Текст книги "Юный техник, 2006 № 08"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 6 страниц)

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Редкий американский роман о полицейских и бандитах обходится без упоминания пистолета GLock, и неудивительно: он быстро завоевал любовь всех, кому приходится пользоваться оружием. Хотя справедливости ради нужно сказать, что он был разработан для австрийской армии в 1980 г. австрийским же конструктором Гастоном Глоком.

Сейчас GLock 17состоит на вооружении армии и полиции Австрии, сил безопасности и полиции около 60 стран, в том числе США, Нидерландов, Норвегии и Швеции. Он легок и прост. Менее чем за одну минуту его можно полностью разобрать при помощи гвоздя.

Техническая характеристика:

Калибр… 9 мм

Емкость магазина… 17 патронов

Вес без магазина… 620 г

Вес заряженного пистолета… 370 г

Длина пистолета… 188 мм

Длина ствола… 114 мм

Начальная скорость пули… ок.350 м/с

Энергия пули… ок. 500 Дж

Метро – транспорт удобный, быстрый и вместительный. Но прокладка его линий обходится дорого, а расстояния между станциями обычно составляют километры. Так что наземный транспорт вполне может составить ему конкуренцию.

Понимая это, в Бразильском отделении компании Volvoразработали на базе хорошо известного в мире автобуса В12 модель, которая, возможно, побьет рекорд вместительности. Длина нового автобуса – трехзвенной «гармошки» составляет 26 м, а ехать в нем разом могут почти 300 пассажиров. Первый заказ на 30 сверхдлинных В12М корпорация Volvoуже получила от крупной бразильской компании общественного транспорта, имеющей автопарк из 4000 автобусов.

Техническая характеристика:

Длина… 26,80 м

Объем двигателя 12 000 см ³

Количество цилиндров… 6

Мощность двигателя… 420 л.с.

Уровень выброса вредных веществ… Euro 3

Вес:

Двухсекционный вариант… 19 т

Трехсекционный вариант… 26 т

Количество пассажиров… до 270

ПОЛИГОН
Чем горячее, тем… прохладнее

Всем известно: для работы настольного вентилятора нужна электрическая сеть или хотя бы батарейка. Но не всегда.

Вентилятор, сделанный студентами технической школы японского инженера Койнш Хирата, о работах которого мы рассказывали в «ЮТ» № 4 за этот год, дает прохладу, получая энергию от свечи.

Инженер К.Хиратас супругой.

Устройство очень изящно с технической точки зрения и при этом отнюдь не бесполезно. Его можно взять в поход и поставить в палатке, использовать в доме на садовом участке, где нет электричества. Если еще учесть, что треть человечества сегодня живет при керосиновых лампах, то вентилятор, работающий от свечи, должен иметь громадный рынок сбыта.

Двигатель вентилятора состоит из двух цилиндров. Один из них, назовем его главным, представляет собою плоскую цилиндрическую коробку. Ее дно подогревается свечой, а верхняя крышка отдает тепло окружающему воздуху. Крышка и дно сделаны из металлов, хорошо проводящих тепло, например, из меди или латуни. Соединяющая их цилиндрическая стенка сделана, например, из материалов, плохо проводящих тепло, стекла или пластика.

На крышке смонтирован силовой цилиндр, поршень которого при помощи шатуна, соединен с одним из кривошипов коленчатого вала. Внутри коробки ходит вытеснитель из пенопласта. Его шток соединен со вторым кривошипом коленчатого вала. Оба эти кривошипа расположены под углом 90° друг к другу.

Вот как двигатель работает. Представим, что в первый момент поршень силового цилиндра находится в нижней мертвой точке (1). При этом вытеснитель, соединенный при помощи шатуна с другим кривошипом, окажется в среднем положении. Воздух под ним будет нагреваться и расширяться. Это заставит поршень силового цилиндра подниматься вверх, совершая работу (2). Вытеснитель при этом начнет двигаться к крайнему верхнему положению, и процесс нагревания пойдет еще быстрее.

Вскоре силовой поршень достигнет своей верхней мертвой точки (3). Вытеснитель при этом опять окажется в среднем положении. (Отметим, что на его движение почти не затрачивается работа, ведь воздух, благодаря зазору, свободно обтекает его кромки.)

Когда вытеснитель окажется внизу (4), начнется охлаждение воздуха через верхнюю крышку цилиндра. Давление уменьшится, и поршень начнет движение к нижней мертвой точке. И так без конца.

Устройство вентилятора:

_{1– пропеллер; 2– коленчатый вал; 3– шатун вытеснителя; 4– муфта; 5– шатун;  6– силовой цилиндр; 7– втулка; 8– вытеснитель}

Самая сложная часть двигателя – главный цилиндр из двух пластин, стянутых болтами с гайками, между которыми зажато пластиковое кольцо диаметром 120 мм. Его можно отрезать от бутылки из-под минеральной воды. Края кольца должны быть идеально ровными и параллельными друг другу, иначе вы не добьетесь герметичности цилиндра. (Для того чтобы аккуратно отрезать кольцо, лучше сделать простейшее приспособление для резки, показанное на рисунке.)

Нижняя и верхняя пластины – крышки главного цилиндра – лучше сделать из латуни или алюминия толщиною 1–2 мм. Применять сталь, особенно нержавеющую, из-за ее низкой теплопроводности не стоит.

Каждая крышка имеет шесть отверстий диаметром 3 мм для болтов, а верхняя – еще два дополнительных. Одно – для втулки, через которую должен проходить шток вытеснителя, другое – для установки силового цилиндра.

В качестве втулки штока цилиндра можно применить отрезок карандаша, из которого удален графитовый стержень. В качестве штока вытеснителя возьмите короткую вязальную спицу. Если ее диаметр окажется больше диаметра отверстия, сделайте из нее так называемое «пушечное сверло». Поставьте его в дрель и на малых оборотах рассверлите отверстие втулки. При аккуратном выполнении этой работы вы получите отверстие, в котором шток будет двигаться легко, но почти без зазора. В качестве смазки можно применить графит от карандаша.

Силовой цилиндр сделайте из куска латунной гильзы от патрона для охотничьего ружья. Если крышка латунная, то гильзу можно к ней припаять. Если алюминиевая – припаяйте к гильзе жестяной фланец и прикрутите к крышке винтами-саморезами.

Поршень лучше выточить на токарном станке, но, если станка нет, можно спаять его из жести. Для этого отрежьте полоску жести и несколько раз протяните ее вокруг гладкого стержня. В результате она приобретет упругость и способность сворачиваться в спираль.

Вставьте два куска такой спирали в гильзу и, постепенно выдвигая, пропаяйте в ней шов. К получившемуся цилиндрику припаяйте крышку, опилите, просверлите отверстие, и у вас получится поршень.

Вытеснитель вырежьте из пенопласта при помощи раскаленной нихромовой проволоки. (Нихром можно взять от старого паяльника.) Схема приспособления для изготовления вытеснителя показана на рисунке.

Поршень и шток вытеснителя, как уже сказано, соединяются с кривошипом при помощи шатунов. Коленчатый вал выгибается из стальной проволоки. Он установлен на жестяных стойках. На одном его конце закрепите подходящий пропеллер. Чтобы избежать продольного сдвига вала, наденьте на него муфты с винтами от детского конструктора.

Отрезание кольца от пластиковой бутылки.

«Пушечное» сверло и его работа.

Изготовление поршня без помощи токарного станка:

_{1– силовой цилиндр; 2– жестяная вставка.}

Схема простейшего станка для резки пенопласта:

_{1– трансформатор 12/220 В с изолированной вторичной обмоткой; 2– нихромовая проволока.}

Этот стирлинг работает от тепла руки.

Вентилятор, работающий от свечи.

…а этому для работы достаточно чашки кофе.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ФИЗИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
Классная дифракция

Казалось бы, стоит присоединить к телескопу микроскоп, и мы получим громадное увеличение, позволяющее видеть самые далекие галактики или гуляющих по Луне ее жителей, если, конечно, они там есть. Это пробовали не раз, но в окуляре прибора появлялись лишь детали изображения, которых в природе нет.

Казалось бы, стоит только добавить к микроскопу несколько линз, и станут видны если не атомы, то вирусы. Но и здесь та же история: появляются какие-то ложные изображения.

Виновато в этом явление дифракции – огибания преграды световыми лучами. Но нет худа без добра. Та же дифракция очень полезна, поскольку позволяет делать красочные наклейки и объемные голограммы, сверхточные химические приборы и антенны радиолокаторов. Так что об этом явлении стоит поговорить подробнее.

Дифракцию света нетрудно наблюдать в опытах. Они описаны в книге: Башкатов М.Н., Огородников Ю.Ф. Школьные опыты по волновой оптике. М., 1960. Вот один из них.

Обычная булавка с колечком укреплена па кусочке дерева и освещена лампой карманного фонаря с расстояния 1–1,5 м. Если на булавку посмотреть через лупу, то станет отчетливо видна дифракционная картина (рис. 1).

Точно так же рассмотрение мелких предметов через микроскоп с очень большим увеличением позволяет отчетливо видеть их дифракционные картины. Они так причудливы, что их нередко принимают за реальные детали, и это иногда приводило к ложным открытиям.

Нетрудно увидеть дифракцию света на круглом отверстии в листе черной бумаги. Для начала сделайте большое отверстие, например, при помощи дырокола. Тогда под лупой будет видна легкая цветная кайма по его краям снаружи. У луча света, выходящего из большого отверстия, дифракционная картина почти незаметна. В большинстве случаев ее можно вообще не учитывать, полагая, что свет распространяется исключительно прямолинейно. Дифракционная картина крохотного отверстия, проколотого в бумаге иглой, гораздо больше, чем оно само (рис. 2). И выглядит как система колец.

Примечательно, что отверстие здесь выступает лишь как источник света с малыми угловыми размерами. Его можно заменить светящейся точкой любого происхождения. Взяв, например, отражение солнца в шарике от подшипника, лежащем на черном фоне, можно увидеть отчетливую картину, состоящую из колец, как дифракция на отверстии.

Отражение солнца в шарике – не что иное, как его оптически уменьшенное изображение. Так, например, в шарике диаметром 3 мм мы видим солнце таким, каким бы оно виделось с очень далекой планеты. Поэтому звезды, находящиеся от нас гораздо дальше, предстают перед окуляром обычного телескопа как крохотные светящиеся точки, при увеличении которых можно видеть лишь их дифракционные картины.

Показать дифракцию целому классу большая проблема. Обычно для этого применяют универсальный проектор. Но во всех опытах получаются большие потери света, поэтому без затемнения они, как правило, не удаются.

Вот как можно показать с помощью такого проектора дифракцию на щели. С помощью установки, состоящей из осветителя с конденсором, двух раздвижных щелей и объектива (рис. 3).

Начнем с того, что развернем лампу на 80–85 градусов, чтобы ее спираль посылала в направлении оси прибора максимум света. Первую щель раздвиньте при помощи регулировочного винта до ширины 1,5–2 мм, установив се в таком месте, где покрывающий ее световой ноток наиболее ярок. Далее поставьте объектив и получите с его помощью четкое яркое изображение щели на экране. Установите за объективом вторую раздвижную щель так, чтобы просвет ее был строго параллелен просвету первой щели.

Теперь – самое интересное. Медленно уменьшите просвет второй щели примерно до 0,02 – 0,05 мм, и вы получите на экране четкую картину дифракции.

При наличии учебного газоразрядного лазера опыты по дифракции можно показывать целому классу почти без затемнения. Желательно лишь избегать попадания в комнату прямых солнечных лучей.

Вот как может быть поставлен опыт. Луч лазера направляется в объектив микроскопа со стороны резьбы. Выходящий из него луч фокусируется на крохотном отверстии. За ним на экране возникает четкая яркая картина дифракции. Если на пути луча лазера поставить дифракционную решетку, на стене можно получить яркое изображение ее максимумов.

Интересный способ демонстрации опытов по дифракции предложен за рубежом. Дифракционная картина, полученная при освещении предмета лампой карманного фонаря или светодиодом, подается при помощи телекамеры на телевизионный проектор и хорошо видна в большой аудитории практически без затемнения, да еще при очень большом увеличении.

А. ВАРГИН

Рисунки автора

Подробности для любознательных

В основе явления дифракции лежит принцип Гюйгенса – Френеля, который гласит, что любая точка, застигнутая фронтом волны, как бы сама становится источником колебаний. Это объяснение легче понять, показав дифракцию волн воды. Для этого применяется специальная волновая ванна с прозрачным дном. Подсветив ее снизу точечным источником света, например, автомобильной лампой, можно увидеть на потолке класса четкую яркую картину волн, бегущих по поверхности воды.

Прежде всего, нужно при помощи вертикально колеблющейся с частотой 10–15 Гц пластины получить параллельный пучок волн. Он покажется в виде узкой, слабо расходящейся дорожки. На рисунке 1 показано огибание этими волнами преграды.

Видно, как, дойдя до преграды, основной поток волн пошел дальше, но та их часть, которая оказалась вблизи нее, дала начало нескольким новым дорожкам волн, или, если так можно выразиться, лучам.

Объяснить это сравнительно нетрудно. Мысленно выделим на гребне волны несколько небольших элементарных объемов воды, а затем проследим за ними. Если любой из них удалить из общей массы воды, то он растечется во все стороны. Но процесс этот своеобразен. Нет нужды напрягать голову, чтобы постичь его суть. Достаточно капнуть из пипетки на ровную поверхность воды и увидеть, как по ней во все стороны побегут круговые волны. Как только гребень волны оказывается срезан преградой, элементарные объемы воды начинают давать вторичные волны, что хорошо заметно на фото. Это дифракция волн воды, ограниченных полуплоскостью.

Особенно ярко проявляется суть процесса при прохождении волны через щель (рис. 2).

Здесь ставшие свободными элементарные объемы воды создают вторичные волны, которые интерферируют между собою. На снимке виден главный поток энергии волн и несколько побочных, полученных в результате интерференции. Если поток волн до щели имел прямолинейные гребни и был собран в параллельный пучок, то после щели главный поток заметно расходится, а гребни его волн имеют круговую форму. Если щель уменьшить, то это расхождение возрастет.

Мы говорили сейчас о вторичных волнах, которые создаются элементарными объемами воды на краю потока. Но такие объемы имеются на всем протяжении гребня волны, и каждый из них постоянно создает вторичные волны. Эти волны интерферируют между собою, что приводит к образованию следующего гребня.

Следует отметить, что первая теория света исходила из того, что пространство заполнено жидким эфиром, а все законы их распространения были навеяны наблюдениями над волновой ванной. Теория Д.К.Максвелла показала, что свет является электромагнитной волной, но и она опиралась на представления об эфире. Сто лет назад по призыву Эйнштейна физики от эфира отказались. Но как следует из проделанного московским профессором В.А. Ацюковским анализа записей экспериментов Майкельсона, Морли и Миллера, эфир двадцать лет спустя, в 1930 году, был обнаружен. Подробнее читайте об этом в «ЮТ» № 2/04.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
«Портрет» радиодетали

«Очень люблю радиотехнику, но не понимаю, что означают на схемах квадратики и другие обозначения деталей…»

Антон Брянский,

Еврейская автономная область

Начинающие радиолюбители часто теряются перед обилием незнакомых обозначений. Поэтому мы решили дать «портреты» внешнего вида и обозначения радиодеталей.

Чаще всего в схемах встречаются постоянные сопротивления – резисторы. Варианты их внешнего вида, условные графические изображения и буквенные обозначения на принципиальных электрических схемах приведены на рисунке 1.

Постоянные резисторы всегда имеют два равнозначных электрических вывода, но могут отличаться цветом корпусов и размерами – чем резистор крупнее, тем большую электрическую нагрузку он способен нести. На корпусе обязательно указывается величина электрического сопротивления, выраженная в омах, килоомах или мегомах, например, «470», «56К», «1,5М».

Цвет корпуса обычно красный или зеленый, это не играет роли. Встречаются резисторы, у которых величина сопротивления обозначена цветным кодом, в виде разноцветных поясков. С такими изделиями начинающему лучше дела не иметь.

Нередко используют переменные резисторы, сопротивление которых можно регулировать выступающей из корпуса осью или рифленым диском (рис. 2). «Переменники» имеют три вывода, но встречаются модели, совмещенные с выключателем питания.

Другая разновидность радиоэлементов – постоянные конденсаторы (рис. 3).

Их основной параметр – величина электрической емкости – обозначается на корпусе в пикофарадах или в микрофарадах, например, «3300» «0,047», Корпуса из керамики или пластмассы могут иметь различные размеры, (форму и окраску, но всегда два равнозначных вывода. Отдельную группу составляют конденсаторы большой емкости – от единиц до сотен и даже тысяч микрофарад, так называемые оксидные, или электролитические; они заключены в металлический корпус цилиндрической формы с указанием величины рабочего напряжения и полярности одного из выводов. Путать полярность при монтаже нельзя. Приведенное значение напряжения относится к цепям постоянною тока; в цепях с высоким уровнем пульсаций следует применять «оксидники» с повышенным номинальным напряжением во избежание перегрева и разрыва корпуса.

Конденсаторы переменной емкости применяются для настройки радиоприемников (рис. 4). В их пластмассовом прямоугольном корпусе содержатся две насаженные на одну ось секции. Их емкости могут изменяться в пределах от 5 до 270 пикофарад. Существуют также так называемые подстроенные конденсаторы (рис. 5) с максимальной емкостью до 15…30 пикофарад. Такие конденсаторы менее долговечны, чем переменные. Для настройки приемника на радиостанцию они не пригодны.

(Продолжение следует)

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Интересно, откуда пошел обычай сочинять и исполнять национальные гимны?

Игорь Масленников,

г. Ставрополь

Еще в античные времена местные барды сочиняли и исполняли торжественные песни и баллады по тому или иному случаю. Обычно это была песнь, восхвалявшая того или иного правителя. Менялись правители, менялись и песни. Но некоторые, наиболее удачные, мелодии оставались, к ним лишь сочиняли новые слова. Со временем эти мелодии становились своеобразной визитной карточкой того или иного города или даже государства.

В новой истории наиболее известна «Марсельеза» – гимн Франции. Сначала она была написана капитаном Клодом де Лиллем как боевая песнь своего полка, но так понравилась французам, что в 1795 году стала гимном всей страны.

В России при разных правительственных режимах в качестве гимнов служили мелодии «Боже царя храни…», «Интернационал», «Патриотическая песнь» М.Глинки… Сейчас, как известно, в гимне России звучит мелодия гимна СССР, написанная А. В. Александровым. Но слова к ней С.В. Михалков написал новые, существенно переработав свой собственный предыдущий вариант.

По ТВ показали слепого горнолыжника, который поставил мировой рекорд скорости, промчавшись по горному склону со скоростью 160 км/ч. Не знаете ли вы, как ему это удалось?

Андрей Коровин,

г. Стерлитамак

Сейчас британцу Кевину Олдертону 34 года. Зрение же он потерял при весьма драматических обстоятельствах. Однажды вечером он возвращался домой с работы и услышал, как девушка зовет на помощь. Кевин отважно вступил в драку с хулиганами, но получил сильный удар по голове, потерял сознание и очнулся в больнице. В результате черепно-мозговой травмы он практически перестал видеть.

Окончательно не пасть духом ему помог один из товарищей по несчастью, рассказавший о том, что незрячие люди тоже могут жить полноценной жизнью и даже заниматься спортом. Так Кевин встал на лыжи. Сначала он ездил лишь по пологим склонам, ориентируясь на команды тренера, передаваемые ему по радио на наушники.

Постепенно техника его становилась все совершеннее, и тогда Кевин поставил перед собой цель: прокатиться со скоростью выше 100 миль в час. В апреле 2006 года он вместе с тренером приехал в Альпы и пошел на рекорд. В конце дистанции Кевин все же потерял равновесие. Однако рекорд все же был установлен.

Впрочем, он не единственный в своем роде. Так, например, самым быстрым шофером среди незрячих считается 33-летний Хайн Вагер из ЮАР. Он развил скорость 269 км/ч на полосе аэродрома, специально приспособленного под трассу таких гонок. Ориентировались Вагер и его коллеги опять-таки по слуху. Вдоль трассы организаторы соревнований расставили звуковые маяки, которые и позволили участникам выдерживать направление движения.

Недавно с удивлением узнала, что поющими бывают не только пески, но и камни. Как такое может быть?

Светлана Алексеева,

г. Витебск, Беларусь

Действительно, такие камни были недавно найдены в Карелии членами экспедиции Международной академии меганауки. Как сообщил руководитель экспедиции Алексей Попов, энтузиасты нашли в 50 км от города Кемь установленный на возвышенности огромный валун, который опирался на своеобразную каменную подпорку. В образовавшуюся щель врывался ветер, и издаваемые при этом звуки действительно напоминали пение.