Текст книги "Юный техник, 2002 № 09"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 6 страниц)

ТЕХНИКА XXI ВЕКА
Магнит пришел на смену фреону

Ваш холодильник шумит? Потерпите немного. Совсем скоро ему на смену придут новые агрегаты, в которых не только нет чему шуметь, но нет и самого хладагента. Словом, новое поколение бытовой техники осваивает самые высокие технологии.

В 1881 году немецкий физик Эмиль Варбург обнаружил, что помещенный в магнитное поле магнит имеет свойство изменять свою температуру. Вот этот эффект и решено использовать в холодильниках нового типа. Они будут практически бесшумны и более эффективны, чем ныне существующие. Инженеры убеждены, что холодильники и системы кондиционирования воздуха, сконструированные по новой технологии, появятся в продаже через год-два.

Американская компания «Астронотикс корпорейшн оф Америка» из Милуоки (штат Висконсин) уже располагает работающей холодильной установкой нового типа. В современных холодильниках, как известно, охлаждение происходит благодаря термодинамическому циклу, связанному с многократным сжатием и расширением рабочего газа. Когда газ расширяется, он охлаждается и понижает температуру внутри холодильника.

В холодильниках же на магнитном принципе охлаждение происходит благодаря периодическому наведению и гашению магнитного поля. Атомы металлов можно представить себе в виде крошечных двухполюсных магнитиков. Будучи помещены в магнитное поле, эти магнитики выстраиваются параллельно силовым линиям. А избыточная энергия, выделяемая при этом, заставляет атомы вибрировать, генерируя тепло. В результате металл нагревается. Это и было подмечено наблюдательным Варбургом.

Однако некоторое время спустя инженеры заметили, что процесс обратим, его можно использовать и для отбора тепла у объектов, иными словами – для охлаждения. Сначала этот эффект использовали в научных лабораториях при охлаждении объектов до сверхнизких температур.

Теперь тот же принцип американские инженеры предлагают использовать в диапазоне обычных температур. Все, что холодильнику потребуется для охлаждения, – вращающийся металлический диск, магнит и небольшое количество воды.

Представим себе, что магнитное поле нависает над вращающимся круглым диском. Когда часть диска попадает в магнитное поле, крошечные магнитики выстраиваются вдоль силовых линий и температура в этом месте повышается. Возникшее же тепло отводится с помощью циркулирующей воды.

Когда уже охлажденная часть диска покидает магнитное поле, атомы-магнитики, больше не удерживаемые силовыми линиями, снова разворачиваются случайным образом, затрачивая на это тепловую энергию. Диск охлаждается ниже окружающей температуры, заодно охлаждая жидкость во втором теплообменнике. Ее и используют затем в качестве хладагента.

Хотя идея такого холодильника с физической точки зрения достаточно проста, инженерам пришлось немало повозиться, доводя ее до практического применения. Например, долго подыскивали материал для диска, который бы давал максимальный тепловой эффект. В одном из вариантов, например, использовался 10-сантиметровый диск из гадолиния – редкоземельного металла, который ранее применялся лишь в записывающих головках магнитофонов.

В самых первых магнитных холодильниках ставили магниты из сверхпроводников, которые приходилось охлаждать до сверхнизких температур. Что, понятное дело, весьма удорожало и усложняло установку. Теперь же их удалось заменить постоянными магнитами, создающими почти столь же интенсивное магнитное поле.

«Все это приближает нас к реальному агрегату, который можно будет вмонтировать в серийную конструкцию», – говорит доктор Карл Гасшнайдер, главный металлург лаборатории Эймса в Айове, сотрудничающий с милуокской компанией и принимавший участие в разработке.

Впрочем, не только американцы работают над этой проблемой. Журнал «Сайенс» пишет об исследованиях в Амстердамском университете.

Голландцам удалось создать соединение на основе железа, обладающее значительным удельным выделением тепла. Очевидно, что этот сплав намного дешевле гадолиния. И руководитель амстердамской группы, профессор физики Экес Брюк, вполне резонно считает это решающим фактором для успеха всей их разработки. К тому же голландский сплав способен работать в более широком диапазоне температур. А при более высоких температурах эффект резко усиливается.

Правда, в состав голландского сплава входит ядовитый мышьяк. Однако авторы заверяют, что он настолько крепко соединен с другими элементами, что никакой опасности для людей не представляет.

Магнитные холодильники обещают быть дешевле в эксплуатации, чем обычные, поскольку требуют меньше электроэнергии. Ну, а об остальных достоинствах мы сказали в начале статьи.

С.СЛАВИН

ВО ИМЯ БУДУЩЕГО

«Кооперативное издательство «Молодая гвардия» при Центральном Комитете Российского Коммунистического Союза Молодежи открыло свои действия с 10 октября 1922 года».

Это короткое сообщение было опубликовано 8 газете «Правда» 11 октября 1922 года. В первый год работы издательство выпустило 71 книгу тиражом 584 тыс. экз.

На протяжении 80 лет «Молодая гвардия» формировалась как уникальный культурно-общественный организм со своими традициями, ценностями, творческим и организационным опытом. Названия многотомных серий и библиотек говорят сами за себя: «История Отечества в романах, повестях, документах» в 35 томах, «Библиотека юношества» в 80 томах, «Библиотека молодой семьи» в 20 томах, «Эврика» в 300 томах, «Стрела» – 184 книги, более 30 собраний сочинений выдающихся отечественных писателей. История «Молодой гвардии», созданный ею духовный потенциал являются подлинным национальным достоянием. За эти годы выпущено более 2 миллиардов книг.

Восемь десятилетий издательство обеспечивает связь времен духовно, нравственно, идейно. «Подвижничество во имя Отечества!» – девиз издательства.

Осуществив блестящий взлет к вершинам печати, «Молодая гвардия» стала родоначальником юношеского книгоиздания и журналистики в стране. Каждая вторая книга для молодежи и детей в СССР была выпущена с маркой издательства «Молодая гвардия». Издаваемые детские и юношеские журналы составляли девять десятых всей продукции страны.

Молодогвардейские издания образовали некий гигантский трансформатор, бесперебойно питающий молодежь высокой энергией познания. Это газета «Пионерская правда», издаваемая десятимиллионным тиражом, и почти три десятка журналов и приложений.

Практически все, что было выдающегося в отечественной словесности, науке, культуре, искусстве, спорте, государственном строительстве, нашло талантливое отражение на страницах молодогвардейских изданий. Первый космонавт мира Юрий Гагарин – автор «Молодой гвардии», издание своей книги «Психология и космос» подписал за несколько дней до своей гибели. Здесь выпустили свои книги маршалы B. Чуйков, А. Покрышкин, Н. Скоморохов, прославленный летчик И. Кожедуб, чемпион мира по шахматам А. Карпов, знаменитые спортсмены С. Бубка, В. Брумель, В. Харламов, Л. Латынина, А. Тарасов, великие мастера искусств И. Архипова, С. Бондарчук, М. Лиепа, замечательные ученые М. Лаврентьев, А. Окладников, Г. Марчук, Д. Мигдал, А. Берг, Б. Рыбаков, Н. Амосов, Р. Петров и многие другие.

«Молодая гвардия» открыла сотни талантов и писательских имен. Издательство первым оценило редкое литературное дарование Василия Шукшина и Валентина Распутина, опубликовало ранние произведения Василия Белова и Владимира Крупина, Евгения Евтушенко и Андрея Вознесенского. Большинство современных писателей прошло через молодогвардейские творческие мастерские, получив путевку в большую литературу. Здесь публиковались романы и повести М. Шолохова, Ю. Бондарева, М. Алексеева, Ч. Айтматова, В. Астафьева, С. Залыгина, Л. Леонова, В. Быкова, И. Ефремова, В. Пикуля, Ю. Нагибина, Т. Зульфикарова, В. Максимова, А. Солженицына, Ф. Искандера, И. Друцэ, Ю. Полякова, А. Сегеня, А. Варламова, стихи и поэмы Л. Мартынова, Е. Исаева, Р. Гамзатова, Э. Межелайтиса, И. Бродского, Н. Тряпкина, C. Куняева, В. Солоухина, В. Кострова, Ю. Кузнецова, Т. Глушковой и многих других.

Молодогвардейскую книгу можно встретить на прилавках магазинов и полках библиотек Берлина, Софии, Пекина, Токио, Варшавы, Лондона, Нью-Йорка, Гаваны. Бережно хранит наши издания Международная юношеская библиотека под Мюнхеном.

Особое место на этой легендарной полке занимает главный молодогвардейский раритет – знаменитая серия «Жизнь замечательных людей», созданная Флорентием Павленковым в 1890 году и продолженная Максимом Горьким в 1933 году. При жизни основателя серии удалось выпустить 200 биографий. За молодогвардейскую историю «ЖЗЛ» пережила подлинный расцвет – 800 биографий навечно вошли в историю литературы и мир читающей страны. В серии представлены выдающиеся люди всех времен и народов, оставившие глубокий след в истории человечества: Гомер, Аристотель, Рублев, Ломоносов, Шекспир, Толстой, Гете, Достоевский, Маркс, Гегель, Наполеон, Петр Первый, Суворов, Жуков, Есенин, Королев, Чаадаев, Пушкин, Лютер.

В XXI век «Молодая гвардия» вошла с 1000-м выпуском серии – биографией российского ученого с мировым именем Владимира Ивановича Вернадского, объединившего две книжные серии в одну. Это – «…событие в книгоиздательском деле и важная веха в летописи отечественной культуры и просвещения», – отметил Президент РФ В. В. Путин в поздравительной телеграмме коллективу «Молодой гвардии» по случаю юбилейного выпуска «ЖЗЛ».

«Благодаря «Молодой гвардии» этот книгоиздательский проект приобрел масштабы, равных которым нет в международной практике. Без преувеличения, это настоящий «бестселлер» века, знакомый каждому образованному человеку. Ведь Вам удалось привлечь к написанию книг талантливейших мастеров слова. Ими проделана огромная работа, созданы уникальные материалы и редкие документы, раскрыты неизвестные факты из биографий многих выдающихся личностей».

Стальная мускулатура «Молодой гвардии» – мощная типография с полным циклом изготовления книжно-журнальной, газетной продукции на базе современной технологии, гарантирующей европейское качество.

Ее возможности – 20 млн. книг в твердом переплете, 30 млн. книг и брошюр в мягкой обложке, 100 млн. экз. журналов в год; ежедневно 0,5 млн. экз. многоцветных газет объемом 32 полосы покидают цеха предприятия.

Вместе со всей страной «Молодая гвардия» пережила множество потрясений и трансформаций. Десять лет назад трудовой коллектив создал одноименное акционерное общество, преодолел превратности российского рынка, вновь заявляет себя в качестве лидера российского книгоиздания, молодежной журналистики, полиграфических услуг.

Его интеллектуальные, творческие, технические проекты направлены на то, чтобы всемерно и всячески помогать молодежи, обществу, созданию духовных предпосылок становления новой России.

Сегодня издательство «Молодая гвардия», давшее имя акционерному обществу, выпускает новые серии книг: «Проза века», «Живая история: Повседневная жизнь человечества», библиотеку «Литературный пасьянс», библиотеку лирической поэзии «Золотой жираф». В мемуарной серии «Близкое прошлое» выходит в свет книга Георгия Свиридова «Музыка как судьба», где впервые будут опубликованы его записные книжки, в которых он выступает не только как композитор, но и как глубокий мыслитель. В серии «ЖЗЛ» появились книги «Ярослав Мудрый», «Владимир Соловьев», «Розанов», «Деникин», «Савва Мамонтов», «Набоков», «Владимир Высоцкий», на очереди – «Эдуард Стрельцов»…

Мы стремимся к тому, чтобы поиск молодежью глубинного смысла жизни, открытие духовных горизонтов, знание прошлого, милосердие и нравственность нашли свое отражение в молодогвардейских проектах. Ибо «книга – программа будущего».

У СОРОКИ А ХВОСТЕ

НЕ БОЙТЕСЬ КОСМИЧЕСКИХ МИКРОБОВ. Германские ученые не разделяют предположений, что с обломками российской орбитальной станции «Мир» на Землю могли попасть внеземные бактерии. Как считает профессор Райнхард Вирт из Института микробиологии при университете Регенсбурга (Бавария), речь может идти лишь о бактериях и микроорганизмах земного происхождения, которые находились внутри станции. По словам известного ученого, за последние 15 лет во внутренние помещения станции постоянно попадали земные бактерии – вместе с экипажами и доставляемыми на орбиту грузами. Райнхард Вирт считает это абсолютно нормальным и не исключает, что часть этих микроорганизмов может выжить при прохождении фрагментами станции плотных слоев атмосферы.

Исследования, отметил он, показали, что в ближнем космосе внеземной жизни не существует. Поэтому уже после первых космических полетов космонавты перестали проходить карантин по возвращении на Землю. К тому же бактерии, как правило, погибают после получасовой стерилизации при температуре 180 градусов. При прохождении же плотных слоев атмосферы космические объекты раскаляются до тысячи градусов и летят к Земле в облаке плазмы, выжить в которой микроорганизмы не могут. Так что опасаться их не стоит.

БАКТЕРИЦИДНОЕ БЕЛЬЕ ДЛЯ БОЛЬНЫХ И ЗДОРОВЫХ. В техническом университете Мюнхена разработана ткань, предназначенная для пошива бактерицидного белья. Изнанка нового материала покрыта тончайшим слоем серебра, которое уничтожает стафилококки, вызывающие воспаления кожного покрова. Такое белье может быть использовано космонавтами, подводниками, а также больными, страдающими различными заболеваниями кожи.

МИРОВОЙ РЕКОРД ЖАРЫ. В начале августа нынешнего года в Кувейте была зарегистрирована самая высокая температура на Земле в этом тысячелетии. Столбик термометра показал + 51 °C в тени и около 80 градусов на солнце.

СКОЛЬКО ЛЮДЕЙ НА СВЕТЕ. К 2070 году численность населения Земли достигнет максимума в 9 млрд., после чего начнет постепенно уменьшаться. И к концу нынешнего столетия популяция составит 8,4 млрд. человек. Причем 40 процентов из них составят люди старше 60 лет.

ОРАНЖЕРЕЯ В КОСМОСЕ. Китай готовится к запуску очередного искусственного спутника-оранжереи для выращивания растений в невесомости. Как сообщил Лю Лусян, руководитель центра по космическому растениеводству при Китайской академии сельскохозяйственных наук, в ходе экспериментов исследователи надеются получить интересные мутации растений под воздействием космического излучения. С 1987 года Китай провел на орбите опыты уже с 70 видами растений.

С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА
НЛО – фантазии и действительность

(Записки из патентной библиотеки)

О неопознанных летающих объектах слышали все. Многие их даже видели, но, что это такое, не знает никто. Однако рассказы об НЛО давно уже вдохновляют инженеров на создание летательных аппаратов, внешне на них похожих.

В конце войны группа немецких конструкторов под руководством В.Шуманна создала «летающую тарелку», весьма похожую на типичное НЛО (рис. 1).

Работа шла при участии СС. Даже название аппарата « Vrill» -Jagerсодержало в себе название тайного общества «Врилль», в котором состояли высшие чины СС. Ходят слухи, что для создания подъемной силы в аппарате применялась антигравитация. В действительности « Vrill»-Jagerлетал за счет тяги установленного в нем реактивного двигателя. Он мог взлетать вертикально. В полете при помощи специальных рулевых пластин изменялось направление реактивной струи относительно аппарата, и получалась горизонтальная тяга.

Эта процедура сегодня проводится на всех боевых самолетах и называется изменением вектора тяги. Судя по характеристикам имевшихся реактивных двигателей, скорость «Vrill»-Jagerне могла быть более 1000 км/ч. Его первый полет состоялся 19 февраля 1945 года. Аппарат предназначался для защиты городов от американских «летающих крепостей». На нем предполагалось установить мощное вооружение, в том числе 80-мм пушку. При подходе войск противника аппарат был уничтожен.

Есть сведения и о других немецких аппаратах такого же вида. Однако о них ничего, кроме схематических рисунков и очень краткого описания, не сохранилось. Как правило, они представляли собою сочетание дискового крыла с установленными в нем воздушными винтами.

В начале 80-х годов подобный аппарат был построен американским конструктором Моллером (рис. 2).

Как следует из очень скудных сведений, просочившихся в печать, это, в сущности, был многовинтовой вертолет. Каждый его винт устанавливался в отверстии дискового крыла и имел отдельный двигатель. Струи засасываемого винтами воздуха частично растекались по верхней поверхности крыла, создавая дополнительную подъемную силу. Когда мощность всех двигателей была одинакова, машина вертикально взлетала или садилась. Изменением мощности отдельных двигателей можно вызвать наклон аппарата и получить горизонтальную тягу. Судя по прочному ограждению над головой пилота, аппарат был способен опрокинуться при взлете или посадке. Как Моллер решал проблему устойчивости, неизвестно.

Но вспомним про многовинтовой вертолет, который был построен в США и успешно испытан русским конструктором Г. Ботезатом еще в 1923 году (см. ЮТ № 10, 2000.)

На вертолете Ботезата оси винтов располагались наклонно. Так, что их продолжения пересекались в одной точке высоко над аппаратом. В результате машина вела себя как виртуальный маятник на длинном подвесе. Возвращалась к первоначальному положению при любом порыве ветра. Возможно, устойчивость аппарата Моллера и обеспечивается по способу Ботезата.

Целью же этой работы было создание летательного аппарата предельно малых размеров. Это потребовало применения маленьких быстроходных винтов и двигателей большой мощности. Подъемная сила аппарата Моллера всего 2 кг на одну лошадиную силу. Это в два раза меньше, чем у вертолета…

На иных принципах работают «летающие тарелки», предложенные русскими изобретателями в последние годы (рис. З).

Аппарат на основе патента РФ № 2061627 (автор С.М.Иванов) состоит из кольцевого крыла и двух вентиляторов, действующих навстречу друг другу. Потоки воздуха, соударяясь, образуют горизонтальный поток, обтекающий крыло. На крыле возникает подъемная сила. Горизонтальная тяга создается при помощи щитков и заслонок, отклоняющих поток воздуха от нижнего вентилятора.

Аналогичный летательный аппарат по патенту РФ № 2089458 (автор В.И. Воронов) также имеет кольцевое крыло и встроенный в него винтовой вентилятор (рис. 4).

Подъемная сила возникает на крыле, а также в результате обтекания потоком воздуха всего корпуса аппарата.

По-видимому, в обоих случаях кольцевое крыло выполняет основную роль. Но работает оно здесь в иных условиях, чем на самолете. Поток воздуха, обтекающий крыло летательного аппарата Иванова, расширяясь по мере своего движения, замедляет свою скорость возле задней кромки крыла. У аппарата Воронова, наоборот, скорость воздуха по мере уменьшения поперечного сечения потока возрастает.

Сегодня нельзя сказать, какой режим для кольцевого крыла лучше. Вопрос этот требует изучения.

Можно ожидать, что у этих аппаратов будет еще одна особенность. Дело в том, что с задней кромки обычного крыла сбегают вихри. У кольцевого крыла они должны иметь форму замкнутых колец. Подобных тем, что пускают курильщики. Их кольца иной раз пролетают до метра. Но мощность вихревых колец, возникающих у тарелок, будет в миллионы раз больше. Такие вихри очень устойчивы и могут пролетать километры.

А теперь представьте себе, что подобное НЛО зависло над пшеничным полем и обстреливает его вихревыми кольцами.

Стоит ли удивляться, если на нем останется кольцевой узор из примятых колосьев (рис. 5).

Если так, то загадочные кольцевые узоры, временами появляющиеся на полях, дают нам некоторое представление об устройстве некоторых НЛО. А кому эти аппараты принадлежат, пусть читатель решает сам.

Вы, наверное, заметили, что в столь увлекательном деле, как создание рукотворных НЛО, инженеры проявляют слишком мало фантазии по части способов полета. Везде все те же винты да крылья. Это не случайно. Электрические или магнитные поля способны дать лишь ничтожную подъемную силу, которая абсолютно не пригодна для полетов над землей.

Антигравитация? Наука не имеет ни малейшего подхода к ее созданию. Остаются лишь аэродинамические способы. Но именно здесь недавно появилось нечто принципиально новое.

Перед вами описание патента РФ № 2043949 (автор Натанов Э.Е.). Предлагается самолет с вертикальным взлетом и посадкой. Обычно здесь для взлета применяются реактивные сопла или винты. Подъемная сила получается, в сущности, реактивным способом, за счет отбрасывания масс воздуха вниз. Заметим, что точно так же работают и крылья – как прямое, так и кольцевое. Вообще, вся авиация, начиная со времен Леонардо да Винчи, основана лишь на реактивном принципе.

Но в изобретении Натанова все иначе. Подъемная сила создается потоком воздуха, направленным вверх. Значит, реактивная тяга уже ни при чем. Поток использован необычный. По существу, это смерч, полученный в специальном вихревом аппарате. Его устройство ясно из рисунка 6.

Струя воздуха, направленная в аппарат сбоку, закручивается и в виде вихря устремляется вверх. Но согласно закону Бернулли давление в потоке всегда меньше, чем в неподвижном газе.

Поэтому в корпусе вихревого аппарата образуется зона пониженного давления. Рождается подъемная сила, вызванная разностью между атмосферным давлением и давлением в корпусе аппарата. На том же принципе разности давлений внутри и снаружи действуют присоски и медицинские банки.

Вихревой аппарат Натанова как бы втягивает в себя земная атмосфера. Действующая в нем сила равна разности давлений, помноженной на площадь отверстия аппарата. Эта сила велика и может достигать 9 – 10 т на квадратный метр.

Правда, из нее надо вычесть реактивную силу движущихся вверх масс вихря. Но она весьма мала, поскольку мала скорость движения частиц вихря в вертикальном направлении. А только эта скорость и создает паразитную, направленную вниз реактивную тягу.

Дело в том, что линейная скорость вихревого потока очень велика. Но он свернут в спираль, в результате чего скорость движения вдоль оси вихря очень мала.

Аналогичное явление мы наблюдаем при наворачивании гайки на винт. Гайка вращается быстро, но движение ее вдоль винта едва заметно.

Очевидно, вихревые аппараты Э.Натанова можно разместить и на дискообразном крыле. Изменяя соотношение создаваемых ими подъемных сил, можно добиться наклона аппарата и получить горизонтальную тягу. Изображением такого псевдо-НЛО (рис. 7) мы и завершаем наш рассказ.

А.ИЛЬИН

Рисунки автора