Текст книги "Журнал «Юный техник» 2007 №01"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

– Правду, – мрачно ответил Сережка. – Но только сначала, учитель, я хотел бы спросить. Воплощение – это навсегда? И, воплотившись, мы, как и ребята, уже никогда не станем людьми?

– Не могу ничего обещать, – ответил Пятачок. – Но клянусь: если когда-нибудь нас найдут земные корабли и мы сможем навсегда покинуть эту планету, люди придут сюда, на этот берег, и назовут вас данными вам человеческими именами – как это делал я на уроках. И тогда вы сможете расстаться со своими стихиями и снова стать людьми. И улететь на Землю вместе с остальными.

– Вот видишь! Мы спасем ребят, и я стану красивой. – Далекая Радуга доверчиво посмотрела другу в глаза.

Облачное Небо знал, что на самом деле ее зовут Наташей: случайно подслушал, когда ее первый раз привели в школу, и это был его самый страшный секрет. Человеческие имена стихий – всегда под запретом. Теперь он понял почему.

– Хорошо. Раз это не очень надолго, я стану Воплощением. Но не только из-за ребят, а просто для тебя. Потому что ты и так самая красивая, – отчаянно добавил Сережка, взяв Далекую Радугу за руку.

Люди по-прежнему смотрели на него с надеждой. Сережка Славин повернулся к Морю-Окияну, внезапно почувствовав себя такой же природной силой, но неизмеримо более могучей, чем Лес, чем Ветер, чем Река и Море. Защитником. Спасителем. Над морем, рекой, лесом, каменистой равниной Ядра внезапно заклубились облака, а в крохотной прорехе между ними мелькнул кусочек голубого неба.

– Покрывает всю поверхность оболочки, – пытаясь сдержать слезы гордости, сказал учитель, глядя в настоящее земное Облачное Небо, о котором мечтал десять лет. – Небо. Мы будем жить.

В Небе плыли Облака. Тяжелые грозовые, легкие перистые, белые пушистые кружевные, открывающие небольшие окошки высокого светло-голубого неба, и другие, слегка вызолоченные неожиданно ставшим мягким и ласковым светом плазменного солнца. Солнышка.

И повсюду в Облачном Небе – вдали за Морем-Окияном, за Лесом Густым и Быстрой Речкой и просто над каменистой равниной Ядра – нежными и яркими полукружьями многоцветной карусели сияла Далекая Радуга.

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

В очередном выпуске Патентного бюро рассказываем о проекте летающего автобуса и универсальной вешалке для школьного гардероба. Экспертный совет отметил Почетными дипломами работу Федора АКИМОВА«воздушное такси», а также работу «вешалка-ростомер» Евгения ХАЛЬЗОВАи Михаила АНДРЕЕВАиз Челябинска.

ЛЕТАЮЩИЙ АВТОБУС

Федор Акимов (в электронном письме он не указал город, в котором живет) предлагает «воздушное такси», способное взлетать и садиться на улицах большого города. «Такому аппарату не страшны пробки, и скорость доставки пассажиров будет выше, чем у обычного автобуса», – пишет автор.

Начнем с того, что термин «воздушное такси» в авиации уже используется. Так называют небольшие пассажирские самолеты вместимостью 4–6 человек. Им требуется взлетно-посадочная полоса длиною около ста метров, а размах крыльев не превышает десяти метров. По масштабам, принятым в авиации, это очень скромные цифры. Но ни в городе, ни на полном автомобилей пригородном шоссе современное воздушное такси применяться не может.

Поэтому, чтобы не было путаницы, аппарат, предложенный Федором, мы назовем «летающим автобусом» (ЛА). Он выполнен по принципу самолета с предельно малым размахом крыльев и не имеет ни реактивных двигателей, ни винта. Но обсудим все по порядку.

Малый размах крыльев должен облегчить «воздушному автобусу» возможность взлетать и садиться на тесных улицах города. Простым уменьшением размаха крыла этого не добиться, так как это потребует резкого увеличения взлетной и посадочной скорости. Поэтому Федор предлагает увеличить количество крыльев до четырех или шести, расположив их двумя группами на крыше ЛA. Кроме того, для возможности точного управления на тесных улицах Федор предлагает оснастить «летающий автобус» спереди и сзади двумя мощными рулями направления.

Схема «летающего автомобиля».

У аппарата Федора Акимова есть и еще ряд особенностей. Он отказался от применения винтов и реактивных двигателей ввиду их опасности. Необходимую для движения ЛA тягу должны создавать колеблющиеся предкрылки, расположенные на передней группе крыльев.

Кроме того, передняя группа крыльев (их может быть два или три) имеет возможность поворачиваться относительно горизонтальной оси. При этом меняется угол атаки, что позволит «летающему автобусу» взлетать или опускаться.

Прежде чем обсудить проект Ф.Акимова по существу, несколько слов о присланных им рисунках. Они выполнены хорошо, аккуратно, но слишком схематичны. Эта схематичность создает обманчивое впечатление простоты реального воплощения проекта. Если бы Федор попытался эскизно, от руки, изобразить карандашом свой «летающий автобус», разместив на нем двигатель, все передачи, рулевое управление, крепление рулей и крыльев, то ему стала бы ясна чисто конструктивная сложность предложенного аппарата. Но это не главное.

Федор Акимов применил в своем аппарате целый ряд оригинальных решений, которые не были проработаны до конца. При их испытании в разные годы выяснилось, что на одних режимах полета они хороши, а на других дают сбои. Вот эти решения.

Установка групп из двух-трех крыльев друг за другом испытана в 1921 году фирмой «Капрони» в Италии и больше никогда не применялась.

Управление наклоном крыла относительно горизонтальной оси изучалось длительно. Дало хороший результат, но ввиду сложности не применяется. Колеблющийся предкрылок был испытан на самолете в 1946 году и больше никогда не применялся. Все эти нововведения еще нужно «доводить до ума». Но и после того свести на одном самолете все их вместе, с учетом взаимного влияния, будет не просто. В прежние времена на это ушли бы десятилетия.

Сегодня это тоже не легко, но все можно резко ускорить при помощи компьютерного моделирования аэродинамических процессов. Пока это не сделано, оценить реальность проекта Федора Акимова невозможно.

Если же построить «летающий автобус» без предварительных исследований, то вероятность удачи так же мала, как вероятность выиграть три автомобиля подряд. Однако свежесть идеи «летающего автобуса» и оригинальность мышления автора налицо. Поэтому Патентное бюро «ЮТ» присуждает ему Почетный диплом.

ВЕШАЛКА-РОСТОМЕР

Следующее предложение хоть и не столь масштабно, как предыдущее, но все же очень важно. Посмотрите, какую красивую вешалку для пальто создали Евгений Хальзов и Миша Андреев из 7-го класса школы № 97 города Челябинска. Она показывает рост человека и хранит много полезной информации. Содержит таблицу умножения, напоминает о важных формулах и, наконец, имеет часы, помогающие вовремя прийти на урок.

НАШ ДОМ
Королева инструментов

Вообще-то правильнее, наверное, ее было назвать «заверткой»; ведь заворачиваем шурупы и винты мы гораздо чаще, чем их отворачиваем. Однако в русском языке этот слесарно-сборочный инструмент называется «отверткой», а потому и мы так будем его называть. Какие же отвертки бывают и как лучше подобрать инструмент для той или иной работы.

Отвертки выпускают с прямыми, крестообразными и звездообразными лезвиями. Кроме того, они различаются по номерам в зависимости от толщины круглого или шестигранного рабочего стержня. Например, «нулевой» размер предполагает диаметр стержня в 4 мм, а его длину – 80 мм. «Первый* номер – соответственно 5 и 100 мм; «второй» – 6 и 120 мм; «третий» – 8 и 130–150 мм и «четвертый – 10 и 150–200 мм.

При этом необходимо оговориться, что речь идет об общеупотребительном инструменте. Так называемые «часовые» отвертки, как правило, тоньше 4 мм, а длина жал отверток специального назначения может достигать и полуметра.

Кроме того, некоторые отвертки имеют целиком или частично шестигранные стержни. Это нужно для того, чтобы, наложив на стержень гаечный ключ, можно было при необходимости увеличить усилие. Той же цели может служить и уплощенная или рифленая форма рукоятки, которая делается из дерева, пластика или резины. Также в продаже есть отвертки с гибким стержнем, со стержнем, изменяющим угол относительно ручки, отвертки с вращающимся шариком и т. д.; их используют для специальных монтажных работ.

Крестовые отвертки, как говорит само их название, отличаются от прямых тем, что лезвие у них не прямое и плоское, а выполнено в виде крестика. Изначально форма помимо собственно креста имела цилиндрическое углубление по его центру (примерно 2 мм диаметром и глубиной около 3 мм). Однако практика показала, что эта направляющая на практике не нужна, и от нее отказались. Зато ныне появились так называемые отвертки TORX, имеющие жало особой формы (см. рис.).

Виды отверток: 1 – с прямым шлицем; 2 – крестовая, 3 – типа TORX.

И наконец, иногда при ремонтных работах можно столкнуться с квадратным, звездообразным, шестигранным, треугольным или иным шлицем. Для них существуют особые отвертки. Чтобы не приходилось заводить целый арсенал отверток, в последнее время стали выпускать инструмент со сменными головками. Таким образом, одна отвертка может иметь около десятка жал разной формы, которые легко менять в процессе работы.

Впрочем, каким бы ни было жало отвертки – сменным или постоянным, – оно должно быть изготовлено из высоколегированной стали с хромовым или цинковым покрытием. Твердость рабочей части должна находиться в диапазоне HRC 47–52.

Одна отвертка может иметь около десятка жал разной формы, которые легко менять в процессе работы.

Если данный показатель ниже нормы, сталь приобретает излишнюю пластичность, инструмент стачивается или изгибается, если же сталь чересчур твердая, она часто крошится.

К слову, черный цвет концевика – это результат оксидирования (воронения). Вороненые отвертки, помимо того что защищены от коррозии, не скользят.

Впрочем, на вид хороший инструмент от плохого отличить довольно трудно. Поэтому советуем ориентироваться по цене – хороший инструмент не может стоить дешево, а также по фирмам-производителям, чьи клейма обычно есть на жале или рукоятке. Неплохо зарекомендовали себя немецкие, швейцарские и некоторые наши предприятия. Опасайтесь китайских подделок.

При покупке инструмента обратите внимание на рукоятку. Важен плотный контакт рукоятки с ладонью, особенно при работах, требующих больших усилий. Для этого пластмассовые рукоятки оснащены резиновыми вставками, предохраняющими ладонь от мозолей. Кроме того, неплохо, если часть рукоятки, прилегающая к жалу, имеет нарост – своего рода гарду, предохраняющую пальцы от соскальзывания.

При работе в химически агрессивной среде стоит отдать предпочтение пластмассовым рукояткам. Многие электрики используют отвертки с красными ручками из электроизолирующей пластмассы, способные выдержать напряжение до 1000 В. При этом удобно, когда в рукоятку вмонтирована неоновая лампочка – индикатор напряжения.

Само собой разумеется, что работать в сети под напряжением не стоит. И короткое замыкание несложно устроить, да и удар током получить проще простого!

А. ПЕТРОВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Пистолет SigSauer Р220– совместный продукт известной швейцарской компании SIG и немецкой J.P. Sauer & Sohns.

Поначалу Р220 выпускались в четырех базовых калибрах: 9x19 Parabellum, 7.65x21 Parabellum, 38 Super и .45АСР. Со временем из линейки пистолетов Р220 ушли все калибры, кроме.45АСР, в котором Р220 производят до сих пор.

Выпускаются как стандартный вариант Р220 с рамкой из алюминия, так и с рамкой из нержавеющей стали. Существуют также спортивные модели с удлиненными стволами, дульными компенсаторами и регулируемыми прицельными приспособлениями. Пистолеты Р220, как и все последующие разработки SIGSauer, заслуженно славятся высокой надежностью, хорошей эргономикой и отличной точностью стрельбы.

Техническая характеристика:

Длина пистолета… 193 мм

Длина ствола… 112 мм

Вес без патронов:

алюминиевая рамка… 800 г

стальная рамка… 1100 г

Емкость магазина:

9 мм… 8 патронов

45 ASP… 7 патронов

Итальянец Юджин Пананзайо приехал в США и обосновался с семьей в Западной Вирджинии в начале 1900 года. А в 1988 году его 26-летний внук, Дэниел, устроился на работу в небольшую автомастерскую. Вскоре он выкупил ее, а также права на конструкцию шасси Франка Костина, разработчика спортивных шасси для автомобилей Ferrari. Эта конструкция и легла в основу машин образованной через некоторое время компании Panoz, в названии которой нетрудно найти приметы фамилии основателя.

Сегодня фирма Panoz выпускает дорогие спортивные автомобили. Устроители гонок мировой серии Champ Саrобъявили, что с 2007 года компания Panozстанет единственным поставщиком шасси для чемпионата.

Техническая характеристика:

Количество дверей… 2

Количество мест… 2

Длина… 4,475 м

Ширина… 1,860 м

Высота… 1,355 м

Колесная база… 2,715 м

Снаряженная масса… 1450 кг

Объем двигателя… 4601 см ³

Мощность… 324 л.с.

Максимальная скорость… 249 км/ч

Время разгона до 100 км/ч… 5,1 с

Объем топливного бака… 58 л

Расход топлива… от 10,2 до 13,8 л/100 км

ПОЛИГОН
Что умеет подводная молния

Рассказывают, что в конце 1940-х годов прошлого века студент Лева Юткин пережидал грозу на берегу озера. Внезапно молния ударила в воду, подняв к небу огромный фонтан, окативший юношу с головы до ног. Дивное явление запомнилось. Школьный учитель дал Леве небольшую электростатическую машину, и студент не пожалел нескольких лет, чтобы экспериментально воспроизвести увиденное.

Казалось бы все просто: один провод бросить в сосуд с водой, другой поднести к ее поверхности да покрутить рукоятку машины. Но и первая, и сотая искра никакого эффекта не дали…

А потом получилось. Небольшой аквариум вдруг негромко раскололся на несколько больших кусков, и вода хлынула в комнату. Этот успех и определил дальнейшую жизнь Юткина-изобретателя.

Оказалось, если правильно провести электрический разряд в воде, да еще использовать для этого источник энергии помощнее, чем школьная электростатическая машина, то получался мощный взрыв. Его сила разрушала любые материалы. Все говорило о давлениях в тысячи и десятки тысяч атмосфер. Не удивительно, что в 1950 году Л.А.Юткин совместно со своей супругой Лидией Александровной Гольцовой подает заявку на «Способ получения высоких и сверхвысоких давлений». Заявка увенчалась авторским свидетельством, правда, через семь лет…(Впоследствии Л.А.Юткин и Л.А.Гольцова сделали еще около 150 изобретений!)

Во время электрического разряда в воде происходят сложные процессы. На первой его стадии, длящейся микросекунды, образуется плазменный канал с температурой до 40 000 °C. Плазма расширяется со скоростью, соизмеримой со скоростью звука в воде (1410 м/с).

Так образуется первая ударная волна и полость, наполненная раскаленным паром и газом, которая постепенно заканчивает свое расширение, затем начинает пульсировать и в конце концов схлопывается. Возникает кумулятивный эффект, похожий на тот, что используется в бронебойных снарядах. Возникающее на этой стадии давление, по оценкам ученых, может достигать 450 тысяч атмосфер. Неудивительно, что нет материалов, способных устоять в воде перед электрической искрой.

Отметим, что электрические разряды в воде наблюдали еще в XIX веке. Но ученые не увидели в них ничего примечательного. А Л.А.Юткин обнаружил много интересного. Потому весь круг явлений, связанных с электрическим разрядом в воде и других жидкостях, принято называть электрогидравлическим эффектом (ЭГЭ), или эффектом Юткина.

В ЭГЭ до 30–80 % электрической энергии переходит в механическую работу, а тепла порою выделяется значительно, в 2–3 раза, больше. Причина – в процессах, происходящих в моменты схлопывания полости. К сожалению, мы мало о них знаем. Основная их часть происходит, когда полость уменьшается до размеров, не различимых ни в один микроскоп. К тому же и длится наиболее интересный этап схлопывания много меньше, чем миллиардная доля секунды. Тем не менее, недостаток теоретических знаний не мешает практическому применению эффекта Юткина.

Прежде всего, это дробление самых различных материалов, начиная от простого превращения каменных глыб в щебень. Так, при реконструкции одного из мостов в Москве старые бетонные детали при помощи электрических разрядов превратили в крошку, которую пустили на изготовление новых.

Но есть процессы дробления более тонкие. На поверхности стальных деталей, отливаемых в земляную форму, остается прочно въевшийся в нее слой земли и окалины. Удаление его крайне трудоемко, если не применять ЭГЭ. А если им воспользоваться, то процесс оказывается крайне простым. Детали кладут в ванну, несколько ударов подводной молнии – и их поверхность чиста.

Эффект Юткина позволяет не только крушить, но и созидать. Вот как, например, с его помощью штампуют детали из металлического листа. Сначала делают матрицу – деталь, обратную по форме той, которую хотят получить. Ее помещают на дно ванны, сверху прочно прижимают лист металла и откачивают из-под него воздух. Затем сверху наливают воду, и в ней производят разряды. Лист металла прогибается и точно заполняет всю поверхность матрицы.

Надо сказать, что листовую штамповку можно производить и множеством других способов, например, давлением масла или ударом молота по слою резины. Но тут необходимо применять особо пластичный и мягкий металл, значит, деталь получается непрочной. Эффект Юткина позволяет штамповать детали из хрупких и прочных металлов, и деталь получается очень прочной.

Так работает электробур.

Способен ЭГЭ и бурить. Бур Юткина состоит из пластмассового стержня с электродом внутри и коронки из любого металла, например, меди. И коронка, и стержень неподвижны, вращается только легкий проволочный электрод. Через еще один из каналов в стержне подается вода. При каждом повороте электрода зубцы неподвижной коронки обегает множество искр, дробящих в пыль лежащую внизу породу, а вода уносит ее на поверхность. И нет пород, которые могут устоять перед таким буром.

Однажды Л.А.Юткин и Л.А.Гольцова подвергли ЭГ-ударам обычную почву, продувая через нее воздух. Дело в том, что содержащиеся в ней минеральные соли поступают к корням растений, в основном, с поверхности ее частиц. Микромолнии раздробили их, поверхность увеличилась, и большая часть содержащихся в почве солей стала доступна корням растений. Более того, содержащийся в воздухе азот перешел в форму химических соединений, доступных растениям. Обычная земля превратилась в прекрасное экологически чистое удобрение!

Об эффекте Юткина можно говорить еще долго, но лучше его попробовать своими руками. Главное – источник высокого напряжения, способный создавать резкие, быстро нарастающие импульсы. В промышленных установках для этого применяется высоковольтный трансформатор на 30–60 кВ, который через выпрямитель заряжает конденсатор. Однако сделать такой источник питания очень трудно, да и работать с ним опасно.

Самый простой способ – это поступить так же, как и сам Юткин: начать опыты с небольшой школьной электростатической машиной, которая может дать около 30 000 В. С ней вам предстоит собрать цепь, состоящую из двух воздушных разрядников и электродов, укрепленных на дне ванны. Но вначале нужно привести в полный порядок саму электростатическую машину – разобрать и тщательно очистить от пыли.

Внимание! Все работы с электрической машиной опасны! Их можно вести только в присутствии взрослых!

Для нас очень важны стоящие на ее подставке два высоковольтных конденсатора типа «лейденская банка». Они представляют собою стаканы, оклеенные фольгой. Их следует очищать от пыли особенно тщательно, стараясь при этом не повредить фольгу, которая является обкладкой конденсаторов: пыль при высоких напряжениях неплохой проводник. Замыкая ток, вырабатываемый машиной, она не позволит набрать высокое напряжение.

Следует также обратить внимание на маленькие медные щеточки – токосъемники. Их нужно очистить от темного налета окислов. И наконец, электростатическую машину нужно хорошо просушить. Для этого поставьте ее на сутки возле горячего калорифера. После этого она начнет так работать, что вы ее не узнаете. Искры будут большие, звонкие и частые. Теперь приступаем к получению электрогидравлического эффекта.

Вам понадобится ванна с прозрачными стенками. Стеклянный сосуд не годится – он не выдержит гидравлический удар. Лучше взять нижнюю часть от пятилитровой пластиковой бутыли. Ее следует соединить с электростатической машиной при помощи высоковольтного провода, наподобие того, что применяется в системе зажигания автомобиля. Для формирования импульса необходимо сделать два разрядника. Каждый из них представляет собой укрепленные на куске пластмассы шарики диаметром по 15–20 мм. Их можно найти среди старых школьных приборов. Разрядники отрегулируйте так, чтобы расстояние между шарами равнялось 15–20 мм.

На дне ванны укрепите разрядные электроды. Их роль выполняют зачищенные концы высоковольтного провода. Расстояние между ними 50–80 мм. После этого наливаете в вашу ванну воду – и начинайте эксперименты.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора