 т горючего) преодолеть до 6000 км! Причем в качестве топлива можно использовать не бензин или соляр, а биотопливо, в качестве сырья для которого годится даже растительное масло.

Бетьюн планирует обойти вокруг земного шара за 65 суток, развивая скорость до 90 км/ч. На это вполне способны два судовых дизеля мощностью по 540 л.с. каждый.

Тримаран Earthraceготов к кругосветному плаванию.

Г. МАЛЬЦЕВ