Текст книги "Юный техник, 2002 № 09"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 6 страниц)

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

В этом выпуске Патентного бюро рассказываем о мягком конструкторе, «летающей тарелке», приспособлении для полива комнатных растений и «долгоиграющей» спичке. Экспертный совет ПБ отметил Почетными дипломами идеи Анны ИВАНОВОЙиз Санкт-Петербурга, Дмитрия ИЛЬИЧЕВАиз Златоуста, Олега ДУГИНОВАиз Минска и Дениса КЛИМЕНКОВАиз Пскова.

МЯГКИЙ КОНСТРУКТОР

«Несмотря на явный интерес, который дети проявили к новой необычной игре, у нас есть несколько замечаний. Прежде всего хотелось бы, чтоб в описании к игре было предложено несколько вариантов ее использования и подробно излагалась последовательность реализации. Игра должна быть обязательно коллективной, а это значит, что одновременно в нее могли бы играть не 1–3 ребенка, а больше.

Очень важно предусмотреть более надежное крепление торцевых частей элементов, а также улучшить их гибкость за счет изменения толщины ткани. И последнее: необходимо предусмотреть все варианты санитарно-гигиенической обработки, так как в детском саду все игрушки ежедневно моются в мыльном растворе и обрабатываются раствором хлорной извести, которая очень быстро обесцветит ткань, из которой выполнены элементы игры».

Мы подробно выписали все рекомендации воспитателей и методистов детского сада № 117 Центрального района Санкт-Петербурга на игру «Мягкий конструктор», предложенную школьницей 9-го класса Анной Ивановой, чтобы вы, заинтересовавшись этой игрой, подсказали бы юной изобретательнице из северной столицы пути ее усовершенствования.

А пока предлагаем вам описание технологии изготовления основных элементов игры, которую Аня Иванова представила на суд экспертов во время последнего слета юных техников и изобретателей в Туле.

Сегодня механические конструкторы – это, как правило, жесткие пластмассовые, деревянные или металлические элементы, из которых по прилагаемым схемам собираются различные объекты. Их ограниченность быстро приедается детям. Потому Аня Иванова, член кружка юных изобретателей Центра технического творчества Санкт-Петербурга, прежде всего и подумала о том, чтобы создать конструктор универсальный, который позволял бы собирать различные объекты не из жестких, а гибких элементов. Кроме того, во время проработки идеи, опробования моделей игры в детском саду к ней поступило пожелание учителей начальных классов школы, где она сама продолжает учебу. Было подмечено, что для части первоклашек большую трудность представляет написание заглавных и строчных букв. Тогда-то и была окончательно сформулирована цель: создать из базовых гибких элементов универсальный конструктор, который позволяет собирать различные объекты не только по готовым схемам (растения, животные, строительные элементы), но и придумывать собственные.

В итоге у Анны получился конструктор, который представляет собой набор из 34 (хотя можно и увеличить количество) деталей. Все они выполнены в виде цилиндриков диаметром 15 мм и длиной 130, 80 и 40 мм. Основной материал – кусочки ковролина. Именно этот материал случайно попал в руки юной изобретательницы, когда в ее доме шел ремонт. Обрезки родители девочки хотели выбросить на помойку, но Аня скрутила из ковролина трубочку и поняла – лучший материал вряд ли подберешь! Осталось только определить размеры прямоугольных кусочков. Высоту Аня определила быстро – это 130, 80 и 40, а ширину пришлось подбирать опытным путем. Главное, в своих рекомендациях автор советует, чтобы в плотно скрученном состоянии диаметр цилиндриков не превышал 15 мм.

Края плотного материала легко прижимаются крупными стежками, выполненными толстыми нитками. Заготовив требуемое количество элементов, далее следовало подумать о том, как сделать их «липкими». Из полосок «липучек» Анна нарезала кружочки диаметром 15 мм и полоски шириной 15 мм и длиной 48 мм. Кружочки она пришила на торцы, а полоски – по периметру цилиндриков. В качестве игрового поля как нельзя лучше подошел прямоугольный кусок ковролина, наклеенный на лист фанеры размером 200x800 мм. Что получилось в итоге, вы видите на фотографии.

Если у вас есть братишка или сестренка и игра Анны Ивановой вам понравилась, сделайте такой конструктор и учтите замечания воспитателей детского сада.

«ЛЕТАЮЩАЯ ТАРЕЛКА»

В самолетах и вертолетах подъемная сила возникает при движении профилированной лопасти винта или крыла в воздушном потоке, при этом набегающий поток воздуха неравномерно обтекает верхнюю и нижнюю поверхности: под крылом создается повышенное давление, а сверху – разряжение.

Дмитрий Ильичев из Златоуста предлагает иной способ создания подъемной силы, применительно к летательным аппаратам. Основывается он на подсасывающем действии струи (см. рис. 1).

Этот эффект широко применяют в технике, например, в струйных вакуумных насосах. Рабочий элемент такого насоса – скоростная струя жидкости или газа, которая захватывает молекулы воздуха, поступающие из откачиваемого объема, и уносит их с собой. При скорости газовой струи выше скорости звука удастся создать глубокий вакуум с давлением до 10 ^-6Па.

Как же представляет работу своего летательного аппарата юный изобретатель? Упрощенно он выглядит как дискообразное крыло, верхняя поверхность которого от центра к периферии обдувается скоростным потоком воздуха (см. рис. 1, 2, 3).

При этом поток захватывает молекулы пограничного слоя воздуха и уносит их с собой, создавая над крылом разряжение. Понятно, что из-за перепада давления над и под крылом создается подъемная сила. Причем, она будет тем больше, чем выше разность давлений и больше площадь летательного аппарата.

Для исследования аэродинамических качеств необычного аппарата Дмитрию пришлось даже изготовить модель со специальной турбиной (см. рис. 5).

Она представляет из себя полый рычаг 3, с одной стороны которого находится центробежная турбина 1, а с другой – исследуемое дискообразное крыло 4. Продувая его различными скоростными потоками воздуха и замеряя при этом величину подъемной силы 5, Ильичев построил график зависимости подъемной силы от скорости воздуха (см. рис. 4).

Из него хорошо видно, что зависимость эта квадратичная. Скорость подаваемого потока воздуха замерялась с помощью самодельной трубки Пито, состоящей из приемника динамического и статического давления. В состоянии покоя «летающей тарелки» давление над и под крылом было одинаково и равно атмосферному. После включения турбины воздушная струя «омывала» верхнюю поверхность крыла с высокой скоростью. Давление на этой стороне по уравнению Бернулли обязательно должно было быть меньше атмосферного. Так и получилось на практике.

Но полученные результаты показали расхождение величины подъемной силы, полученной экспериментально и рассчитанной по формуле, на 39 %. Эту погрешность легко объяснить несовершенством измерительных приборов и некоторым упрощением расчета давления над крылом.

А самым любопытным оказалось, что подъемная сила значительно возрастала при увеличении угла атаки плоскости крыла или после размещения на задней кромке отклоняющих щитков. На рисунках 1, 2 и 3 показаны три изготовленных Ильичевым «тарелки» с разными углами отклонения потока. А на рисунке 4 изображены три графика, по которым видно, что увеличение угла отклонения воздуха приводит к повышению давления под «тарелкой», а значит, и увеличению подъемной силы.

Доказав возможность создания реальной подъемной силы, оставалось найти способ управления горизонтальным полетом. Один из наиболее известных применяется в горизонтальном полете вертолетов. Но существенным недостатком является то, что корпус летательного аппарата необходимо наклонять в сторону движения, что значительно увеличивает лобовое сопротивление. Эту проблему, как считает Ильичев, можно устранить. Для этого крылу необходимо не наклонять нос, а, наоборот, задирать вверх. При таком движении почти весь газовый поток, поступающий от работающего двигателя, направляется в сторону, противоположную движению «тарелки». Остается добавить, что новый летательный аппарат будет иметь следующие качества: корпус и крыло его составляет единое целое, а значит, технологически его проще изготовить; так как крыло имеет форму круга, то при наименьших габаритах у него будет наибольшая площадь; при движении на высотах, не превышающих его диаметр, будет возникать экранный эффект, а если ее уменьшить до нескольких десятков сантиметров, то возникнет эффект воздушной подушки; он может взлетать, как вертолет, летать, как самолет.

ЦВЕТЫ И… КАПИЛЛЯРЫ

Комнатные растения требуют постоянного ухода и полива и без воды просто засыхают и погибают. Поэтому у многих вырабатывается устойчивый рефлекс утром не только умываться и чистить зубы, но и поливать комнатные растения.

Ну, а если дома никого нет? Не всем же удается договориться с соседями, обеспечив своим зеленым жильцам комфортные условия на время долгого отсутствия.

Придумано множество разнообразных устройств для автоматического полива. Но из-за сложности в обслуживании многие так и не нашли применения. Больше того, многие из них, несмотря на солидность источника информации и рекламу, не обеспечивают автоматизации полива. Часто можно встретить конструкции, которые для полива цветов используют устройства типа фитиля – вода поднимается по нему и самотоком стекает в цветочный горшок. Здесь, как известно, используется капиллярный эффект.

Но если фитиль или другое пористое тело впитывает воду и она поднимается по капиллярным каналам на значительную высоту, то так просто обратно захваченная влага не отдается. Вот почему, как бы ни загибали верхний конец капиллярного канала, влага из него не потечет. В некоторых случаях это и не нужно. Например, в керосинке или керосиновой лампе. Здесь жидкое топливо смачивает ткань фитиля и за счет капиллярных сил поднимается вверх, где и сгорает в пламени. При этом сам фитиль почти не горит – его задача поставлять топливо в зону горения.

А что же делать с поливом? Предложений по использованию капиллярного эффекта в наше ПБ поступает много. Но вот совершенно неожиданную идею получили от Олега Дугинова из белорусской столицы. Юный изобретатель предлагает капилляр из марлевого жгута 2поместить внутри резиновой трубки 1, нижний конец которой опустить в воду, а верхний загнуть и поместить в землю цветочного горшка 4.

Будет ли работать такое устройство? Будет, если создать условия для плотного соприкосновения двух пористых сред – капиллярного жгута из марли и пористой среды в виде почвы в цветочном горшке. Тогда будет происходить естественная передача влаги из одного пористого тела в другое за счет капиллярных сил и подпитки влагой почвы для компенсации испарения. А количество поднимаемой таким способом влаги – производительность капиллярного насоса – будет зависеть от длины и диаметра трубки, а в большей степени от свойства пористого тела.

Не надо забывать, что как только контакт капилляра-подъемника с капилляром-почвой нарушится или даже просто ухудшится, подача влаги снизится или даже прекратится полностью. Поэтому за этим местом системы нужно следить постоянно. Землю вокруг жгута надо периодически уплотнять, чтобы жгут не оголялся – резиновая оболочка должна всегда немного заглубляться в почву.

«ДОЛГОИГРАЮЩАЯ» СПИЧКА

Обычная спичка горит недолго, да и загасить ее нетрудно. Но у туристов и рыбаков, охотников и путешественников нередко возникает необходимость в таких спичках, которые бы не так легко можно было загасить. Нельзя не отметить, что подобные спички уже давно выпускаются для моряков. Они горят даже в мокром виде. Состав их довольно сложен и содержит такие химические компоненты, которые не боятся влаги. А вот Денис Клименков из Пскова прислал нам свой проект спички, которую он назвал «долгоиграющей». По расчетам и из практических результатов спичка Дениса горит больше десяти минут.

Технология изготовления «долгоиграющей спички» проста, а потому доступна каждому. В качестве основы используются хорошо высушенные спички из плотной древесины – тонкие, трещиноватые и кривые для изготовления не подходят. Денис предлагал обматывать стержень спички швейными нитками, а затем погружать их в расплавленный парафин.

Наверное, лучших результатов можно достичь, предварительно напарафинив нитки. Обычные толстые швейные хлопчатобумажные нитки (чем меньше номер – тем лучше) парафинят таким же способом, каким сапожники раньше вощили дратву для обуви и она не боялась воды. Для этого нитку протягивают несколько раз через кусок парафина. От трения ее поверхность пропитывается тонким слоем. И далее такой ниткой плотно, виток к витку, обматывают стержень спички, оставив головку снаружи.

Только после такой подготовительной операции заготовки «долгоиграющих спичек» погружают в расплав парафина. При этом пропитываются не только нитки, но промежутки между ними. Избыток парафина сам собой стекает.

Конечно, серную головку нужно очистить от застывшего слоя парафина, хотя сам по себе он не мешает воспламенению состава, но сильно засаливает поверхность, о которую спичку зажигают. Надо учитывать, что у спички, предложенной Денисом Клименковым, есть один существенный недостаток. Расплавленный парафин с горящей спички может попасть на руки. И хотя температура плавления парафина невысока – все равно это неприятно. Вот почему толстый слой парафина наносить на саму спичку не следует – все равно это не увеличит времени ее горения. А вот увеличив толщину нитяной намотки, а также обернув спичку в плотную бумагу, можно в некоторых пределах увеличить и время ее горения.

Выпуск ПБ подготовили: М. ВЕВИОРОВСКИЙи В. ЗАВОРОТОВ

ПУТЕШЕСТВИЕ ПО ВСЕМИРНОЙ ПАУТИНЕ
Файкина записная книжка

Итак, наш первый сайт создан. Но пока просматривать его можно только на вашем компьютере (или на том, куда вы принесете свои файлы на дискете). А чтобы сайт смогли увидеть другие посетители Интернета, нужно разместить все его файлы на диске одного из Интернет-серверов.

Итак…

• Если у вас есть знакомый владелец или администратор такого сервера (например, в школе), можно попробовать договориться с ним и даже попросить его помочь скопировать на диск сервера принесенные вами на дискете или присланные по электронной почте файлы и каталоги. Тогда они сразу «попадут в Интернет», а администратор сообщит вам адрес размещения вашего сайта, который вы сможете раздавать всем своим знакомым (правда, возможно, он будет довольно длинным). Если вы захотите потом что-нибудь изменить в своем сайте, вам снова потребуется помощь того же администратора, чтобы записать исправленные файлы вместо старых.

• Если вы пользуетесь доступом в Интернет через какого-либо провайдера, то загляните в текст договора с ним или в проспект со списком предоставляемых услуг – многие провайдеры предоставляют своим клиентам место для размещения сайта и его URL-адрес (иногда за небольшую дополнительную плату).

• И наконец, в любом случае вы можете сами попытаться зарегистрировать свой сайт на одном из бесплатных общедоступных серверов, например, www.narod.ru.

В двух последних случаях все работы по размещению файлов своего сайта на диске сервера вы должны будете сделать сами; впрочем, это не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

РЕГИСТРАЦИЯ

Чтобы зарегистрировать свой сайт, надо посетить главную страницу сервера (ввести в браузере его адрес, например, тот же www.narod.ru), отыскать на ней гиперссылку «Регистрация», «Зарегистрировать сайт» и пр. Иногда регистрация сайта производится автоматически, когда вы регистрируете себе бесплатный почтовый ящик, как, например, на сервере www.chat.ru.

Далее на экране вам будет предложена анкета (иногда после того, как вы ознакомитесь с правилами и щелкнете на соответствующую кнопку или ссылку, что вы согласны с ними), которую надо заполнить. При этом вы сами придумываете себе «логин» (обычно он же становится и первой частью адреса создаваемого сайта, например, если вы выберете «логин» fajka, то адрес будет: fajka.narod.ru) и пароль, по которому позже будете получать допуск к любым изменениям на своем сайте. Конечно, «логин» желательно выбрать таким, чтобы он соответствовал тематике сайта или, например, вашей фамилии. Но может статься, что такой «логин» уже кем-то занят.

Тогда компьютер сообщит вам об этом и снова вернет анкету на повторное заполнение – в этом случае попробуйте придумать какой-нибудь другой «логин». Получив же сообщение об успешной регистрации, желательно сразу записать себе на память свои «логин», пароль и окончательный адрес сайта.

РАЗМЕЩЕНИЕ САЙТА

Чтобы теперь поместить созданные вами файлы (локальную копию сайта) в отведенное вам при регистрации место на диске сервера (или, как говорят, «выгрузить» ваш сайт в Интернет), нужно выполнить операцию копирования этих файлов с вашего жесткого диска через сеть на диск сервера.

Самый простой способ – воспользоваться протоколом FTP.

Для этого лучше всего установить на своем компьютере файловую оболочку FAR (это более удобный аналог популярной когда-то Norton Commander или Volkov Commander).

Чтобы соединиться с вашим сайтом, достаточно ввести в командной строке текст: ftр://[логин]: [пароль]@[адрес сервера]. Например, для сайта с «логином» avanessи пароля доступа к нему ronaldна сервере www.narod.ru вводится строка: ftp://аvaпess:roland @ ftp.narod.ru а на сервере www.chat.ru – строка: ftp://avaness:[email protected]

После успешного соединения на текущей файловой панели («половинке» окна оболочки) откроется перечень уже имеющихся на вашем сайте файлов и каталогов (сначала он будет пустым). Если нужно, раскройте в нем требуемый вложенный каталог (каталоги). Внимание! Так как содержимое этой панели соответствует удаленному диску, оно может обновляться с заметными задержками.

Теперь на соседней файловой панели нужно раскрыть каталог вашего жесткого диска (локального), в котором хранятся файлы и каталоги вашего сайта. Выделите в нем нужные файлы (а также, если нужно, каталоги), нажмите клавишу F5(«копировать») и подтвердите ваши намерения несколькими нажатиями на клавишу Enter. При копировании в отдельном окне индицируется время (прошедшее с начала пересылки и, через косую черту, требуемое для окончания пересылки) для текущего файла и для всех копируемых файлов вместе, а также объем уже переданной информации – общий объем и количество уже скопированной информации в процентах. По окончании копирования файлы и каталоги появятся в списке содержимого удаленного диска. Операции их переименования, перемещения, удаления выполняются так же, как и для локального диска.

Рубрику ведет Дмитрий УСЕНКОВ,

старший научный сотрудник Института информатизации образования РАО

Прочитать более подробно о пересылке сайта с помощью оболочки FAR, а также о возможности пересылки его отдельных файлов через браузер при помощи имеющейся на некоторых серверах интерактивной формы можно в книге: УСЕНКОВ Д.Ю.Уроки Web-мастера. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Модификация автомобиля «Жигули» «ВАЗ-2105», пожалуй, наиболее популярна у широких слоев населения благодаря вместительному багажному отсеку, который можно еще и увеличить, сложив задние сиденья. В освободившийся объем свободно помещается, например, холодильник или некоторые элементы мебели. Довольно мощный двигатель от модели «ВАЗ-2103» обеспечивает автомобилю хорошие динамические характеристики. Кстати, и сегодня, несмотря на обилие иномарок, эта модель популярна, даже из вторых рук.

Техническая характеристика:

Тип кузова… универсал

Масса снаряженного автомобиля… 1020 кг

Полезная нагрузка… 455 кг

Тип двигателя… BA3-2103 (4 цилиндра)

Рабочий объем двигателя… 1,45 л

Мощность… 71,4 л.с.

Расход топлива… до 9,8 л/100 км

Максимальная скорость… до 143 км/ч

Это спасательное судно было сконструировано для открытого моря с целью нахождения потерпевших аварию самолетов и спасения их экипажей. Кодовое название этого судна сначала было U 33(«У 33»), позже переименованное в HUGO ECKENER(«ХЬЮГО ЭКЕНЕР»). Первое плавание состоялось в 1982 году, но до сих пор это судно служит и как спасательное, и как поисковое, для чего на его борту имеется все необходимое; кроме того, судно постоянно модернизируется.

Техническая характеристика:

Водоизмещение… 488 т

Длина… 37 660 мм

Ширина… 8200 мм

Осадка… 3000 мм

Двигатель… 1 DM В (1 дизель-мотор)

Марка… «8 NWD 36А1»

Мощность… 415 кВт

Скорость… 10,5 узл./ч

* * *