Текст книги "Юный техник, 2010 № 12"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ ЮНЫЙ ТЕХНИК
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 12 декабрь 2010

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
На чем поедем завтра?

Чтобы получить ответ на этот вопрос, десятки тысяч людей пришли на Московский международный автосалон, проходивший в выставочном комплексе «Крокус-Сити». Здесь, в огромном зале, занимающем площадь 8 футбольных полей, около 80 фирм из 12 стран мира выставили свыше 600 своих лучших автомобилей. Среди прочих посетителей на выставке побывал и наш специальный корреспондент Станислав ЗИГУНЕНКО. И вот что там увидел.

Проект R90

В первую очередь мне, конечно, хотелось посмотреть на наши российские новинки. Тем более что накануне открытия автосалона наши специалисты пообещали представить на суд зрителей 50 отечественных премьер!

Хотя бы по этой части мы должны были превзойти зарубежных конкурентов, которые все вместе смогли представить лишь 9 мировых и 6 европейских новейших разработок.

Увы, даже отыскать российскую экспозицию среди десятков других оказалось не таким уж простым делом.

Лишь через час блужданий среди многочисленных «мерседесов», «фордов», «ауди» и «порше» мне удалось набрести на сравнительно небольшую стайку отечественных автомобилей.

На первый взгляд особо среди прочих новинок они не выделялись. Да и на второй – тоже. Перед моими глазами снова оказались слегка подновленные «Лады». Несколько особняком среди них выделялась машина, на шильдике которой значилось «Проект R90». Перед ней стоял главный конструктор ОАО «АвтоВАЗ» С.А. Курдюк и, глядя в око телекамеры, описывал достоинства данной конструкции.

В рекламном проспекте тоже значилось, что посетителям представляется стильный, просторный, практичный, комфортный и безопасный автомобиль, спроектированный по последнему слову науки и техники. Однако в том же буклете мелким шрифтом было приписано, что вся информация носит исключительно рекламно-ознакомительный характер и приведенные технические данные не являются окончательными. Кроме данных о геометрических размерах автомобиля (4450x1740x1632 мм), массе (1740 кг), объеме двигателя (1,6 л) и количестве посадочных мест (5), не приводилось никакой конкретики.

Неизвестно даже, какую скорость будет развивать совместное детище ВАЗа с альянсом Renault – Nissan.

Из других новшеств, которые добавили наши конструкторы в свои разработки, можно отметить разве что наличие в «Ладах» навигационной системы ГЛОНАСС/GPS с цветным дисплеем. Представлена была и модернизированная версия LADA Priora CNG, горючим для которой, наряду с бензином, является сжатый природный газ (метан).

Многоликая «Газель»

Несколько больше порадовала Группа ГАЗ, которая представила дальнейшую модификацию всем известной «Газели» – «ГАЗель-Бизнес». В машину внесено более 20 конструктивных и 130 производственно-технологических изменений в системах, агрегатах и узлах автомобиля, которые улучшили ее внешний вид и интерьер, а также комфорт в кабине.

Кроме того, у покупателя появилась возможность выбрать машину с дизельным, бензиновым или биотопливным двигателем. Последний способен работать как на бензине, так и на биогазе.

Причем изобретать велосипед наши конструкторы не стали. Высокий уровень надежности модернизированных автомобилей «ГАЗель-Бизнес» гарантирован ведущими мировыми производителями компонентов. Рулевое управление, амортизаторы, сцепление и тормоза нам поставляет Германия, радиатор – Япония, кардан – Турция, подшипники – Швеция. В итоге гарантийный срок увеличен до 80 000 км (на основные узлы до 100 тыс. км), а ресурс автомобиля рассчитан на 300 000 км пробега.

Значительно повышена и безопасность. За счет применения тормозной системы BOSCH и рулевого управления ZF улучшена управляемость, сократился тормозной путь. Повышена устойчивость автомобиля на дороге, благодаря новым амортизаторам и модернизированной передней подвеске. Для улучшения обзорности в сложных погодных условиях установлены более мощные стеклоочистители с электромотором BOSCH и обогреваемые зеркала.

Использование дизельного двигателя Cumminsс ресурсом до 500 тыс. км и модернизированных элементов трансмиссии повышает надежность и срок эксплуатации автомобиля.

Школьные автобусы и прочие спецмашины.

Поглазев на «Газели», я отправился искать еще одну новинку, о которой уже был наслышан. А именно новые школьные автобусы, которыми планируется снабдить каждый район, каждую школу. И опять-таки поиски завершились успехом не сразу. Среди множества машин обнаружился лишь один автобус с надписью «школьный» на борту. И стоял он почему-то в ряду других микроавтобусов специального назначения, которые демонстрировала производственно-коммерческая фирма «Луидор».

Базируется она в Нижнем Новгороде и занимается, по словам регионального менеджера по продажам, производством и продажей автобусов и спецтехники на импортном шасси. А потому украшен был школьный автобус фирменным знаком «Мерседеса».

Слов нет, автобус хороший, имеет удобные сиденья, стеллаж для ранцев, отопление… Непонятно только, почему автобусы для наших школьников изготавливает фирма, основной специализацией которой, как значилось в рекламе, является изготовление транспорта «для агентов 007»? Ведь ни пуленепробиваемый салон, ни особо мощные прожекторы, ни громкоговорящая установка школьникам не нужны… Кроме того, все импортное, как всем нам хорошо известно, стоит гораздо дороже отечественного. Так, может, переоборудовать в школьные автобусы те же самые «Газели»?..

Гибридный BMW

Сегодня все большее количество автомобилей возят с собой собственные электростанции в виде генераторов, приводимых в действие бензиновым или дизельным мотором.

Так называемые гибридные силовые установки берут все лучшее от обоих моторов – ДВС и электрического.

Достоинство первого – в удобном энергоносителе (жидком топливе, занимающем немного места), а второго – в выдающихся характеристиках (высокий крутящий момент электродвигателя позволяет обойтись без коробки передач).

Один из таких гибридных автомобилей продемонстрировал на выставке знаменитый немецкий концерн BMW Group. «Мы рады представить в этом году самые последние новинки компании в сфере дизайна и технологий», – сказал президент BMW Group Россия Петер Кроншнабель.

Впервые гибридный седан бизнес-класса BMW Active-Hybrid5-й серии был показан на Женевском автосалоне в 2010 году. И вот он уже демонстрируется и в России.

Система привода состоит из бензинового 6-цилиндрового двигателя, 8-ступенчатой автоматической коробки передач и электродвигателя, который, оказывая поддержку бензиновому двигателю при старте, дает отличную динамику разгона. Кроме того, электротяга позволяет двигаться в городском потоке без вредных выбросов, благодаря отключению двигателя внутреннего сгорания при остановке на светофоре, перекрестке или в пробке.

1.  «Сердце» современного автомобиля – ДВС.

2.  Современные автомобили делают в основном промышленные роботы.

3.  Без мотоциклов современная молодежь обойтись уже не может.

4.  Для привлечения посетителей один из автомобилей разрезали, чтобы каждый мог видеть, как он устроен.

ИНФОРМАЦИЯ

ГОСПРЕМИЯ ЗА КАТАЛИЗ. Директор Института катализа Сибирского отделения РАН академик Валентин Пармон удостоен Государственной премии России за разработку новых эффективных катализаторов для получения нефтепродуктов.

Предполагалось, что разработка новых катализаторов принесет примерно впятеро больше прибыли, чем затраты на научные исследования. В итоге же вышло, что каждый рубль, вложенный в науку, принес уже 17 рублей прибыли.

Теперь ученые работают над способами получения моторного топлива из растительного сырья. Ведь дешевой нефти по разным оценкам осталось на планете на 10–15 лет, но Россия богата лесами. Причем примерно половина древесины идет в отходы при переработке. Вот эти отходы и могут стать источником топлива в будущем. Кроме того, источником сырья могут стать и новые плантации быстрорастущих деревьев.

ЗОНДИРОВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. Интересное применение физическим приборам в медицине нашли специалисты нижегородского Института прикладной физики. Вот что рассказал директор этого научного центра, академик Александр Литвак.

«Мы занимаемся оптическими системами диагностики, – сказал он. – Наглядно пояснить суть дела можно на таком примере.

Если послать прожекторный луч в туман, то он быстро рассеется. То же произойдет, если послать оптическое или инфракрасное излучение в ткани человека. Однако, если использовать излучения очень короткими импульсами – длиной в микроны – и регистрировать отраженные сигналы, то можно определять плотность тканей на разной глубине. Так можно получить карту распределения плотности тканей, диагностировать заболевания кожи. А используя зонд, можно произвести диагностику, например, поверхности желудка»…

Принцип оптической когерентной томографии ныне все шире применяется в медицине. Физики сотрудничают с клиниками и научными медицинскими институтами как в Нижнем Новгороде, так и в Москве.

КУДА ПЛЫВУТ МАТЕРИКИ?Вот что рассказал об этом вице-президент РАН, академик Николай Лаверов.

– С помощью системы космической навигации нам удалось измерить направление и скорость перемещения континентов, а также провести некоторые другие измерения. Например, установлено, что Восточная Сибирь движется в направлении к Японии, Японские острова уходят в океан, а Америка движется поближе к Евразии.

Кроме того, измерения скорости роста Эльбруса и скорости сжатия Кавказского хребта дают возможность судить о грядущих переменах в этом регионе, в частности, о возможных вулканических извержениях и сейсмических подвижках.

Сейчас точно установлено, что за последние десятки тысяч лет Кавказский хребет определенно стал длиннее, зайдя частично в Черное море, а частично в Каспий. При этом определена и скорость, с которой происходят такие изменения – порядка 1 см в год.

Таким же образом можно определить, расширяется ли Атлантика, насколько быстро растет Байкал и превратится ли он когда-нибудь в новый океан.

СОЗДАНО В РОССИИ
Суперкомпьютеры Сарова

Вы бы, наверное, удивились, узнав, что с помощью домашнего персонального компьютера можно предсказывать погоду за несколько суток, прогнозировать устойчивость того или иного здания в случае землетрясения, даже смоделировать полет еще не существующего на самом деле самолета или космического корабля.

«Таких компьютеров пока нет, но они вскоре появятся», – обещают сотрудники ВНИИ экспериментальной физики (ВНИИЭФ), расположенного в городе атомщиков Сарове. Именно здесь созданы первые образцы компактных суперкомпьютеров с невиданными ранее возможностями.

Мы уже вкратце рассказывали вам (см. «ЮТ» № 9 за 2010 г.) о таких конструкциях. Но сегодня у нас есть возможность предоставить нашим читателям более полную информацию об этой интересной разработке.

Производительность такой машины – 1 терафлоп. Это означает, что она способна выполнять 1 триллион арифметических операций в секунду и относится к классу малых суперкомпьютеров. Для пользователей обычных ПК поясняем – такая машина может одна заменить сразу 50 персональных компьютеров. На компьютерном сленге такие устройства называют «числодробилками».

Ныне суперкомпьютер уже можно, в принципе, разместить и дома.

Устройство компактного суперкомпьютера позволяет легко перемещать его с места на место.

Используются они для работы с очень большим количеством вычислений, например, для моделирования взрывов и погодно-климатических изменений на планете. Кстати, этим «числогрызы» отличаются от серверов и мейнфреймов, которые способны решать задачи попроще – обслуживать большие базы данных или одновременно работать с множеством пользователей.

Стоит такая машина пока 1,6 млн. рублей. Но при серийном производстве может сильно подешеветь. Машина очень компактная, с универсальным аппаратно-программным комплексом вычислений и не требует для эксплуатации дорогостоящих инженерных систем. Кроме того, эта машина потребляет мало энергии и не сильно шумит. По задумке производителей, она будет представлять собой повседневный инструмент для основной массы конструкторов и технологов, для проведения многовариантных модельных расчетов, при проектировании деталей и узлов сложных технических систем.

ОАО «Компания «Сухой» уже несколько лет пользуется услугами стоящего во ВНИИЭФе суперкомпьютера. А недавно для них сделали еще один, персональный. И самолетостроители не сомневаются, что это усилит их конкурентоспособность на мировом рынке, ускорит проектно-конструкторские разработки новых самолетов. Кроме того, такие машины позволят оперативно решать задачи гражданской авиации, связанные с чрезвычайными ситуациями – например, посчитать, как лучше всего произвести аварийную посадку того или иного лайнера с невыпущенным шасси.

Созданный в Сарове образец компактного суперкомпьютера – лишь первый этап президентской программы по созданию в России суперкомпьютеров различной производительности. Во ВНИИЭФе до конца 2010 года обещают изготовить еще 14 суперЭВМ для предприятий атомной отрасли, «Гидропресса», а также предприятий Роскосмоса, КамАЗа, авиастроительного объединения «НПО «Сатурн» и других организаций.

Саровские суперЭВМ выгодно отличаются от предыдущих аналогов по уровню шума и энергопотребления – при работе они шумят как обычный электрокипятильник и энергии потребляют столько же – 2,5 кВт. Такое стало возможным во многом благодаря оригинальной системе охлаждения, изобретенной в Сарове. Она не пневматическая, как обычно, а жидкостная, куда более эффективная.

Повышенный интерес государства здесь понятен: без развития высокопроизводительных вычислений Россия вряд ли будет способна на технологический прорыв. По данным НИИ системных исследований РАН, совокупные мощности российских суперЭВМ в гражданском секторе экономики составляют всего 215 терафлоп, в то время как в США – 10 407 терафлоп.

Наши ученые разрабатывают не только малые и средние (от 1 до 5 терафлоп) суперкомпьютеры. ВНИИЭФ – один из ведущих центров разработки суперкомпьютерных технологий. В Сарове они начали развиваться ускоренными темпами в начале 90-х годов прошлого века.

В ВНИИЭФе, разрабатывают программное обеспечение («Сократ», «Логос», ЛЭГАК ДК) для суперкомпьютера мощностью 1 петафлоп (тысяча триллионов, или квадриллион, операций в секунду). Такую махину изготовят к 2011 году в рамках оборонного заказа, но использоваться он будет и в других отраслях. На ее разработку государство выделяет нешуточные деньги – около 2,5 млрд. рублей.

Обычные суперкомпьютеры требуют для своего размещения отдельных зданий с большими залами.

Сейчас Россия находится на 12-м месте в рейтинге 500 наиболее мощных супервычислительных систем. Самый мощный на сегодняшний день компьютер в России – Lomonosovв МГУ (350 терафлоп). Возможно, внииэфовский «петафлопник» приблизит нашу страну к вершине мирового рейтинга. Ждать осталось не долго.

В. ВЛАДИМИРОВ

Кстати…

КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОНВЕЙЕР

Сегодня лидер в сфере суперкомпьютеров – США. Включилась в гонку и Европа, здесь уже действуют программы по созданию виртуальных самолетов, вертолетов, электростанций, реактивных двигателей и т. д. Подсчитано, например, что для создания виртуального самолета, включая проверку его аэродинамики, нужен суперкомпьютер мощностью в 1 млн. терафлоп. И американцы предполагают создать такой компьютер к 2025 году.

Для создания компьютерной модели автомобиля достаточно «всего» 100 терафлоп, а то и менее того. К примеру, фирма «Ауди» недавно купила 39-терафлопную машину для моделирования столкновения автомобиля с препятствием. А БМВ вместо постройки аэродинамической трубы для испытаний нового болида «Формулы-1» приобрела суперкомпьютер в 12 терафлоп.

Недавно включилась в суперкомпьютерную гонку и Россия. Чем же наша обычная персоналка отличается от «супера»? Конечно, мощностью. Но не только. Суперкомпьютер решает задачи не так, как персоналка, которая напоминает школьника. Тот пишет контрольную по математике, двигаясь к ответу последовательно, шаг за шагом. Суперкомпьютер действует иначе. Кстати, его прообраз впервые появился, когда советские специалисты стали рассчитывать первую атомную бомбу.

«Задача была столь сложна, что, если бы ее, как обычно, стали решать последовательно, шаг за шагом, на это ушли бы многие годы, – рассказал кандидат физико-математических наук, лауреат Государственной премии Юрий Смольянов. – И тогда задачу разбили на части, дали каждую часть девушке-расчетчику с арифмометром и стали решать задачу параллельно».

Такой метод используют в суперкомпьютерах. Только роль девушек-расчетчиков в них выполняют процессоры, аналогичные нашим персональным компьютерам.

Однако просто соединить в сеть десятки или сотни процессов, общая цена которых переваливает за миллиард долларов, недостаточно. Нужно еще и научить эти процессоры работать в одной команде.

И тогда наши программисты решили создать этакий вычислительный конвейер из множества специализированных простеньких процессоров, каждый из которых умеет выполнять лишь несколько определенных действий. Примерно так каждый рабочий на автомобильном конвейере выполняет 1–2 несложных операции.

Но конвейер движется быстро, людей на нем работают сотни, и все вместе они за час, а то и меньше собирают готовый автомобиль.

Так и параллельный суперкомпьютер. Каждый процессор выполняет свою работу за ничтожные доли секунды, а все вместе они решают за час такую задачу, на решение которой на обычном компьютере понадобились бы недели, а то и месяцы работы.

Впрочем, для хорошей работы такого суперкомпьютера недостаточно, чтобы каждый из его процессоров быстро выполнял свою операцию. Нужно еще, чтобы процессоры быстро перебрасывали друг другу итоги своих вычислений. И вот тут-то, оказывается, самое узкое место современных «суперов». Выигрыш в счете частично теряется в соединительной сети. Российские ученые придумали такую сеть, где информация движется почти с такой же скоростью, как считают процессоры. То есть, по существу, ими создан новый тип суперкомпьютера.

У него другая математика, новые алгоритмы решения конкретных задач, в частности, по аэродинамике и гидродинамике, что крайне важно для конструирования новых летательных аппаратов, а также разведки и добычи углеводородов. Сейчас на этих принципах наши специалисты готовы сделать суперкомпьютер мощностью в 100 терафлоп.

КУРЬЕР «ЮТ»
Студент изобрел… холодильник

Третий год подряд организаторы ежегодного Международного конкурса дизайна проявляют особый интерес к студентам-дизайнерам из России, приглашая их принять участие в создании домашней техники будущего.

В этом году впервые в финал конкурса Electrolux Design Lab вышел студент из России. Юрий Дмитриев, выпускник Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова, завоевал почетное второе место и приз зрительских симпатий.

Всего на конкурс Electrolux Design Lab 2010пришло более 1300 заявок со всего мира, что на треть больше, чем в 2009 году. Работы российских студентов уже попадали в полуфинал. Так, в 2008 году проект Алексея Быкова, выпускника Уральской государственной архитектурно-художественной академии, вошел в число 20 лучших разработок, присланных со всего мира. А в 2009 году в полуфинал вышла российская студентка 5-го курса Московского государственного института электронной техники Анна Кармазина с проектом « Serpo», показывающим, как лучше всего навести чистоту и порядок в ванной.

В этом году в финал конкурса Electrolux Design Labвышел Юрий Дмитриев, выпускник Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова, который представил концепт биохолодильника, работающего не на привычном охладителе, а на полимерном геле.

Новый холодильник вчетверо меньше обычного за счет того, что у него нет ни дверей, ни полок, ни мотора. Он представляет собой некую емкость, которая может быть установлена как в горизонтальном, так и в вертикальном положении или даже на потолке. Регулируемые размеры позволяют приспособить его под любое жилье. Даже само название – «холодильник» – здесь уже не подходит, скорее это холодильная ванна. В эту ванну и помещаются продукты, которые затем заливаются особым, нелипким гелем без запаха. Полужидкая пленка обволакивает каждый продукт, как бы помещая его в герметическую капсулу. При этом продукты сохраняют свой натуральный вкус и аромат, не сохнут, так как конвекция отсутствует, и не портятся, поскольку к ним нет доступа микробов.

Ну а чтобы не развивались те микробы, который попали в тот или иной продукт при его изготовлении, вся ванна вместе с продуктами интенсивно охлаждается за счет преобразования теплового инфракрасного излучения, испускаемого самими продуктами, в видимый свет.

Инфракрасные лучи, попадая на гель, преобразуются в его структуре в обычный свет, из-за чего вся ванна приятно светится. Сам же гель при этом охлаждается. По тому же принципу переизлучения тепловой энергии работает обшивка космических челноков «шаттл». Таким образом, процесс охлаждения не требует энергозатрат, а сам холодильник работает совершенно бесшумно.