Текст книги "Юный техник, 2007 № 05"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 05 май 2007

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
И войне, и миру…

…Могут послужить экспонаты 7-й Специализированной выставки «Изделия и технологии двойного назначения». На ней побывал наш специальный корреспондент Виктор Четвергов. И вот что там увидел.

Вертолет летает… год

«Пока это всего лишь действующая модель, прототип будущей машины, – поясняет один из разработчиков, научный сотрудник Института проблем передачи информации Е.В. Прокофьев. – Но продолжительность полета даже модели весьма внушительна – она может летать месяцами».

Проблему дозаправки, если можно так выразиться, конструкторы в данном случае решили очень просто. Машина летает на привязи. То есть с землей ее связывает кабель, по которому на борт подается электроэнергия. Она запитывает мотор, который, в свою очередь, вращает несущий ротор.

Таким образом, вертолет может летать до тех пор, пока не выйдет ресурс какой-либо детали или узла либо не понадобится общая профилактика машины.

Но зачем понадобилась такая «игрушка»? И почему ее созданием занимаются сотрудники Института проблем передачи информации?.. Все тоже оказалось весьма логично.

«Основное назначение привязного вертолета – служить в качестве ретрансляционной антенны. Чтобы увеличить дальность действия таких антенн, их стараются сделать повыше, размещают, например, на вершинах холмов. Все это достаточно дорого и хлопотно. Ну, мы и решили покончить со всеми хлопотами разом, создав своеобразную антенну высотой около 300 метров», – пояснил Прокофьев.

Машина оборудована системой стабилизации, так что в воздушном потоке держится достаточно устойчиво и способна сохранять это положение месяцами. Ну, а понадобится спустить вертолет на землю для профилактики, на смену ему можно оперативно поднять второй, точно такой же.

Такое решение проблемы, как показали расчеты, позволяет во много раз уменьшить затраты на сооружение антенн. Качество же связи или показа телепрограмм при этом нисколько не страдает.

Вертолет, который может летать хоть год…

Тропики в средней полосе

…На экране дисплея это диковинное сооружение похоже на древнеегипетскую пирамиду. Только уж очень странную – еще никто не строил пирамиды из стекла. Однако, по мнению одного из разработчиков проекта, Анатолия Подосинникова, ничего необычного в таком конструкторском решении нет.

«Около 80 процентов территории России относятся к так называемой зоне рискованного земледелия, – рассказал он. – Это значит, что труженики сельского хозяйства нашей страны, начиная по весне сельскохозяйственные работы, рискуют не дождаться урожая осенью. Так что не случайно в нашей стране все шире развивается система земледелия на закрытом грунте, позволяющая получать гарантированные урожаи в любое время года, независимо от погоды…»

И далее рассказал вот что.

Оказывается, в свое время правительство СССР рассматривало самые различные варианты развития международных отношений. В том числе и полномасштабный термоядерный конфликт. Большая часть населения нашей планеты при этом бы погибла. Но и тех, кто уцелел, ждала незавидная судьба. Зараженные радиацией почвы, резкое ухудшение климата из-за того, что солнечный свет перекрывали бы тучи пыли, поднятые высоко в атмосферу вследствие ядерных взрывов, лежащие в развалинах города – все это могло обернуться тем, что оставшиеся в живых люди погибли бы от холода и голода.

Чтобы такого не случилось на самом деле, перед лучшими умами «оборонки» – специалистами РКК «Энергия», НПО машиностроения и другими – была поставлена задача: создать комплексы, которые бы помогли людям выжить даже в столь кошмарных условиях. Одним из решений и стал проект «Экватор», который сейчас рассекречен и предлагается к повсеместному внедрению корпорацией «Союз технологий», президентом которой является известный всем космонавт Валерий Кубасов.

Оранжереи XXI века вместо обычного стекла имеют вакуумированные стеклопакеты, которые позволяют в 1,5 раза сократить потери тепла. Укладываются же эти стеклопакеты на обрешетку из… дерева. Но тоже особого – модифицированная древесина марки «Дестам или «Древсталь» имеет прочность стали, но значительно легче металла и совершенно не ржавеет.

Постройки имеют пирамидальную форму, поскольку на остроконечных сооружениях не держится снег, с них быстро скатывается дождевая вода.

Тому же в немалой степени способствует специальное инфракрасное покрытие стекол, обеспечивающее парниковый эффект. Тепло снаружи легко проходит внутрь, зато наружу уже не выходит.

Кроме того, каждый модуль-пирамида имеет гелиоконцентраторы нового поколения на основе двухсторонних кремниевых панелей. Между панелями циркулирует вода, которая даже в условиях пасмурного дня средней полосы нагревается до температуры кипения, что позволяет получить КПД установки около 80 %. Снабжены оранжереи и фотоэлементами, с КПД около 20 % вместо обычных 5 – 10 %.

Таким образом, каждый модуль способен самостоятельно обеспечивать себя энергией круглый год. А системы кондиционирования следят за тем, что внутри комплекса всегда была соответствующая заданным параметрам атмосфера. Каждая пирамида поделена на несколько этажей-ярусов. И здесь сказывается преимущество ее формы – на каждый ярус через стеклянные стены попадает достаточное количество солнечного света.

На самом нижнем ярусе, отделенном от почвы теплоизоляционным и гидрогерметичным покрытием, располагаются пруды для разведения ценных пород рыбы. Каждый модуль, к примеру, способен давать до 180 т осетра в год или до 600 кг сома с каждого кубометра пруда.

Выше прудов – на втором и третьем ярусах комплекса – располагают оранжереи для выращивания цветов, зелени, овощей. Все стадии процесса выращивания растений в автоматизированном режиме уже отработаны в ходе многолетних исследований по проекту «Космические оранжереи» лаборатории «Природа» Института имени Курчатова. Нашим специалистам удалось увеличить КПД фотосинтеза с обычных для природы 0,4 % до 16 % путем использования поляризованного освещения в сочетании со сбалансированным питанием растений и созданием соответствующего микроклимата.

Сельдерей, петрушка, укроп в гидропонных установках «Светокультура» дают гарантированные еженедельные урожаи до 10 кг с 1 кв. м площади. Урожаи салатов, редиски – до 12 кг в месяц. Томаты, баклажаны и другие овощи можно снимать до 6 раз в год, причем на каждом квадратном метре каждый раз вырастает около 20 кг плодов.

По подсчетам экономистов, при стоимости проекта около 7,5 млн. рублей уже через 5 лет общая прибыль составит порядка 22 млн. рублей. При этом конфигурация оранжерей может меняться в зависимости от потребностей и возможностей заказчика. А бригада мастеров обеспечивает сдачу объекта «под ключ» в течение 6–8 месяцев после начала строительства.

К сказанному остается добавить, что идеи и разработки, заложенные в проект «Экватор», очевидно, могут быть использованы не только на Земле, но и в космосе, на орбитальных станциях, а также при организации долговременных поселений на Луне и Марсе.

Свет на вершине

По словам московского изобретателя В.Е.Артемова, мобильная осветительная установка «Световая башня», позволяет освещать значительные территории в тех местах, где полностью отсутствует или отключено в результате аварии электрическое освещение.

Устроена она довольно просто. Представьте себе длинный 7-метровый цилиндр из специальной воздухонепроницаемой ткани. В сложенном состоянии оболочка помещается в рюкзаке, но стоит подать внутрь сжатый воздух от компрессора, как она раздувается и поднимает источник света на значительную высоту.

– В качестве светильника используется натриевая лампа мощностью 600 Вт, обеспечивающая световой поток до 90 000 Лм, – пояснил изобретатель. – Таким образом, может быть освещена площадь до 10 000 кв. м.

И компрессор, и светильник приводятся в действие а тономным дизель-генератором, запустить который не составляет труда. В транспортном состоянии вся установка вполне может поместиться в багажник легкового автомобиля, а при прибытии на место развернуть ее – буквально минутное дело. Причем мощность генератора (2,2 кВт) вполне достаточна, чтобы, кроме светильника, обеспечить энергией электроинструменты и дополнительные приборы. Работать эта система может и при 40-градусных морозах, и при 60-градусной жаре.

Установка уже используется на предприятиях РАО ЕС, а также подразделениями МЧС и ГИБДД аварийными командами на железной дороге и в метрополитене, а также поисковыми экипажами, работающими в районах приземления космических аппаратов в темное время суток.

У ВОИНА НА ВООРУЖЕНИИ
Сверхторпеда в ковролине

Вот уже сто с лишним лет торпеды являются одним из самых грозных видов вооружения на военно-морском флоте. И всегда одним из законодателей мод в этой области была наша страна. Вот тому лишь один пример…

Уже первое появление этой торпеды на публике вызвало фурор. Устроителям I Международного военно-морского салона, состоявшегося в 2003 году в Санкт-Петербурге, очень хотелось поразить посетителей чем-нибудь «этаким». И они добились разрешения выставить на салоне УГСТ – «универсальную глубоководную самонаводящуюся торпеду».

Однако к вечеру первого дня работы выставки наши спецслужбы спохватились – опытному глазу даже без пояснений многое становится понятно; не случайно же на выставку вдруг валом повалили военно-морские атташе ряда зарубежных стран. И последовал приказ: «Убрать!»

Однако легче сказать, чем сделать – подступы к торпеде оказались перекрыты другими экспонатами – ни крану не подъехать, ни грузовику… И тогда наши спецы не придумали ничего лучшего, как плотно упаковать торпеду в ковролин парадной дорожки и перемотать скотчем. Тут уж на странный экспонат обратили внимание все…

Торпеда и в самом деле по-своему уникальна. Она была создана специалистами санкт-петербургского ФГУП «Научно-исследовательский институт морской теплотехники» совместно с ГНПП «Регион» для поражения надводных кораблей и подводных лодок противника. Может выстреливаться из торпедных аппаратов, как с надводных, так и подводных кораблей.

Кроме того, наши специалисты разработали сразу две модификации торпеды – базовый вариант длиной 7,2 м для российских торпедных аппаратов и экспортный вариант попроще – длиной 6,1 м для аппаратов стандарта НАТО.

Вообще, важнейшей отличительной особенностью УГСТ является ее модульная конструкция. Торпеда, словно робот-трансформер, может собираться из отдельных узлов, что позволяет создавать целое семейство торпед для решения разных боевых задач. Причем потенциал модифицируемости имеет несколько уровней – от перепрограммирования аппаратуры управления до замены двигателя.

Сама же силовая установка торпеды состоит из аксиально-поршневого двигателя с вращающейся камерой сгорания, который работает на жидком однокомпонентном топливе. Движет торпеду под водой уникальный малошумный водомет, напрямую соединенный с двигателем.

Одной из особенностей торпеды, делающей ее уникальным образцом вооружения, является наличие на борту торпеды перепрограммируемого вычислительного ядра. То есть, говоря проще, создать «умную торпеду», которой всегда можно «втолковать» особенности данного конкретного задания, кроме наших специалистов, больше в мире никто не додумался.

Еще одна особенность конструкции УГСТ – выдвижные, словно у крылатой ракеты, двухплоскостные рули, позволяющие ей эффективно маневрировать.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УГСТ

Калибр – 533 мм

Масса – до 2200 кг

Скорость хода – до 50 узлов

Дальность – до 50 км

Глубина хода – до 500 м

Глубина стрельбы – до 400 м

Теперь УГСТ на выставках показывают уже без упаковки…

ИНФОРМАЦИЯ

КАКАЯ ПОЛЬЗА ОТ ВУЛКАНОВ?Два действующих вулкана стали поставщиками электроэнергии и горячей воды для жителей островов Итуруп и Кунашир на Южных Курилах. В конце 2006 года на Итурупе, в районе вулкана Баранского, начала работать экспериментальная гидротермальная электростанция. Она соединена 22-километровым кабелем с городом Курильском, куда и поступает получаемое электричество. В ближайшем будущем планируется проложить электрокабели и к ближайшим селам, а также к аэропорту «Буревестник», до которого 60 км.

На острове Кунашир гидротермальную станцию соорудили на вулкане Менделеева. Она полностью обеспечила светом и теплом близлежащие села. Электричество дошло даже до города Южно-Курильска, но пока обеспечивает светом лишь небольшую его часть.

МАЛАЯ ГЭС НА СТОЧНЫХ ВОДАХначала функционировать в г. Ульяновске. Станция мощностью 1,2 МВт построена при участии дагестанской компании «ДРГК» и позволяет обеспечить энергией 75 % потребителей. Она действительно работает на сбросах вод из городских очистных сооружений. Заодно станция обеспечивает энергией и систему очистки вод, улучшая экологию в бассейне Волги.

Стоимость проекта – 23 млн. руб. Однако станция, согласно расчетам, оправдает затраты уже в течение 4 лет, а затем начнет приносить прибыль. Не случайно с учетом полученного опыта в Ульяновской области вскоре собираются построить еще несколько подобных станций.

БРОНЯ, ЛЕД И ТРУБЫ…Новая технология применения сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМП) разработана совместно российскими и украинскими учеными. По словам вице-президента РАН Николая Платэ, эта разработка позволяет создавать изделия с необычными свойствами.

Так, армирование газовых труб ПЭ-80 композиционным материалом на основе нитей из СВМП позволяет на порядок увеличить рабочее давление, а также повысить срок эксплуатации в водной среде с 10 до 50 лет.

Бронежилеты из полиэтилена выглядят и весят, почти как обычная одежда. Однако полиэтиленовый пиджак вполне может защитить своего владельца от холодного оружия и пуль малого калибра.

И, наконец, лед из СВМП не только обладает высокими характеристиками скольжения и универсален в эксплуатации, но и стоит примерно в 8 раз дешевле обычного искусственного льда, не требует применения химических реагентов, которые при испарении отрицательно влияют на организм человека.

АВТОБУСЫ ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВначала выпускать группа автопредприятий «ГАЗ». Уже в 2006 году она поставила в сельские школы страны около 3000 яркожелтых и оранжевых машин. Эти специализированные автобусы оборудованы специальными опознавательными знаками и надписями, а также двухместными сиденьями с раздельными спинками, подлокотниками и ремнями безопасности. Кроме того, для северных регионов будут выпускаться машины с усиленной теплоизоляцией и отоплением.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
«Глаз мухи» заглянет в космос

Американские и японские исследователи приступают к реализации грандиозного исследовательского проекта, цель которого поиск источника космических лучей сверхвысокой энергии. Мощные энергетические выбросы неизвестного происхождения периодически регистрируют наземные и космические обсерватории, и ученые решили разобраться, что к чему…

Для этого в графстве Миллард, в 200 км от столицы штата Юта, Солт-Лейк-Сити, будет построен гигантский гамма-телескоп площадью 760 кв. км! Мультителескоп станет частью существующей ныне системы с мудреным названием «глаз мухи с высоким разрешением». В перспективе оба гигантских гамма-телескопа войдут в состав международной обсерватории имени французского физика Пьера Виктора Оже.

Всего обсерватория будет включать 1600 детекторов, равномерно распределенных по площади свыше 3000 кв. км. Большая площадь необходима для того, чтобы не упустить самые энергетичные, но и самые редкие частицы космических лучей. Так, ливни, вызванные частицами с энергией 1015 эВ, случаются над каждым квадратным километром несколько раз в секунду. А вот частицы с энергией более 1020 эВ, по статистике, попадают на каждый квадратный километр лишь раз в 100 лет.

Однако именно высокоэнергетическая часть спектра космических лучей больше всего интересует астрофизиков. Дело в том, что элементарные частицы очень высокой энергии, распространяясь в межгалактической среде, обязаны, согласно теории, взаимодействовать с микроволновым космическим излучением, которое пронизывает всю Вселенную. Другими словами, для столь энергетичных частиц Вселенная непрозрачна, и, по идее, они должны в ней «застревать», так и не доходя до Земли. Это ограничение известно в астрофизике как граница Грайзена – Зацепина – Кузьмина.

На самом деле такие частицы все же регистрируются. А это значит, что их источник, возможно, находится не так уж далеко от нас, где-то в нашем скоплении галактик. Однако наше скопление галактик более-менее изучено, и непонятно, где может быть скрыт этот источник.

Если он все же находится за пределами нашей Галактики, то, по расчетам, выходит: частицы высоких энергий, чтобы достичь окрестностей нашей планеты, должны двигаться… быстрее света! Таким образом, ограничения, накладываемые на скорость движения частиц теорией относительности Эйнштейна, могут войти в противоречие с наблюдениями.

Отдельные телескопы теперь работают в общей упряжке.

Составные части мультителескопа.

На практике, утверждают специалисты, существование частиц со сверхсветовыми скоростями означает принципиальную возможность появления компактных и почти даровых источников энергии, а также космических кораблей, способных преодолевать расстояния в тысячи световых лет за считаные дни.

В общем, новый мультителескоп, состоящий из 576 датчиков, объединенных в сеть с помощью беспроводных каналов связи, может открыть немало нового. Американцы тем более заинтересованы в его строительстве, что им оно не будет стоить ни цента – все затраты берут на себя японцы, которым негде разместить подобную установку у себя дома: нет свободных земельных участков такой площади.

В. ЧЕРНОВ

КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА
Компьютер до Рождества Христова

Первый «компьютер» был создан более 2000 лет тому назад. К такому выводу пришла группа ученых из США, Великобритании и Греции, изучавшая на протяжении нескольких лет 80 фрагментов шестеренок и осей, обнаруженных еще в 1901 году на затонувшем в начале I века до нашей эры у греческих берегов древнеримском судне. Однако более 100 лет ушло у ученых на то, чтобы понять, что представлял собой странный механизм.

Как сообщает газета «Лос-Анджелес тайме», сложное устройство – фактически механический «компьютер», позволявший вычислять фазы Луны, дни солнечных затмений, а также положение Земли по отношению к Солнцу, Луне и пяти планетам, известным в то время астрономам.

В «смонтированном» виде устройство было заключено в деревянную оболочку, которая по размеру не превосходила коробку из-под обуви. В ней находились соединенные друг с другом 37 шестеренок. Две шкалы с рычагами в передней части устройства открывали зодиак и календарь с днями года, которые пользователь мог «вводить» в машину. Металлические указатели демонстрировали положение планет, а две круговые шкалы с тыльной стороны коробки показывали движение Луны и позволяли предсказывать затмения. Изменяя положение рычагов, пользователь мог наблюдать положение планет в определенный день в прошлом или будущем. Удивительная точность предсказаний обеспечивалась, по меньшей мере, на 15–20 лет.

Для осуществления своих функций устройство выполняло операции вычитания, умножения и деления. Так что, обладая таким уровнем знаний, древние инженеры вполне могли создавать механические калькуляторы и для повседневных «бухгалтерских» нужд, полагают эксперты.

СОЗДАНО В РОССИИ
Чудодейственная вода

Среди прочих проблем длительных космических экспедиций есть и такая. Как защитить экипаж от всепроницающего космического излучения? Физические методы защиты, основанные на построении пассивных экранов или активных методов противодействия с помощью искусственно наведенных электромагнитных полей, оказываются не очень действенными.

Дело в том, что каждый протон космических лучей, пронизывающих околосолнечное пространство, обладает огромной кинетической энергией – порядка 2 ГэВ. Чтобы остановить лучи на дистанции в несколько метров, необходимо магнитное поле соответствующей мощности, что потребует использования сверхпроводящих систем и заметно усложнит конструкцию.

Кроме того, здесь можно попасть, как говорится, из огня да прямо в полымя. Ведь людям придется жить в магнитном поле с индукцией 20 тесла, и никто не знает, какие это вызовет биологические последствия. Так что, вероятно, инженерам придется нейтрализовать внешнее силовое поле в пределах жилых помещений, используя компенсирующие сверхпроводящие электромагниты, что еще усложнит и удорожит систему.

Создание же защитного экрана, например, из воды, как показывают расчеты, потребует создания вокруг жилой кабины водяного слоя толщиной порядка 5 м, что опять-таки делает конструкцию космолета весьма громоздкой. Ведь при этом общая масса сферического водного резервуара, окружающего капсулу с людьми, составит около 500 т. (Для сравнения: максимальная грузоподъемность нынешнего «шаттла» – около 30 т.) Поэтому в настоящее время специалисты все больше надежд возлагают на биохимические способы защиты организма от радиации. Говоря проще, они хотят стимулировать защитные силы самого организма, чтобы он сам противостоял космическому излучению и иным источникам радиации.

Неожиданный способ для этого предложен сотрудниками Института медико-биологических проблем РАН. По словам одного из разработчиков, Юрия Синяка, здесь проходит экспериментальную проверку метод защиты организма от радиации при помощи сверхчистой воды.

Как известно, природная вода обычно содержит некоторый процент примеси тяжелой и сверхтяжелой воды, состоящей из изотопов водорода и кислорода. Так вот, как оказалось, если освободить воду от этих примесей с помощью специальной обработки, она приобретает поистине чудодейственные свойства.

Методы очистки, а также аппаратура для ее проведения созданы в Дубне, в Научном центре прикладных исследований. Как рассказал мне директор центра Валентин Самойлов, вода, очищенная с помощью специальных фильтров, уже получила высокую оценку медиков из Института хирургии имени Вишневского, где сверхчистую воду используют для лечения раневых инфекций и онкологических новообразований.

Весьма интересные свойства сверхчистая вода показывает при приготовлении на ее основе, например, растворов для инъекций, сказал Самойлов. Скажем, эффективность инсулина, разведенного в сверхчистой воде, возрастает в десять раз!..

О результатах экспериментов по защите человека от радиации с помощью сверхчистой воды мы еще расскажем.

И. ЗВЕРЕВ

Кстати..

ВАКЦИНА ОТ РАДИАЦИИ

Ученые из Северной Осетии недавно создали вакцину, блокирующую воздействие радиации на живые организмы. Вот что об этом в беседе с журналистами сообщил профессор Владикавказского научного центра РАН Вячеслав Малиев. По его словам, исследователям удалось выделить и изолировать из лимфы животных вещество, разрушающее организм под воздействием радиации – радиотоксин. На основе этого и была создана вакцина.

Осетинские ученые совместно с национальным аэрокосмическим агентством США провели серию противорадиационных экспериментов. Ученые экспериментально сравнили вакцину российских радиобиологов с наработками исследователей из США.

«Мы одинаково облучили подопытных животных. Затем половину вакцинировали российским препаратом, а другую половину – американским, – рассказал Малиев. – Доза облучения предполагала максимальный период выживаемости – 7 дней. Животные, вакцинированные американским средством, погибли на четвертый день, остальные выжили. За ними мы потом наблюдали еще 2 месяца, и в их организмах не было обнаружено никаких отклонений».

Если бы ликвидаторы аварии в Чернобыле были вакцинированы этим препаратом, то, возможно, вообще никто бы не погиб после взрыва реактора на Украине, уверен Вячеслав Малиев. Кроме того, новый препарат может быть использован в онкологии, где он снизит негативные последствия облучения организма для лечения раковых заболеваний.

Ученый также считает, что применение вакцины позволит отказаться от противорадиационных отсеков на космических кораблях и станциях.