Текст книги "Юный техник, 2005 № 08"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 8 выгуст 2005

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

КУРЬЕР «ЮТ»
Подземный город

Так называлась специализированная выставка, посвященная новинкам подземного строительства. Среди прочих посетителей на ней побывал и наш специальный корреспондент Станислав ЗИГУНЕНКО. И вот что там увидел.

Дома на «ножках», или Зачем молния строителям?

Этот стенд сразу бросился в глаза броской надписью. «Разрядно-импульсные технологии и аппараты» – значилось на ней. И немного ниже: «Строительство на фундаменте зданий».

Я подошел поближе и попросил технического директора проектно-строительного предприятия РИТА Валерия Яковлевича Еремина – так значилось на табличке, прикрепленной у него к лацкану пиджака, – пояснить мне суть дела.

– Ведь разрядно-импульсные технологии, наверное, предполагают использование в строительном деле электричества, этаких искусственных молний? – попробовал проявить свою эрудицию ваш корреспондент.

Схема, поясняющая суть разрядно-импульсной технологии.

_{Цифрами на схеме обозначено: 1– скважина до обработки; 2– электродная система; 3– генератор импульсных токов; 4– бетононасос; 5– зона цементации грунта; 6– зона уплотнения грунта; 7– камуфлетное расширение в основании сваи.}

Вид самой сваи, отрытой после экспериментальных проб.

– Вы правы, – согласился со мной Валерий Яковлевич, – иногда мы вынуждены метать молнии. Но они не опасные, примерно такие же, как и те, что работают в карбюраторном двигателе внутреннего сгорания. Только «свечи зажигания» у нас побольше. И он продемонстрировал цилиндр длиной с полметра. Такие «свечи» могли бы стоять разве что на автомобиле великана.

Потом он опустил «свечу» в бочку с водой, повернул электровыключатель, и в бочке тут же забухало – то взрывались искусственные молнии, производя гидравлические удары.

– Здесь мы подаем на разрядник всего около 6000 вольт, – пояснил Еремин. – Можно и вдвое больше, да боимся, бочка тогда развалится. Используется же подобная технология вот для чего. Дома обычно строят на сваях. Чтобы не копать котлован, на строительную площадку загоняют копер и он стучит несколько дней, загоняя в землю железобетонные сваи. Однако такая технология применима далеко не всюду. Из-за нехватки свободных земель в больших городах начинают вести строительство и на так называемых слабых грунтах, которые при обычной методике могут и не выдержать тяжести здания. И тогда оно потонет, словно «Титаник».

– А помните ли вы, на каком основании стоит избушка Бабы Яги? – неожиданно спросил Валерий Яковлевич.

– Конечно же, на курьих ножках!

– Правильно. А каждая такая ножка кончается, между прочим, лапой, растопыренные пальцы которой обеспечивают значительную площадь опоры. Так что такая избушка может стоять даже на болоте – ничего с ней не случится.

Нечто подобное теперь применяют в своей практике и современные строители. Они делают сваи с «пальцами». Точнее, с опорой большой площади, на которую и опирается свая, а на нее – уж и сам многоэтажный дом. Делают такую сваю непосредственно на месте строительства.

Сначала бурят скважину на проектную глубину. Обычно на слабых грунтах она тут же заполняется подземными водами. В воду и опускают электроразрядник. Несколько разрядов – и гидравлические удары заставляют окружающий грунт заметно раздаться в стороны. Разрядник вытаскивают, а в скважину закачивают бетонный раствор и вставляют арматурные стержни. А когда бетон застынет, получается монолитная свая, опирающаяся своим нижним концом на солидных размеров «подушку».

Дом на таком фундаменте не покосится, простоит долгие годы даже на болотистом грунте.

Современный туннель – сложное гидротехническое сооружение.

Проходческий щит – могучая машина!

Плавают ли стены, или Зачем в земле якоря?

И это – не единственная новинка, которую используют в своей работе специалисты предприятия РИТА. (Кстати, само название образовано не от женского имени, это аббревиатура от – Разрядно-Импульсные Технологии и Аппараты). Еще, например, они умеют ставить в нужных местах якоря-анкеры.

– На море, как известно, якоря позволяют судну держаться на одном месте, несмотря на волны и ветер, – проявил эрудицию еще раз ваш покорный слуга. – Но зачем якоря на суше?

Оказалось, и тут бывают своего рода штормы. Нет, речь в данном случае не о землетрясениях. В тех местах, где бывают колебания почвы, строят особо сейсмостойкие сооружения.

Довольно часто прежде, чем поставить какое-то строение, строителям приходится-таки рыть котлован. Например, в тех случаях, когда под зданием запроектирована подземная стоянка для автомобилей или склад.

Многоярусная «стена в грунте» в котловане, отрытом при строительстве делового центра Москва-Сити.

В современных городах стройплощадки зачастую приходится втискивать между уже построенными зданиями. Грунт же, как известно, обладает определенными механическими свойствами, в частности, сыпучестью. Так что невозможно выкопать в земле котлован с вертикальными стенками. Если не принять специальных мер, они обязательно «поплывут», начнут осыпаться, а то и попросту обвалятся.

Укрепляют стенки котлована разными способами. Специалисты предприятия РИТА предпочитают делать это с помощью якорей-анкеров. По существу, они представляют собой примерно такие же монолитные сваи, как и в предыдущем случае, только скважины под них теперь бурят горизонтально. А когда закачанный внутрь скважины железобетон затвердеет, крепят к арматуре щиты опалубки. Эти щиты и не дают грунту осыпаться.

Схема укрепления стенок канала и береговых откосов с помощью якорей-анкеров.

Стена в грунте, или Как строят «земноскребы»?

Когда периметр котлована очень велик, а сам он очень глубок, его края крепят при помощи технологии «стена в грунте». Вот что рассказал мне об особенностях этой технологии главный специалист ООО «Каналстройпроект» Б.М. Пржедецкий.

– Представьте себе, что нам нужно прорыть канал в местности, грунты которой славятся особой осыпаемостью, – пояснил он. – Тогда по краю будущего канала начинают рыть траншею. Сначала неглубокую, чтобы стенки не осыпались. Канаву по мере отрытия заполняют глинистым раствором с удельным весом больше единицы. Он вытесняет грунтовые воды, не дает им возможности заполнить канаву. Тем временем землеройная техника отрывает соседний участок канавы. Глинистый раствор постепенно перетекает туда, а ему на смену заливают бетон и ставят арматуру. И так, шаг за шагом, на одном берегу канала строят своеобразный бетонный забор. Аналогичную операцию делают и на другом берегу. После этого пространство между «заборами» освобождают от земли, не опасаясь, что стенки будущего канала обвалятся.

Технология «стена в грунте» позволяет вести строительство в самых трудных условиях.

По мере необходимости операцию по участкам повторяют снова и снова, пока весь котлован не достигнет проектной глубины, после чего переходят к бетонированию дна будущей искусственной реки. Иногда подобную технологию применяют и для обычных, а не гидросооружений. Так, скажем, наши знакомые из РИТА используют технологию «стена в грунте» для возведения подземных стоянок под уже существующими зданиями. В таких случаях по периметру будущей стоянки они сверлят отверстия для монолитных свай вплотную друг к другу, так что они действительно по окончании работ образуют сплошную монолитную стену.

Можно таким образом вести и строительство своеобразных «земноскребов», – многоярусных подземных сооружений, уходящих вглубь на десятки метров.

Лазерные изыски, или Как не потеряться под землей?

И наконец, на выставке «Подземный город» я получил ответ на еще один, давно интересовавший меня вопрос. А именно: каким образом строители подземелий ухитряются строить, например, тоннели таким образом, чтобы они соединяли между собой точно намеченные пункты?

Оказывается, точное направление строителям дают подземные штурманы – маркшейдеры. Причем если морские или воздушные штурманы выверяют свои маршруты с помощью магнитных и гирокомпасов, спутников системы GPS, то и маркшейдеры используют самые современные приборы.

В частности, в последнее время особым предпочтением пользуется у них лазерная техника. Например, на выставке представители научно-производственного предприятия «Навгеоком» продемонстрировали целый набор лазерных инструментов на все случаи жизни.

С помощью лазеров проводят, например, трехмерное сканирование объектов, которые затем подвергнутся реставрации, точный обмер помещения, где потом разместят то или иное технологическое оборудование, определят параметры участка тоннеля метро, который нужно подвергнуть ремонту, или определят точное направление при прокладке нового.

Вот как, например, по словам представителя НПП «Навгеоком» М.Н. Аникушкина, работает система лазерной навигации при проходке тоннеля.

Основу ее составляет лазерная станция или лазерный теодолит, который устанавливают на стене или облицовке уже построенной части тоннеля таким образом, чтобы его поменьше трясло. Положение луча в пространстве задается маркшейдерами на основе расчетов. Они ведь перед тем, как проложить трассу под землей, не раз выверяют ее маршрут на поверхности. Определяют с помощью контрольного бурения заглубление тоннеля на том или ином участке, еще и еще раз уточняют его направление и возможные изгибы.

Итак, лазерный луч выставлен, распространяется же он строго по прямой, даже в условиях запыленности примерно на 100–200 м, и попадает в закрепленную на проходческом щите лазерную мишень. На самой же мишени установлен двухосевой инклинометр – прибор, датчики которого позволяют измерять продольный наклон и закручивание лазерной мишени относительно опорного луча.

Таким образом любое изменение положения проходческого щита тут же фиксируется инклинометром. И он подает сигнал оператору о выправлении курса проходки. Ну, а чтобы каждый последующий участок тоннеля в точности совпадал с предыдущим, позади лазерной станции на определенном расстоянии ставится призма, на которую направляется еще один лазерный луч. По колебаниям светового зайчика на этой призме специалисты определяют величину смещения «хвоста» проходческого щита относительно его «головы» и таким образом все время выправляют курс движения агрегата.

Схема лазерной навигации при проходе туннелей.

_{Цифрами обозначено: 1– готовый тоннель; 2– призма; 3– лазерная станция; 4– лазерная мишень; 5– проходческий щит.}

ИНФОРМАЦИЯ

КЛЮЧ НА СТАРТ!«Космонавтика и ракетная техника – 2005» – так называлась очередная, уже XIII Всероссийская научная конференция школьников и студентов. Ее провели в подмосковном Королеве на базе Института повышения квалификации работников ракетно-космической отрасли ИПК «Машприбор». А организовали этот сбор энтузиастов космоса Молодежный космический центр МГТУ им. Н.Э. Баумана и факультет «Специальное машиностроение», где более 65 лет готовят специалистов для ракетно-космической отрасли и оборонного комплекса.

На конференцию приехали более 600 школьников из разных концов нашей страны. Все они занимаются в системе дополнительного космического образования на базе профильных школ МГТУ, региональных отделений ВАКО «Союз», космических клубов, станций юных техников, центров научно-технического творчества молодежи или аэрокосмических лицеев.

В итоге на 13 секциях было заслушано 150 докладов, допущенных к защите по результатам предварительного рецензирования. Как отметили организаторы, многие проекты имели достаточно серьезный уровень проработки и были подкреплены не только теоретическими расчетами, но и действующими моделями.

Для того чтобы стать лауреатом конференции, а стало быть, получить весомые преимущества для поступления на ракетно-космические специальности в МГТУ, участник форума должен был не только защитить свою творческую работу, но и успешно пройти тестовые испытания по физике, математике, русскому языку и литературе.

Конкурсная комиссия, состоящая из преподавателей профилирующих кафедр МГТУ им. Н.Э. Баумана, назвала лауреатами 105 школьников из Новосибирска, Красноярска, Самары, Калуги, Нальчика, Рязани, Урюпинска, Мирного, Снежинска, Королева и других мест. Из них 80 приняты на факультет «Специальное машиностроение», 12 – на факультет «Энергетическое машиностроение» и 13 – на факультет «Информатика и управление».

Молодежный космический центр МГТУ организовал для ребят экскурсии в РКК «Энергия», Центр подготовки космонавтов, Центр управления полетами. Школьники побывали также в Музее Военно-воздушных сил в городе Монино и Музее МГТУ имени Н.Э. Баумана. Ребятам довелось побеседовать и с известными нашими летчиками-космонавтами А.Серебровым и А.Калери. В финале конференции ее делегаты получили дипломы лауреатов и грамоты Федерального космического агентства, подарки, призы, памятные космические медали. Кроме того, учащиеся, занявшие первые места на своих секциях, стали обладателями уникальных сертификатов, побывавших в космосе.

ВНЕДОРОЖНИК С КОМФОРТОМ, отвечающим международным требованиям, начал выпускать Ульяновский автомобильный завод. Полноразмерный автомобиль «Патриот», рассчитанный на 5 пассажиров, оснащен 4-цилиндровым двигателем мощностью 128 л.с. и способен развивать скорость выше 100 км/ч. А главное – новая подвеска, независимый привод на все колеса позволяют водителю этого автомобиля уверенно чувствовать себя за рулем не только на шоссе, но и на российских проселках.

РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
Подводный «пигмей» и другие субмарины

В телесериале «Гибель империи» я обратил внимание на такой эпизод. Германская разведка покупает у предателя Лозовского проект мини-субмарины, которую построил его приятель – бывший студент технического училища. Судя по тому, что подлодка была построена частным образом, она должна быть небольшой и сравнительно дешевой.

Это подтверждают и кадры фильма, где показана модель подводного корабля, в котором от силы могло поместиться 2–3 человека. Интересно, всю эту историю создатели фильма выдумали или в самом деле была такая подлодка?

Аркадий Семенчук,

г. Таганрог

Для телефильма настоящую подлодку, конечно, никто не строил. Обошлись съемками в аквариуме действующей модели. А вот история создания подобных субмарин действительно интересна и выходит далеко за рамки фильма. Зарубежные, в том числе и немецкие, агенты действительно весьма интересовались российскими мини-подлодками, которые начал создавать еще в 1876 году бунтарь и подрыватель традиций Степан Джевецкий. Подробно его биография была изложена нами в «ЮТ» № 9 за 2004 г. Там же мы рассказали и об истории создаваемых им подводных кораблей времен Первой мировой войны.

Однако сама по себе история российских мини-субмарин на том не закончена. После эмиграции С.К. Джевецкого из Советской России эстафету создания подобных кораблей подхватил еще один бывший социалист – В.И. Бекаури. Летом 1920 года он добился встречи с В.И. Лениным, который лично подписал мандат «на осуществление в срочном порядке его, Бекаури, изобретений военно-секретного характера».

Пользуясь этим мандатом, изобретатель создал Особое техническое бюро по военным изобретениям специального назначения – сокращенно Остехбюро. Здесь было создано немало любопытных проектов, в том числе и первая в мире радиоуправляемая подлодка. Однако испытания ее в 1935 году показали весьма малую проницаемость радиоволн под водой, и от идеи подлодки-робота пришлось отказаться.

Тогда Бекаури оснастил лодку минимальным экипажем – в разных вариантах его численность колебалась от 1 до 4 человек – и продолжил испытания. К началу Второй мировой войны одна из таких лодок класса «Пигмей» была переведена из Ленинграда, где строилась, на Черное море. И здесь, судя по некоторым данным, она и была захвачена на военно-морской базе в Балаклаве наступающими немецкими войсками.

Дальнейшая судьба лодки неизвестна. Как полагает историк А. Широкорад, возможно, она была взята за основу при конструировании итальянских мини-субмарин, которыми широко пользовались «люди-лягушки» – подводные диверсанты из отряда князя Боргезе.

Сейчас конструкторы возвращаются к идее создания мини-субмарин-роботов, первые образцы которых уже создаются в секретных лабораториях. В одном из последующих номеров мы постараемся рассказать о них подробнее.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Летающий корабль появился в небе Европы

Этого события долго ждали по обе стороны Атлантики. В Европе – с нетерпением, в США – с некоторым опасением; титул самого большого аэробуса в мире грозит уплыть от «Боинга-747-400» к А-380.

И вот в конце апреля новый 600-тонный авиагигант выкатили из ангара на взлетную дорожку аэродрома Бланьяк близ Тулузы. Он разбежался и неожиданно легко взмыл в небо.

Первый четырехчасовый полет с 6 членами экипажа на борту и 20 тоннами научного оборудования прошел успешно. Парашюты, взятые на всякий случай, пилотам не понадобились. Командир экипажа Клод Леле был доволен: «Машина ведет себя в воздухе замечательно. Ее размеры как-то даже не чувствуются»…

Между тем эта машина длиной в 73, высотой более 24 и с размахом крыльев в 80 м способна разместить на своих двух палубах 555 пассажиров. В будущем, как полагают создатели этого самолета, количество людей на борту может возрасти и до 1000 человек. Причем комфорт для них создан, как на хорошем круизном корабле. К услугам пассажиров офисы для деловых переговоров, конференц-зал, игровые площадки, фитнес-центр и даже спальные помещения. А вот управление аэробусом вполне стандартно. Новейшая техника и 8 мониторов, заменяющих множество стрелочных приборов, облегчают пилотам работу настолько, что для переучивания пилота с А-340 на А-380 требуется не более двух недель.

Различные части самолета изготавливаются на 16 заводах европейского авиационного концерна Airbus. В Гамбурге производят переднюю и заднюю части фюзеляжа, в Великобритании – крылья, Испания поставляет рули высоты, а в Нанте (Франция) происходит конечная сборка… Таким образом, рабочими местами обеспечены 50 тыс. человек по всей Европе.

Их трудом создается самый современный на сегодня пассажирский самолет в мире: очень экономичный, малошумный, хотя и самый дорогостоящий – на разработку проекта потрачено 13 млрд. евро. А конкретно стоимость каждой машины оценивается в 260 млн. долларов.

Четыре двигателя «Роллс-Ройс» мощностью 32 000 л.с. позволяют развивать крейсерскую скорость до 950 км/ч. При этом расход топлива на 100 км менее 3 литров из расчета на одного пассажира. Это меньше, чем в малолитражном автомобиле. Без посадки и дозаправки А-380 способен преодолеть 14 500 км – таким образом, к примеру, из Москвы в Шри-Ланку можно лететь без посадки в Восточных Эмиратах.

Это стало возможным во многом благодаря использованию ультрасовременных материалов. Детали крыльев сделаны не из алюминия, а из углеродного волокна, что экономит около тонны веса. Обшивка, состоящая из трех слоев алюминия и двух промежуточных из стекловолокна, опять же экономит в весе до 20 %.

Первый полет А-380 воспринят во всем мире как очередной виток противостояния двух мировых авиапроизводителей – Airbusи Boeing. Новой разработке европейцев, очевидно, предстоит потеснить позиции гиганта « Boeing-747-400», который до сих пор считался самым вместительным самолетом в мире. Однако американский авиалайнер стоит на 50 миллионов долларов дешевле. Европейцам же, чтобы «выйти в ноль», предстоит продать порядка 250 самолетов А-380.

Кроме того, эксплуатация А-380 связана с существенными затратами аэропортов из-за его размеров. По крайней мере, 60 крупным мировым аэропортам для приема нового лайнера предстоит провести реконструкцию, а это опять-таки чревато миллионными расходами для каждого из аэропортов.

Бескрайнее небо скрадывает огромные размеры нового авиалайнера.

Первый взлет аэробуса прошел при большом стечении публики.

Конкурент А-380– « Боинг-747-400».

Сборка аэробуса

Но, похоже, это не пугает производителя Airbas, уже получившего заказы на 154 самолета от 14 авиакомпаний. Впрочем, и представители компании Boeingговорят, что особой угрозы со стороны европейцев пока не видят. Они рассчитывают, что усовершенствованная модель серии 747 с удлиненным фюзеляжем, который сможет вмещать до 450 пассажиров в бизнес-классе, окажет А-380 достойную конкуренцию. Кроме того, не секрет, что основную ставку американский концерн делает на « Boeing-777-200» LR Worldliner. Этот сверхскоростной самолет меньшего размера для полетов на дальние расстояния начнут продавать через год.

Таким образом, соревнование между Европой и Америкой, несомненно, продолжится. Полетит ли завтра новая модификация европейского суперлайнера без посадки вокруг Земли или заокеанские коллеги сумеют предложить более перспективный вариант трансатлантического перемещения – покажет время. Однако, чем бы ни закончилось творческое соперничество, пассажир, будем надеяться, окажется от этого только в выигрыше.

Аркадий ПЕТРОВ

На схеме аэробуса цифрами показаны:

_{1– пилотская кабина; 2– салон первого класса; 3– грузовой отсек; 4– двигатели, развивающие общую мощность в 32 000 л.с.; 5– аварийные люки;  6– лайнер почти наполовину состоит из стекловолокна, что намного облегчило его вес; 7– впервые в истории мирового авиастроения пассажиры размещаются на двух палубах.}