Текст книги "Юный техник, 2008 № 08"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

ШКОЛА «ПБ»
Давайте делать… облака!

Способов борьбы с глобальным потеплением предложено немало – и Землю с орбиты сдвинуть, и прикрыть планету специальными орбитальными «зонтиками», и присыпать верхние слои атмосферы пылью, чтобы солнечные лучи сквозь них жгли не так сильно… Есть и новое – увеличить количество облаков.

Эта оригинальная идея пришла в голову профессору Джону Лэтэму из университета Манчестера, когда они с сыном Майком гуляли в горах Северного Уэльса. Подросток обратил внимание, что облака, которые находятся высоко, – светлые, а те, что внизу, – темные. О том и спросил отца. Как-никак профессор должен это знать…

Ученый объяснил, что все облака по цвету одинаковые. Просто те, что вверху, отражают больше света – вот и кажутся белоснежными. А те, что пониже, находятся как бы в тени своих собратьев, света до них доходит меньше, вот они и кажутся темнее.

А пока рассказывал, подумал: раз облака дают тень, то, значит, они несут и прохладу. Ясно ведь, что в знойный день лучше всего прятаться от палящего солнца в тени дерева или под зонтиком. Значит…

Вернувшись с прогулки, Лэтэм присел к компьютеру и посчитал: чтобы остановить начавшееся глобальное потепление, вполне достаточно удвоить количество облаков.

Как это сделать? В поисках ответа профессор провел в раздумьях уже не один день. Но, в конце концов, кое-что придумал.

Представьте себе: идет по морю пароход. Из труб его валит дым, только не черный, а белый. Да и сам пароход не обычный, а плавучая фабрика облаков.

Делают же облака так. Насосы судна качают морскую воду и выбрасывают ее в атмосферу в виде тончайшего аэрозоля. Именно такие крошечные капли и образуют настоящие облака. Причем, как показывают расчеты, для образования более-менее устойчивой облачности, нужно распылять морскую воду со скоростью порядка 50 кубометров в секунду. А выбрасывать ее вверх надо на высоту порядка несколько сотен метров.

«Висkаи» – первый корабль с роторами Флеттнера, который был построен еще в 1925 году. Однако тогда конструкция широкого распространения не получила.

Где недостаток слоисто-кучевых облаков особенно велик, туда и направит флотилию «фабрик облаков».

Ученый поделился своей идеей с коллегой – Стивеном Солтером, профессором университета Эдинбурга. И посетовал: вот, дескать, для работы насосов-разбрызгивателей придется потратить немало энергии. А Солбер предложил использовать для этой цели специально сконструированные суда – яхты с роторами Флеттнера. Тогда насосы будут работать от силы ветра…

Роторы эти, кто не знает, названы в честь изобретателя Антона Флеттнера и представляют собой вертикальные цилиндры с лопастями, вращающиеся под действием ветра. Вращение это можно передать на валы насосов, а сами пустотелые цилиндры заодно послужат своеобразными «дымоходами» для распыляемого аэрозоля.

Так выглядит прототип части турбины, которая должна создавать капли воды для облаков.

Таким образом, судно – «фабрику облаков» – с помощью ветров, словно обычный парусник, можно будет направить в тот или иной район Мирового океана и за пару дней снизить температуру окружающей среды на 5–6 градусов.

Единственный недостаток проекта: для того чтобы такое воздействие на жару было ощутимым, миру понадобится флот, насчитывающий не менее 1000 таких парусных яхт. А каждая стоит порядка 2 млн. долларов. Сумма получается немалая, но все познается в сравнении: ущерб от глобального потепления может оказаться гораздо больше.

Публикацию подготовил Г. МАЛЬЦЕВ

Кстати…

КАК ОТКАЧАТЬ УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ…

Известный своими оригинальными идеями британский исследователь, писатель, эколог и футуролог Джеймс Лавлок предлагает еще один оригинальный способ остановить глобальное потепление, пишет журнал Nature.

Идея Лавлока, предложенная им совместно с директором Лондонского музея науки Крисом Рэпли, заключается в следующем. В Мировой океан нужно погрузить множество труб. Они будут качать из глубин насыщенную питательными веществами холодную воду.

По замыслу ученых, это будет способствовать росту водорослей поверхностных слоев и поглощению ими из атмосферы углекислого газа, главного «виновника» глобального потепления. Предварительные подсчеты показывают, что для решения проблемы предлагаемым методом понадобится от 10 000 до 100 000 труб, каждая – 10 м в диаметре и 100 м в длину.

Кстати, разместить их можно будет на тех же плавучих «фабриках облаков», насосы которых будут выполнять сразу две функции.

Плавучие «фабрики облаков» могут быть разных конструкций.

НАШ ДОМ
Чистая вода

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни; ты – сама жизнь!..»

Так писал об обычной пресной воде известный французский летчик и писатель Антуан де Сент-Экзюпери.

К сожалению, в наши дни его слова верны лишь отчасти. Да, вода – источник жизни; без еды человек может прожить месяц и даже больше, без воды не протянет и неделю. Но вот та вода, что течет ныне в наших реках, а то и из водопровода, зачастую имеет уже и вкус, и запах, и цвет. И все это нас отнюдь не радует…

Каким же образом вернуть воде ее первозданную чистоту? Эксперты ЮНЕСКО при использовании воды из природных водоемов советуют наливать воду в тазик и выставлять на 3–4 часа на солнце. За это время грязь в воде успевает отстояться и осесть на дно, а ультрафиолетовое излучение погубит многие болезнетворные микробы.

То же самое, как ни странно, стоит делать и с водопроводной водой. Во многих регионах нашей страны она, как правило, загрязнена ржавчиной и микробами. Заодно из отстоявшейся воды успеет выветриться хлор, который добавляют в водопроводную воду на большинстве станций очистки. По идее, хлорирование воды убивает в ней часть микробов, но и для человека он не полезен.

Поскольку все мы ныне спешим и многим недосуг ждать, когда вода отстоится, первичную обработку воды можно осуществить с помощью фильтра грубой очистки, который надевается прямо на водопроводный кран. Основа такого фильтра – керамическая губка, проходя сквозь поры которой вода хотя бы очищается от грязи. А потом эту воду обязательно надо прокипятить. Кипячение не только губит микробы, но делает саму воду «мягче», удаляя из нее излишние соли и примеси. Слой накипи, который образуется внутри чайника, как раз и состоит из тех веществ, которые благодаря кипению не попали в наши желудки.

Кувшины со сменными картриджами для очистки воды есть во многих семьях.

Можно покупать воду в пластиковых бутылях. Однако многочисленные проверки показывают, что качество такой воды не всегда отвечает нормам и стандартам.

Иной раз в бутыли просто заливают воду из-под крана, а ту грязь, которая затем скапливается на дне и стенках бутыли, выдают за благородный осадок неких природных солей. Так что, если хотите быть уверены в качестве воды, доводите ее до кондиции сами. Самое простое – пропустить водопроводную воду через фильтр со сменным картриджем типа «Барьер» или иным. При такой очистке удаляется до 95 % остаточного хлора и его соединений; 90 % фенола и его производных; 85 % поверхностно-активных веществ типа стирального порошка и иных моющих средств; 85 % солей тяжелых металлов, попадающих в воду из промышленных стоков; 85 % пестицидов, которые оказываются в грунтовых водах после обработки полей.

Однако имейте в виду, что каждый картридж имеет ограниченный срок действия. Например, в инструкции, что лежит сейчас передо мной, указано, что картридж рассчитан на очистку 500 литров воды, не более. То есть семья из трех человек должна менять его не реже, чем раз в два месяца. Стоимость таких кувшинов-очистителей – около 1000 рублей. Каждый сменный картридж обойдется вам еще в сумму от 300 до 500 рублей.

Фильтр в металлическом баллоне долговечнее, чем в стеклянном.

Еще лучше очищают воду встраиваемые фильтры. Состоят они из специальных емкостей (от 2 до 5 штук), смонтированных на одном пластиковом корпусе, каждая из которых является отдельной ступенью очистки.

Чем больше ступеней, тем чище воду вы получите. Стоят такие фильтры от 1000 до 5000 рублей. Служат они дольше, чем картриджи в кувшинах, но тоже имеют свой ресурс, указанный в их паспорте.

Встраиваемые фильтры состоят из нескольких емкостей и подключаются к водопроводной системе через тройник.

Сравнительно недавно в продаже появились еще более качественные аппараты, функционирующие по принципу обратного осмоса. В дополнение к прочим фильтрам, о которых шла речь выше, здесь добавлена еще особая мембрана, поры которой настолько малы, что проскочить сквозь них могут лишь молекулы воды, а вот микрочастицам солей и прочих вредных примесей через эту преграду просто не пробиться.

Например, в четырехступенчатом фильтре сначала стоит сетка, преграждающая путь более-менее крупным частицам. Затем вода идет через фильтр тонкой очистки (например, слой мелкого песка). После этого слой активированного угля очищает воду от растворенных в ней металлов, и, наконец, мембрана удерживает последние остатки примесей.

Иной раз к системе добавляют еще магнитный фильтр, призванный дополнительно умягчить воду и даже придать ей некие целебные свойства. Некоторые аппараты имеют еще и встроенные электронные датчики, показывающие, сколько воды прошло через систему и не пора ли менять картриджи, а также ультрафиолетовые стерилизаторы, которые представляют собой специальные источники света, которые пронизывают ультрафиолетовыми лучами поток очищенной воды уже на выходе из системы.

Существенный минус прямоточных систем обратного осмоса – высокая цена (около 15–20 тыс. рублей) и довольно низкая производительность (до 200 л воды в сутки).

Накопительные системы, где очищенная вода собирается в специальном баке, несколько дешевле, их можно прибрести за 4,5 – 12 тыс. руб. Цена зависит от количества ступеней и наличия электронных датчиков. Однако сколько бы ни стоили очистители воды, здоровье, наверное, все-таки дороже. А чистая вода, как уже говорилось, – основа не только здоровья, но и самой жизни.

А. ПЕТРОВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

С продукцией фирмы Sunseeker(«Искатель солнца») знаком каждый, кто смотрел 19-й по счету фильм о Джеймсе Бонде – «Всего мира мало». В одной из сцен фильма агент 007 на скорости 50 узлов гонится на скутере за героиней, спасающейся от него на сверхмощном катере « Superhawk-34», предоставленном для съемок фирмой Sunseeker– одним из самых известных производителей катеров и яхт в мире.

Со временем фирма расширила ассортимент продукции, включив в него яхты класса «супер».

Внешне судно выглядит необычно для своих размеров. Но при всей новизне обводов проектировщики постарались сохранить в экстерьере традиции фирмы. Два дизельных двигателя позволяют яхте развивать максимальную скорость 27 узлов. Кроме них, яхта оснащена носовым и кормовым подруливающими устройствами мощностью соответственно 100 и 65 лошадиных сил.

Команда из 8 человек размещается изолированно от 12 гостей, в распоряжении которых изящно отделанные помещения и кухня. Цена яхты около 100 млн. долларов.

Технические характеристики:

Длина яхты… 36,89 м

Ширина… 8,00 м

Осадка… 2,52 м

Водоизмещение… 155 т

Запас горючего… 23,2 т

Запас воды… 4,950 т

Мощность двигателей… 10 940 л. с.

Крейсерская скорость…21 узел

Спальных мест… 12

Недавно американский интернет-сайт, посвященный уходу за собаками, присудил автомобилю Honda Elementзвание «Лучший автомобиль для собак – 2007», отметив, что собакам удобно в него залезать, а хозяевам – чистить салон.

Если же рассматривать машину всерьез, покупателей Honda Elementпривлекает не только оригинальностью дизайна, хотя его трудно назвать красивым, но и удобством и универсальностью. Автомобиль вынослив и очень практичен. В нем используется много пластиковых частей, а потому он меньше боится коррозии, чем автомобили с полностью металлическими кузовами, легче их и экономичнее. Салон автомобиля просторен: его объем при сложенных задних креслах превышает 2 м ³.

У багажника Honda Elementдве дверцы, одна из них открывается вверх, а другая вниз, полностью открывая доступ в салон. Это, видимо, и дало основание любителям собак удостоить автомобиль своей забавной награды.

Технические характеристики:

Длина автомобиля… 4,300 м

Ширина… 1,820 м

Высота… 1,880 м

Дорожный просвет… 175 мм

Снаряженная масса… 1570 кг

Объем двигателя… 2354 см ³

Мощность двигателя… 160 л. с.

Максимальная скорость… 185 км/ч

Средний расход топлива… 14 л/100 км

Время разгона до 100 км/ч… 10 с

Объем бака… 60 л

ПОЛИГОН
Возвращение динозавров

Я уже опытный авиамоделист и построил из готовых наборов немало вполне прилично летающих самолетов. Но надоели готовые формы… Недавно я нашел в подшивке «ЮТ» упоминание о воздушном корабле Понтона д`Амекура, а в одной старой книге мне попался самолет XIX века – с перепончатыми крыльями и хвостом, как у дракона. Вот бы сделать что-то подобное!

Оба летательных аппарата приводились в действие паровыми машинами. В продаже их нет, а как сделать – не понятно, литературы тоже нет.

Евгений Захаров,

г. Барнаул

Конструкции, которые имел в виду Евгений, были красивы. Но реально летала в 1848 г. только модель самолета Хенсона с паровым двигателем, построенная механиком Джоном Стрингфеллоу. Двигатель этой модели сохранился и выставлен в одном из британских музеев. При весе 6 кг он развивал мощность 1 л. с.

Авиамодельные паровые двигатели, эти динозавры авиамодельного мира, серийно пока не выпускаются, любители делают их самостоятельно. Схему вы найдете ниже, а пока напомним устройство парового двигателя.

Двигатель модели Д.Стрингфеллоу.

Состоит он из парогенератора (парового котла) и паровой машины. Расширяясь в ней, пар толкает поршень, а тот, в свою очередь, кривошипно-шатунный механизм. Для простоты и безопасности паровые двигатели моделей обычно работают с сухим насыщенным паром при температуре 150 °C и давлении не более 5 атм. Для одной минуты работы двигателя мощностью 0,25 л. с. – именно такие применяют в авиамоделях – достаточно превратить в пар 140 г воды. По правилам соревнований время работы двигателя модели не должно превышать 15 с, и запас воды в 40–50 г получается по весу вполне приемлемым.

Паровая машина с насосом для подачи воды.

Американский авиамоделист Дэвид Паркер сделал двигатель, состоящий из спирального прямоточного парогенератора, по которому вода прокачивалась при помощи помпы, работающей от вала паровой машины.

Эта машина, настоящее чудо точной механики, имела ход поршня 5 мм при диаметре 5,6 мм. Через замедляющую передачу она вращала винт самолета со скоростью 3200 об/мин.

Помпа имела плунжер диаметром около 3 мм и за каждый ход плунжера подавала в змеевик каплю воды ровно столько, сколько нужно, чтобы получить пар для следующего хода поршня машины.

Моделист Боб Киртлей поставил аналогичный двигатель на радиоуправляемую модель глиссера, развившую скорость 104 км/ч. А его кордовая модель глиссера развила скорость 170 км/ч. Мощность двигателя была столь велика, что оказалось возможным поставить его на прогулочную лодку.

Если вы решите построить паровой авиамодельный двигатель, познакомьтесь с описанием самого простого технологически двигателя Джонсона. Его парогенератор был сделан из стальной трубки длиной более двух метров и диаметром около 5 мм, согнутой в змеевик с наружным диаметром 40 мм и длиной около 120 мм. Змеевик помещался в тонкостенной стальной трубе диаметром 60 мм. От соприкосновения со стенками трубы его удерживали четыре гребенки из листовой стали. Из специального бачка сжатый воздух подавал в змеевик воду.

В трубу была вставлена горелка от портативного примуса.

Запаса воды в 114 г и 57 г бензина хватало на 170 с работы двигателя. Общий вес установки 860 г. Она давала перегретый пар с давлением 4 атм и температурой 200°, что позволяло получить мощность не ниже 200 Вт.

А теперь некоторые технологические подробности.

Чтобы сделать змеевик, нужно заполнить трубку водой и заморозить. Тогда можно делать спираль любого диаметра, не боясь, что трубка сомнется. Бачки для воды и бензина целесообразно сделать из небольших, на 100–200 г, консервных банок от томатной пасты. Для этого нужно проделать в банке два отверстия, удалить через них содержимое и тщательно промыть. В одно из отверстий нужно впаять велосипедный ниппель, в другое – трубочку. Воду и бензин заливают в соответствующие бачки при помощи шприца, развинтив предварительно ниппель.

Парогенератор:

_{1– бачок для воды; 2– ниппель; 3– корпус; 4– змеевик; 5– гребенка;  6– грелка; 7– паровая машина; 8– бачок для бензина.}

Двигатель Паркера.

Для парогенератора необходима двухцилиндровая паровая машина, имеющая и ход, и диаметр поршней равный 16–18 мм. Подойдет схема с качающимися цилиндрами. Вместо шатуна в поршне такой машины жестко закреплен шток, имеющий на конце отверстие для установки на палец кривошипа.

Верхняя часть цилиндра имеет прилив или специальную напаянную золотниковую пластину, отшлифованную на плоскость. В этой пластине сделано отверстие для впуска и выпуска пара.

Подобная пластина установлена и на станине двигателя, но в ней два отверстия. Одно из них служит для подачи пара и соединено с паровым котлом, другое – выпускает пар в атмосферу.

Двухцилиндровая паровая машина.

В одном из положений цилиндра отверстие в его золотниковой пластине совпадает с отверстием в станине, которое соединено с паровым котлом. При этом порция пара попадает в цилиндр и начинает толкать поршень. В другом положении отверстие в золотниковой пластине цилиндра совпадает со вторым отверстием, и поднимающийся поршень выталкивает из цилиндра отработанный пар.

Мы описывали устройство паровой машины (см., например, «ЮТ» № 5 за 2004 г.). Но приведем его для новых читателей журнала еще раз. Самая важная часть паровой машины – цилиндр. Его можно сделать из латунной трубки или новенькой гильзы охотничьего ружья, с гладкой внутренней поверхностью. Перед началом работы полезно в соответствии с диаметром имеющейся заготовки цилиндра сделать на миллиметровке эскиз машины с основными размерами.

Поршень для машины можно выточить на токарном станке из чугуна или прутка арматурной стали. Но можно обойтись и без станка. Вырежьте полоску тонкой жести шириной чуть больше высоты поршня и протяните ее несколько раз вокруг стального стержня, чтобы жесть стала упругой и свилась в кольцо. Отрежьте от нее кусочек, на миллиметр короче длины окружности внутренней части заготовки цилиндра.

Оберните ее бумагой или алюминиевой фольгой и вставьте в будущий цилиндр. Эта операция нужна для того, чтобы впоследствии между цилиндром и поршнем получился микроскопический зазор для смазки двигателя во время работы.

Устройство паровой машины с качающимся цилиндром:

_{1– шток; 2– цилиндр; 3– поршень; 4– золотниковая доска цилиндра; 5– отверстия для впуска и выпуска пара; 6– ось; 7– выпускное отверстие; 8– золотниковая доска станины; 9– впускное отверстие.}

Когда закончите приготовления, начните вдвигать заготовку поршня и пропаивать в ней шов. Постепенно заготовка полностью выдвинется из цилиндра и окажется у вас в руках. На ее наружной поверхности, в районе шва, окажется толстый валик припоя. Опилите его мелким напильником, и у вас получится очень точная заготовка поршня. Припаяйте к ней две крышки и проделайте в них отверстия для установки штока поршня.

Золотниковые пластины следует сделать из ровных стальных или латунных пластин. Припаяйте их к цилиндру оловянным припоем, а затем опилите наружную поверхность мелким напильником и отшлифуйте круговыми движениями на «нулевой» шкурке, положив ее на ровную поверхность, например стекло, и капнув на шкурку каплю масла.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ

ПРОМЫВКА ЗОЛОТА

Приготовь для опыта: фарфоровую миску, пробку, палочку, иголку, клей, песок, кусочек свинца, сосуд с водой.

Приклей палочку к внутренней стороне миски. А снаружи к донышку приклей пробку, в которую воткнута длинная игла. Ось палочки и ось иголки должны быть расположены как можно ближе к центру миски, на одной вертикальной линии.

Насыпь в мисочку песка и брось в нее крошечный кусочек свинца; он затеряется в песке, его не будет видно.

Погрузи весь прибор в воду; держи его вертикально так, чтобы он опирался только на острие иглы. Вода в большом сосуде должна стоять примерно на 2 см выше краев мисочки. Вращай теперь свой прибор, сперва попеременно то вправо, то влево, чтобы крупинка свинца, которая тяжелее, чем песчинки, погрузилась на дно мисочки.

Потом продолжай быстро вращать мисочку в одном направлении. Центробежная сила понемногу выбросит песок прочь, крупинка же свинца останется на дне.

Этот простой прибор устроен так же, как приборы, которыми пользуются золотоискатели для промывки золотоносных песков.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТАНЕЦ

Приготовь для опыта: шерстяную материю, соломинку, мыльный раствор, бумагу, щетку.

Если мыльный пузырь посадить на сухую шерстяную материю, он не лопнет.

Вот на суконной скатерти у нас сидит несколько пузырей. Сухой кусок плотной бумаги натри щеткой, чтобы наэлектризовать его. Поднеси эту бумагу к одному из пузырей. Смотри! Он вытягивается и превращается из шара в яйцо.

Если поднести бумагу еще ближе, пузырь снимется со стола и полетит кверху, как воздушный шар.

Теперь, поднося бумагу поочередно то к одному, то к другому пузырю, заставь их танцевать смешной электрический танец.