Текст книги "Юный техник, 2010 № 03"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 3 март 2010

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
Там, где чисто и тепло…

В рамках юбилейной, X Международной специализированной выставки двойных технологий был проведен форум «Пути развития городского хозяйства», на котором нашему специальному корреспонденту Виктору ЧЕТВЕРГОВУ удалось обнаружить кое-что интересное.

Спасти город от снега и дождя

Москва издавна считается в нашей стране своеобразным полигоном, где испытываются разного рода новшества. В немалой степени тому способствует и мэр столицы Ю.М. Лужков, человек весьма изобретательный. Каждый год он придумывает и предлагает нечто еще не виданное.

В начале нынешней зимы он поручил Агентству атмосферных технологий – организации, уже имеющей опыт искусственного воздействия на облака, предложить технологию, которая бы позволила уменьшить количество снега, выпадающего на улицы столицы.

По словам директора агентства, кандидата технических наук Виктора Корнеева, за полстолетия написано множество научных трудов на эту тему и проведены десятки экспериментов.

Он также рассказал, как вместе с коллегами за последние десять лет успешно вызывал дожди в Якутии, Португалии и на Кубе, а также разгонял дождевые облака во время праздников и государственных мероприятий. Например, во время инаугурации президента в Москве, саммита «Большой восьмерки» в Петербурге, на пекинской Олимпиаде…

Технически это несложно.

Самолеты должны будут заблаговременно вылетать навстречу облакам и распылять реагенты – жидкий азот, углекислоту или йодистое серебро.

– Многие почему-то, услышав про наше предложение, стали опасаться за экологию, – сказал Виктор Корнеев. – Но какой мы можем нанести вред, распыляя реагенты? Атмосфера, как известно, на 70 % состоит из азота. Так что, если добавить его еще немного, ничего особого не произойдет. Углекислота тоже не опасна, а йодистое серебро будет использоваться в очень незначительных количествах хотя бы потому, что оно дороже других реагентов…

Кроме того, директор Агентства атмосферных технологий пообещал, что разгонять станут лишь очень сильные снегопады. При этом с неба на улицы города выпадет меньше, скажем, всего лишь на один сантиметр осадков за сутки. Люди этого даже не заметят, но экономия для коммунальных служб будет ощутима. Не стоит особо переживать и за Подмосковье. Увеличение снежного покрова на полсантиметра за сутки тоже вряд ли кто заметит…

Не всем специалистам эта идея кажется безобидной.

Например, профессор Александр Беляев, замдиректора по науке Института географии РАН и всем известный телеведущий, комментируя это предложение, сказал, что любое воздействие человека на природу не так уж благоприятно для экологии. Кроме того, зимой разгон облаков неэффективен. «Наши попытки воздействовать на грозовой фронт, что для слона ватрушка», – сказал он. Хотя стоить работы будут не так уж мало – 30 млн. рублей в месяц.

Чем закончится этот эксперимент к весне, когда этот номер «Юного техника» выйдет из печати, никто пока не знает.

Сжигать или перерабатывать?

Вот еще одна тема, решение которой важно для всех городов: что делать с мусором? В Москве, как и многих крупных городах мира, его столько, что многие свалки в Подмосковье забиты до отказа, а занимать под мусорные полигоны новые территории – не самое лучшее решение, как с точки зрения экологии, так и экономики. Не отнимать же земли у сельского хозяйства!

Несколько лет назад Ю.М. Лужков предложил построить в столице несколько мусоросжигательных заводов, на которых городские отходы будут превращаться в золу, которую затем можно будет использовать в строительстве. Однако против этого решения опять-таки восстали экологи и жители районов Москвы и Подмосковья, где намечалось строительство этих заводов. И в самом деле, перефразируя известную пословицу, можно сказать, что огня без дыма не бывает. А дым этот станет дополнительно отравлять не такую уж и чистую атмосферу города и пригородов.

Осев же в конце концов на землю и растительность, частички сажи, тяжелых металлов и прочих вредных веществ, которые содержит дым, внесут свой вклад в дальнейшее ухудшение экологии.

Новые мусорные контейнеры глубокого залегания, выпускаемые в п. Дубровицы Подольского района Московской области.

_{Цифрами на схеме обозначены: 1– облицовка; 2– внешний цилиндр; 3– крышка; 4– подъемное кольцо; 5– съемный мешок; 6– песчаная подушка; 7– бетонные блоки; 8– грунт.}

Схема очистки дымовых газов:

_{1– паровая смесь; 2– котел; 3– активированный уголь; 4– реактор; 5– нейтрализующие химикаты; 6– фильтр; 7– отвод к дымососу; 8– стройматериалы из отходов.}

И все рассуждения специалистов по поводу того, что технология сжигания уже тщательно отработана специалистами «Экотехпрома», опробована на уже действующих предприятиях, а дымовые газы дополнительно очищаются на специальной установке, не возымели должного действия. Многие считают, что мусор надо перерабатывать, а не сжигать.

Но на практике все опять-таки упирается в одну практическую проблему. Чтобы начать переработку бытового мусора, его надо прежде рассортировать. А здесь все попытки городских властей приучить горожан сразу сортировать по отдельным контейнерам органические отходы, бумагу, пластик и металл, наталкиваются на всеобщую расхлябанность. «Ну вот еще, буду я мусор сортировать! Пусть этим мусорщики занимаются…»

Между тем, в мусорщики-то тоже никто не идет – непрестижная работа, грязная и малооплачиваемая. А начни за нее платить как следует, мусор станет золотым…

Вот такой замкнутый круг. Разорвать его специалисты пытаются уже лет 15–20, да все им никак не удается разработать технологию переработки мусора, которая бы удовлетворила всех. Быть может, вы что-либо подскажете?..

Операция «Чистая вода»

Мое знакомство с новыми технологиями очистки воды началось с того, что сотрудники ЗАО «Главный контрольно-испытательный центр питьевой воды» (ГИЦ ПВ) подарили мне чудо-календарик на 2010 год. Самое интересное, впрочем, заключалось не в самом календаре, а в приклеенной к нему узенькой полоске на вид совершенно обычной, желтоватой бумаги.

Фокус же состоял в том, что стоило кончик этой полоски окунуть в стакан с водопроводной водой, как бумага, словно по мановению волшебной палочки, меняла свой цвет. Оставалось сравнить цвет этого своеобразного маркера с эталонной табличкой, и сразу становилось ясно, какова кислотность раствора, сколько в нем солей и тяжелых металлов…

О том, что примерно треть населения России не имеет доступа к высококачественной питьевой воде, говорят уже давно. Воду пропускают через разнообразные фильтры, отстаивают, кипятят… На крупных промышленных предприятиях, ТЭЦ появились даже специалисты по водоподготовке; воду пропускают через магнитные и прочие фильтры, потому что даже металлические трубы не выдерживают тех агрессивных примесей, что содержит вода, быстро ржавеют, выходят из строя.

Именно потому в Москве и Подмосковье ведут контроль за экологическим состоянием природных источников воды, пропускают ее через многочисленные блоки и установки по очистке на станциях водоподготовки. По словам начальника отдела «Мосводоканала» О.Е Благовой, на Юго-Западной водопроводной станции недавно было внедрено мембранное фильтрование воды с применением ее озонирования вместо привычного хлорирования. Более того, на «Мосводоканале» создана математическая модель водопроводной сети, которая позволяет прогнозировать гидравлический режим работы системы, предвидеть возможные аварии.

«Броня» для домов

Последние годы не только в столице, но и в других городах все чаще можно увидеть, как административные и жилые дома на глазах хорошеют, прикрывая свои фасады и боковые наружные стены свежей нарядной облицовкой. Делают это не только ради красоты. Новая технология облицовки домов позволяет примерно на четверть сократить бесполезные потери тепла.

Способов и технологий сделать это ныне уже немало. Рассмотрим хотя бы одну, предложенную специалистами ООО «СтройГрупп». Технология эта вполне российская, хотя и называется по-иностранному «THERMOMAX».

Суть же технологии, по свидетельству главного специалиста Федерального центра технической оценки продукции в строительстве А.Г. Шеремета, состоит в том, что после отделки обычная стена превращается как бы в пирог, насчитывающий десяток слоев. Прямо на бетонную или кирпичную стену или на ее оштукатуренную поверхность сначала наносят проникающую грунтовку, потом специальный клей. А уже на него крепят пластины теплоизоляционного материала, для надежности прихватываемые еще и дюбелями. Поверх теплоизоляции накладывают эластичную смесь «Thermomax 100», затем сетку из стекловолокна для антивандальной стойкости покрытия. Сверху наносят декоративную фасадную штукатурку, а на нее еще слой грунтовки. И наконец, готовую стену красят в подходящий цвет паропроницаемой атмосферостойкой краской.

В итоге получается не дом, а прямо картинка. В этом москвичи и гости столицы могут убедиться сами, посмотрев, например, на здание театра « Et Cetera» возле Чистых прудов.

Здание театра «Et Cetera».

ИНФОРМАЦИЯ

НЕЛЬЗЯ ПОВОРАЧИВАТЬ РЕКИ. Такое мнение в беседе с журналистами высказал директор Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, руководитель программы «Чистая вода» Ассоциаций академий наук Азии Юрий Винокуров. Идея по перебросу части стока северных рек России в южные регионы и Казахстан неправильна и неосуществима, полагает он.

Вернуться к проекту по перебросу 25 куб. км из стока реки Обь на юг, чтобы напоить регионы Южной Сибири и продать воду в Казахстан, не столь давно предложил мэр Москвы Юрий Лужков. Этот проект был законсервирован почти 25 лет назад. И стоит ли к нему возвращаться – большой вопрос, считает Юрий Винокуров. По его словам 25 куб. км из стока реки Обь – это почти половина современного ее стока. И отнять эту воду у реки означает попросту сделать ее вдвое мельче, нарушить водный баланс региона, который складывался миллионы лет. И что при этом произойдет, никто толком не знает.

Тем не менее, России в будущем все равно придется делиться своими водными ресурсами с другими странами. Ведь уже ныне у большинства стран нет собственных качественных вод. «Вольно или невольно Россия станет водным донором, аналогично тому, как ныне она поставляет многим государствам нефть и газ», – сказал Ю. Винокуров.

ЗАГАДКИ НЕЙТРИНО. Новым ключом к разгадке тайны природы о том, почему вещество во Вселенной преобладает над антивеществом, стало открытие, в котором важную роль сыграли российские ученые. В ходе эксперимента Т2К, проведенного 24 ноября 2009 года, были обнаружены первые мюонные нейтрино из нового нейтринного пучка, который был создан на сильноточном ускорителе протонов в Токаи (Япония). Детекторы, расположенные в 280 м от мишени, зарегистрировали первые три нейтрино – в полном соответствии с предсказаниями, учитывающими параметры пучка и свойства детекторов.

О том, что это означает, рассказал директор Института ядерных исследований РАН, академик-секретарь Отделения физических наук РАН Виктор Матвеев.

«Как известно, эти частицы обладают странным свойством, называемым нейтринными осцилляциями. Оно заключается в том, что три вида этих частиц – электронное, мюонное и тау-нейтрино – превращаются друг в друга в процессе распространения в пространстве».

А такой «маскарад» противоречит стандартной модели элементарных частиц. Ведь такое превращение возможно только в том случае, если нейтрино обладают массой, что противоречит имеющейся теории»…

Главной задачей эксперимента является изучение взаимопревращений нейтрино, в частности, поиск переходов мюонных нейтрино в электронные нейтрино. В случае положительного эффекта ученые получают возможность приступить к исследованию свойств антинейтрино и изучению физики вещества и антивещества.

К сказанному остается добавить, что в международное сотрудничество Т2К входят около 500 ученых из 12 стран. В частности, Россия представлена группой физиков из Института ядерных исследований РАН, которая разработала и создала детектор мюонов высоких энергий.

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Авиация грядущего

Двести с лишним лет тому назад человечество начало покорять пятый океан планеты – воздушный. В небо сначала поднялись первые аэростаты и дирижабли, затем – неуклюжие «этажерки» первых аэропланов, наконец, около ста лет тому назад человечество услышало о первых вертолетах. На этих трех «китах» авиация держится и по сей день. Ну, а какой она станет завтра?

Вот какие интересные размышления на этот счет предложили в своей исследовательской работе студенты Южно-Уральского государственного университета Сергей Сычеви Иван Черепанов.

Чем больны дирижабли?

Аэростаты и дирижабли, к сожалению, так и не смогли оправиться после ряда катастроф, постигших этот вид воздушного транспорта в 30-е годы XX века. Огромные левиафаны-дирижабли, оболочки которых наполняли легковоспламеняющимся водородом, оказались очень опасны, что наглядно продемонстрировала катастрофа «Гинденбурга», буквально за несколько минут сгоревшего у причальной мачты на глазах у многотысячной толпы.

Его собратья оказались больны еще одной болезнью – исполинские корпуса оказались весьма уязвимы для ураганов и штормов.

В общем, сейчас в мировой практике используется лишь несколько экспериментальных дирижаблей да спортсмены на всей планете с удовольствием летают на тепловых шарах-монгольфьерах. Есть, правда, несколько интересных проектов дирижаблей-термопланов, со взлетным весом до 600 т, но на их строительство никто пока не отваживается.

Гибель дирижабля « Гинденбург».

Beртолет-«одуванчик»

У всех винтокрылых летательных аппаратов имеется врожденный порок – неудовлетворительная устойчивость, особенно в ветреную погоду, утверждает волжский изобретатель Э.Д. Житников. Так сказывается горизонтальная компоновка фюзеляжа с расположенным над ним несущим винтом.

А если построить вертолет, вопреки традиции, не горизонтально, а вертикально, считает Эдуард Дмитриевич, сверху можно расположить гондолу с кабиной пилота и салоном для пассажиров, несущий винт поместить под гондолой, еще ниже – собственно фюзеляж с двигателем и грузовым отсеком…

Такая неожиданная компоновка позволит при наиболее распространенной неполадке – отказе двигателя – просто отстрелить гондолу с людьми и совершить мягкую посадку с помощью парашюта.

Схема вертолета-«одуванчика»:

_{1– фюзеляж; 2– соединительный цилиндр; 3– пассажирская кабина; 4– винты.}

В полет – эжектолет?

Так московский изобретатель О.Г Войцех, уже знакомый нашему читателю (см. «ЮТ» № 3 за 2002 г.) по конструкциям летательных аппаратов с решетчатым крылом, предлагает летательный аппарат вертикального взлета и посадки, использующий для создания подъемной силы и тяги – силу струи газа, создаваемой компрессором или газотурбинным двигателем и усиливаемой за счет эжектора – устройства, которое за счет особой формы своего корпуса позволяет резко повысить КПД двигателей.

Как уверяет изобретатель, за счет эжектора летательный аппарат сможет использовать до 50 % энергии своих двигателей, а не 5–8 %, как самолет, или 2–3 %, как вертолет. Эффективность эжектолета основана на исследованиях пульсирующих эжекторов, проведенных академиком В.Н. Челомеем, О.И. Кудриным и А.В. Квасниковым и зарегистрированных как открытие № 314 СССР от 2.07.1951 г.

Долгое время это открытие использовалось лишь в аэродинамических трубах. Если же применить эжекторы на летательном аппарате, это позволит, как уверяет изобретатель, в 5 – 15 раз поднять эффективность летательного аппарата, убрать зависимость подъемной силы от угла атаки крыла, уменьшить зависимость устойчивости и управляемости от скорости полета, производить взлет и посадку на нулевой скорости, значительно увеличить безопасность летательного аппарата.

Один из вариантов эжектолета.

Самолет плюс вертолет

Однако, несмотря на интересные проекты, о которых рассказано выше, в практике авиации ныне находят практическое применение лишь самолеты и вертолеты традиционных схем. Каждый вид авиации хорош по-своему. Самолеты могут летать на дальние расстояния, способны нести сразу большие партии грузов и пассажиров. Однако для взлета и посадки они требуют оборудованных взлетно-посадочных полос и иного аэродромного оборудования. Вертолеты, напротив, способны приземлиться на любом «пятачке» или даже десантировать людей и грузы на тросе, зависнув неподвижно в воздухе. Однако скорость их полета невелика, да и экономичность оставляет желать лучшего.

Можно ли объединить преимущества обоих видов воздушного транспорта? Первые попытки сделать это привели к созданию конвертопланов, типичным представителем которых является, к примеру, американский V-22 «Оспри».

Две винтомоторные группы располагаются на концах крыльев аппарата. При взлете оси винтов расположены вертикально, позволяя взлетать по-вертолетному. Затем, по мере набора высоты, пилот устанавливает винты по-самолетному, переходя в горизонтальный полет.

И все бы ничего, да вот только в переходном режиме аппарат, того и гляди, грозит потерять устойчивость.

– Именно поэтому мы и предлагаем усовершенствовать подобные летательные аппараты, – рассказал Иван Черепанов. – К самолету сверху добавляем вертолетный ротор. С его помощью летательный аппарат поднимается в воздух. Затем включатся самолетные реактивные двигатели, а ротор при этом стопорится, его лопасти складываются и убираются внутрь фюзеляжа подобно тому, как убираются после взлета шасси.

В воздухе – электролеты

Это лишь первый этап совершенствования авиации, полагают ребята. Далее они предлагают вообще отказаться от нынешних турбореактивных двигателей и перейти на электрические моторы. «Энергия же для их работы будет поступать извне, – пояснил Сергей Сычев, – с земли, а еще лучше – из космоса, от энергетических спутников, целая гирлянда которых будет располагаться на околоземной орбите, подобно нынешним спутникам системы GPS»…

Первые опыты по передаче энергии по микроволновому лучу на борт летающей модели были проведены несколько лет тому назад. Помнится, в конце 80-х годов прошлого века многие журналы и газеты писали об эксперименте с канадским мотопланером с размахом крыла до 50 м. Он должен был получать энергию с Земли по микроволновому лучу. Причем испытания уменьшенной модели показали, что такой способ передачи энергии вполне реален.

Более того, американским инженером Вильямом Брауном на рубеже 60-х годов прошлого столетия был построен беспилотный вертолет, который вел наблюдения в интересах министерства обороны. Браун в своей конструкции впервые опробовал систему с маленькими антеннами-диполями, соединенными с системой полупроводниковых диодов-выпрямителей. Правда, в вертолетной антенне пришлось использовать около 3000 диодов, и конструкция получалась весьма громоздкой и ненадежной.

Сейчас технология стала заметно совершеннее. И академик А.С. Коротеев, к примеру, предлагает подобные передачи энергии вести не снизу, а сверху, с орбиты. Там электричество можно будет вырабатывать с помощью солнечных батарей. Кроме того, не составит особого труда транслировать его с помощью сети спутников в любую точку земного шара, обеспечивая энергией двигатели электролетов.

Даешь «летающие тарелки»!

И, наконец, следующий этап предполагает трансформацию самих летательных аппаратов. По мнению ребят, вовсе не случаен жгучий интерес общественности к «летающим тарелкам». Даже если никаких инопланетян и НЛО на самом деле не существует, здравое зерно в таком интересе определенно имеется.

Подобные летательные аппараты могут передвигаться в воздухе, например, используя эффект Биффельда – Брауна, суть которого состоит в следующем.

Один из вариантов дисколета будущего.

В 20-х годах прошлого столетия американский физик-любитель Томас Браун (однофамилец того Брауна, о котором упоминалось выше) совместно с профессором Паулем Биффельдом запатентовал и испытал несколько моделей, которые представляли собой зонтики из двух слоев металла с прокладкой диэлектрика между ними. При подаче напряжения на длинном стержне снизу образовывался положительный заряд. А слои металла «зонтика» заряжались отрицательно. Если верить Брауну, в 1956 году он построил дискообразную модель «летающего конденсатора», которая летала на корде со скоростью 180 км/ч, показывая уменьшение веса до 90 %!

А для такого летательного аппарата оптимальной формой является как раз форма диска или, если хотите, «летающей тарелки». Он обладает исключительной маневренностью, может лететь в любую сторону, не разворачиваясь…

К сказанному осталось добавить, что, по мнению ребят, подобная трансформация ждет мировую авиацию в ближайшие лет 25–30.

Публикацию подготовил С. НИКОЛАЕВ