Текст книги "Юный техник, 2006 № 04"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 4 апрель 2006

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
Дома становятся умнее!

«Дом – машина для жилья», – сказал однажды великий архитектор Лe Корбузье. В наши дни этой машине пора обзавестись собственным искусственным интеллектом, утверждают организаторы Международной специализированной выставки «Умный дом». Что это дает, как может выглядеть и к чему ведет, постарался выяснить наш специальный корреспондент Антон СТЕПАШИН.

Здания тоже болеют…

…И при этом у них, как и у людей, поднимается температура – тепло уходит через трещины в стенах. Такое вот неожиданное заявление сделал руководитель новых проектов и технологии ООО «Дата», кандидат технических наук Андрей Михайлович Шахраманьян.

Заметить болезнь здания несложно при помощи специальной аппаратуры, позволяющей найти швы или трещины, через которые улетучивается тепло, или по «звуку» здания (см. «ЮТ» № 11 за 2005 год). А вообще для полной диагностики здания ему, словно человеку-пациенту, назначают комплексное обследование.

– Однако врачи говорят вполне справедливо, что любую болезнь легче предупредить, чем лечить, – отметил А.М.Шахраманьян. Поэтому еще при строительстве имеет смысл оснащать каждое мало-мальски значимое строение датчиками, следящими за его состоянием. Это могут быть и наклономеры, и акселерометры, и сейсмодатчики…

Ну, а поскольку в особом внимании и контроле нуждаются здания старинной постройки, представляющие собой историческую ценность, современные инженеры вполне могут оснастить сетью датчиков и эти строения.

Эта роботесса претендует на роль «электронного домового», который будет управлять всем домашним хозяйством в отсутствие настоящих хозяев.

А. Шахраманьян(слева) демонстрирует возможности геоинформационных систем.

Так наш художник представил себе схему построения системы мониторинга технического состояния здания или микрорайона.

Впрочем, сами по себе датчики мало что значат. За их показаниями нужно все время внимательно следить и вовремя принимать меры по ремонту, реставрации и т. д. Облегчить эту работу специалистам тоже помогает современная техника. Все датчики связаны с контроллерами, и все данные поступают в сервер системы диспетчерского управления и сбора данных. Сюда также приходят сведения об утечках воды, температуре в системе отопления.

Все это позволит не только вовремя заметить, что данному дому, спорткомплексу, бассейну или оздоровительному центру грозит обрушение, но и поможет экономнее расходовать воду, газ, электричество, вовремя устраняя утечки и прочие неисправности инженерных сетей…

Пример в этом подает наша столица. В Москве системами непрерывного мониторинга уже оборудованы десятки зданий. И с каждым днем количество их все увеличивается.

Держите связь через розетку…

Всевозможными датчиками оборудуют сейчас не только дома, но и квартиры. И все эти датчики, как уже говорилось, связывают в единую сеть. Сколько же проводов приходится тянуть дополнительно?

– Нет, это делать вовсе не обязательно, – возразил мне представитель ООО «БиС-Электронные системы», кандидат физико-математических наук Сергей Витальевич Богданов. – Информацию вполне можно передавать по уже существующим сетям, прежде всего электрическим.

Оказывается, подобную хитрость уже давно используют на железнодорожном транспорте. Каждый поезд имеет постоянную связь с диспетчерской. И при этом далеко не всегда информация передается по радио. В ряде случаев куда надежнее использовать проводную связь. Ведь каждая электричка непременно «привязана» к токонесущему проводу. По нему же можно осуществлять и передачу информации. Нужно только поставить специальные контроллеры, «развязывающие» сильночастотные и слабочастотные сети.

Подобные контроллеры выпускают также для обычных квартир. Ставят их вместо обычных электророзеток в те же самые гнезда. А поскольку электропроводка, как правило, есть в каждой комнате, а все дома связаны кабелями или воздушными линиями с подстанциями, то не нужно вести прокладку дополнительных линий связи.

Такой вот блок-контроллер ставится вместо обычной розетки.

Интеллектуальным в ближайшем будущем может стать не только дом, но и гараж.

Какие же дополнительные удобства создает подобная система? Во-первых, вы вместо обычного можете поставить «умный выключатель», который будет по вашему желанию регулировать уровень освещенности в комнате. Причем такой выключатель теперь можно и не ставить отдельно в каждом помещении. Можно установить одну розетку многоканальный выключатель и с его помощью контролировать освещение сразу во всем доме. А в дополнение к тому же выключателю можно обзавестись универсальным дистанционным пультом и с его помощью командовать сразу всей электрической и электронной техникой в доме. Удобно!

Более того, к той же централизованной системе управления можно подключить датчики сигнализации. Та же система способна вызвать в случае необходимости пожарную команду.

Схема, показывающая, где могут стоять датчики, обеспечивающие безопасность дома и контролирующие всевозможные утечки, замыкания, возгорания.

Роскошь мелочей, или «Море» на полу

Новое оборудование обеспечивает и иное качество жизни. На смену традиционным радиоприемникам приходят музыкальные центры, а телевизоры постепенно вытесняются домашними кинотеатрами… Телефоны мы теперь носим в карманах, а вместо обычной почты пользуемся электронной…

Инженеры же все продолжают думать, чем бы нас еще удивить? И представьте себе, им это удается! Я, например, был поражен, увидев, как в импровизированной ванной плещется мини-море с рыбками. Лишь подойдя вплотную, обнаружил, что море и рыбки не настоящие, а, так сказать, анимационные, то есть нарисованные. Причем «нарисованные» волны разбегались по мере того, как по ним топали два юных посетителя выставки, а рыбки так и норовили выскользнуть из-под ног…

Море с рыбаками может быть нарисовано не только на полу, но и на стене…

Техническую подоплеку этого «чуда», придуманного специалистами японской фирмы Toshiba, мне разъяснила гид выставки Ирина Львова. Небольшой проектор, подвешенный под потолком, проецировал на пол изображение моря с его волнами и рыбками. Более того, несколько инфракрасных датчиков следили за передвижениями людей и выдавали соответствующие команды процессору, управляющему изображением. И он менял его в зависимости от того, что делали люди.

А если завтра им надоест забавляться нарисованным морем, то на смену ему может прийти, например, цветущая поляна или поле колосящейся ржи.

На выставке каждый мог найти экспонат по своим интересам.

ИНФОРМАЦИЯ

ЖИЗНЬ БЕЗ ДВОЕК.Педагоги сродней школы города Кушвы Свердловской области проводят необычный эксперимент. Вот уже несколько лет в школе держится стопроцентная успеваемость. Все это результат приказа школьной администрации: 15 лет назад директор запретил ставить ребятам плохие оценки. Учитель, решили в школе, должен по-другому подходить к жизненной ситуации. Рискованное решение пришло в голову директору школы Ольге Репиной после того, как одного из учеников за двойку в дневнике жестоко избил отец. Преподавательский состав поначалу отнесся к идее скептически. Двоечники и хулиганы почувствовали свободу, и приказ сначала даже хотели отменить. Однако через несколько месяцев дисциплина пришла в норму. Следом резко повысилась успеваемость. Сейчас гимназия выпускает минимум 10 медалистов в год. Вместо двоек главным карательным средством стало переписывание работы снова и снова – до полного усвоения материала.

ИЗ ВОЕННЫХ ЗАПАСОВпредлагают пополнить парк отечественных пассажирских самолетов наши авиапромышленники. Оказывается, в свое время было выпущено около 80 самолетов Ту-134УБЛ, использовавшихся военными в качестве летающих лабораторий. Со временем надобность в них значительно уменьшилась, поскольку оборудование в военной авиации изменилось, и большинство «тушек» оказалось на приколе, пролетая совсем немного. И вот теперь сотрудники Ростовского авиаремонтного завода вместе со своими белорусскими коллегами предлагают переделать эти самолеты в обычные пассажирские или даже дорабатывать их до VIP-варианта. Такая переделка, как показал расчет, вместе с модернизацией машины обойдется заказчику в 1,2 млн. долларов. Это примерно в 5 – 10 раз дешевле, чем строительство нового самолета.

КОНЕЦ АНАЛОГОВОМУ ТЕЛЕВИДЕНИЮ?«В России в ближайшие годы будет запрещен импорт аналоговых телевизоров и прекратится их собственное производство», – сообщил заместитель министра информационных технологий и связи Борис Антонюк. По словом замминистра, полностью перейти на цифровое ТВ специалисты нашей страны планируют к 2015 году. До того срока в России будет параллельно существовать как цифровое, так и аналоговое телевидение.

Переход на «цифру» даст возможность в каждом регионе существенно увеличить число телеканалов за счет того, что на одной частоте можно будет передавать от 4 до 10 программ. В планах Мининформсвязи – обеспечить возможность приема цифрового сигнала 99 – 100 % населения. При этом, считает Б.Антонюк, государство должно гарантировать малообеспеченным слоям населения получение специальной телеприставки-декодера бесплатно.

Пока же Россия отстает от других стран по темпам внедрения цифрового ТВ. Начало опытного вещания цифровых телеканалов в Западной Европе началось еще в середине 90-х годов прошлого века. И уже в этом, 2006 году ряд стран намерен полностью отказаться от аналогового вещания.

НОВАЯ ЖИЗНЬ СТАРЫХ ИДЕЙ
Вперед, в каменный век?

Не зря говорят, что новое – хорошо забытое старое. Об этом напоминает технология с непривычным на слух названием – петрургия. Или, говоря попросту, каменное литье. Сейчас мало кто, наверное, помнит, что в конце 20-х годов XX века советские академики В. Гинзбург и Ф. Левинсон научились в своих лабораториях переводить в расплав базальт и диабаз – самые твердые породы. А в Московском химико-технологическом институте имени Д.И. Менделеева каменные расплавы стали разливать по формам, получая всевозможные детали.

Изобретению сулили радужное будущее, ведь изделия из камня по своим параметрам намного превосходят металлические и железобетонные. Так, скажем, истираемость изделий из каменного литья в 20 раз меньше, чем у чугуна, и в 4–5 раз меньше, чем даже у природного камня. Причем каменное литье не боится коррозии, кислот и щелочей. Из него можно делать канализационные и водопроводные трубы, плиты перекрытий в домах и даже корпуса судов и детали двигателей внутреннего сгорания.

Однако, как это, к сожалению, у нас бывает, в свое время технология «не пошла». Несолидным показалось руководителям тогдашнего правительства СССР возвращаться в каменный век – ведь никто в мире этого не делает. Да и расплавлять камень, создавая температуры в тысячи градусов, оказалось не так-то просто. С металлом как-то привычнее.

Сейчас, похоже, интерес к технологии каменного литья постепенно возвращается. Во всяком случае, вице-президент Академии горных наук Ю. Бункин убежден, что начавшееся XXI столетие все же станет в России новым каменным веком.

Так полагает не один он. Специалисты подсчитали, что в России доля общих потерь тепла в системах централизованного теплоснабжения по вине прохудившихся труб составляет, по меньшей мере, 20–25 %, что в 3–4 раза больше, чем в развитых странах. А долговечность отечественных тепловых сетей в 1,5–2 раза ниже, чем за рубежом, и не превышает 12–15 лет.

В Центральном научно-конструкторском бюро совместно с НПО «Полимерстроймаш» разработана технология, рецептура и конструкция базальтопластиковых труб из сверхтонкого волокна с добавлением специальных полимерных компонентов. Такие трубы диаметром от 50 до 200 мм и длиной до 8 м, как показывают испытания, хорошо выдерживают требуемый температурный режим при рабочем давлении до 16 атмосфер и вполне могут заменить стальные.

Литые из камня трубы не поддаются коррозии и не требуют специальной электрохимической защиты. Срок их службы как минимум 50 лет. Кроме того, каменные трубы обладают повышенной пропускной способностью, поскольку гидравлическое сопротивление в них в 1,5 раза ниже, чем в стальных. Весьма важно и то, что базальтопластиковые трубы в 3–4 раза легче. Вес погонного метра такой трубы составляет всего от 1,6 до 8 кг, что позволяет отказаться от многих видов транспортных машин и механизмов.

И еще немаловажный фактор – базальтового сырья в нашей стране огромные запасы, и стоит оно весьма недорого. Отечественная новинка не раз представлялась на крупных выставках в России и за рубежом (в частности, в Германии), где получила высокую оценку специалистов. Однако если мы не хотим, чтобы нас в очередной раз обогнали, следует поторопиться. Так, Украинская академия наук в последние годы активно совершенствует технологии каменного литья и помогает внедрять их в производство. Два крупнейших завода – Криворожский и Донецкий – уже начали производство петрургической продукции – кислотоупорных блоков.

С интересом рассматривают возможности каменного литья специалисты Турции и некоторых других стран, где много строят, но имеют не так уж много леса и металла. У нас же, как обычно, от теории до практики – дистанция громадного размера. В Карелии недавно остановился Кондопожский завод, на котором работала плавильная печь по производству камнелитых труб и плит для химических производств. Причина проста нет денег на развитие производства. По той же причине прекращены научно-исследовательские работы на ОАО «Стекло». И только на Первоуральском заводе бурового оборудования еще остался маленький цех, где выпускают небольшими партиями изделия из каменного литья по мере поступления заказов.

И все-таки лед, похоже, тронулся. Московское правительство, которому приходится менять многие сотни километров подземных коммуникаций столицы, вроде бы заинтересовалось каменными трубами. Ведь каменные водопроводы и канализация в Древнем Риме и «чреве Парижа» служили много веков, и лишь недавно их заменили более современными, но опять-таки каменными, керамическими и бетонными.

С. ЗИГУНЕНКО

Художник Ю. САРАФАНОВ

Кстати…

ПАССАЖИРЫ В ТРУБЕ

В очередной раз возродить пассажирский трубопроводный транспорт предлагают инженеры Великобритании. Ими разработан проект экспериментальной сети магистралей, представляющей собой трубы с проложенными в них рельсами. По этим рельсам и будут перемещаться металлические капсулы с пассажирами. Для большей скорости предполагается воздух из труб выкачать, а вместо обычных колес применить электромагнитную подвеску. Тогда капсулы с одним-двумя пассажирами внутри смогут развивать скорость более 400 км/ч.

УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
«Пришельцы» на улицах

Невероятное зрелище предстало недавно перед глазами жителей французского города Нанта – на площади Святого Петра, у главного городского собора, буквально из-под земли выросла 9-метровая фигура женщины-пришельца. Как утверждала местная газета, она прилетела из космоса, и при неудачной посадке разбила свою ракету.

Огромная кукла, выбравшаяся из-под обломков ракеты-снаряда, была выполнена настолько искусно, что произвела сильное впечатление на всех присутствующих, в особенности, когда она встала на самокат высотой в два человеческих роста и поехала на нем по городу. Однако не успели горожане прийти в себя от первого шока, как вслед за «инопланетянкой» по городским улицам протопал 12-метровый механический слон, неся на своей спине еще одного пришельца, одетого в костюм индийского раджи. Временами слон останавливался и, подняв хобот, орошал людей струей воды и победно трубил.

После слона перед глазами зрителей предстал еще и механический жираф…

Своей тушей он заполнил всю улицу – колышущиеся уши слона задевали за балконы домов. И это неудивительно – на их изготовление ушло 80 кв. м крепкой желтой кожи. Голову и хобот гиганта приводили в действие 22 сервопривода. А управляли паровым мастодонтом специалисты из знаменитой французской труппы «Руаяль де люкс», которая, изготовив фантастические куклы, решила таким оригинальным способом отметить в родном городе Жюля Верна столетие со дня смерти писателя.

В дальнейших планах труппы – показать спектакль с «пришельцами» в других городах Франции и даже соседних стран. Механического слона уже ждут в Лондоне. Может быть, со временем гигантские роботы доберутся до улиц российских городов.

В. ПЕРОВ

Кстати…

РОБОТЫ НА ДОРОГАХ

Удивительных роботов можно теперь увидеть и на дорогах США. Так, недавно в Калифорнии многие водители останавливали свои автомобили, завидев движущийся по улице экипаж, в котором никого не было. Тем не менее, он уверенно придерживался дороги, останавливался перед светофорами и точно следовал ранее намеченному маршруту.

Оказалось, что это проводили испытания автомобиля-робота студенты и преподаватели Стэнфордского университета, работавшие под руководством Себастьяна Трама. Свое местоположение автомобиль-робот вычисляет на основании показаний GPS-системы точного позиционирования. А двигаться по определенному маршруту ему помогает электронная карта, заложенная в память компьютера.

«Робот-шофер» – это несколько ящиков с электроникой – поясняет С. Трам.

«Самым трудным оказалось объяснить кибер-шоферу, что такое дорога, – рассказал журналистам С.Трам. – В конце концов, пришлось ограничиться таким философским понятием: «Дорога – это то пространство, по которому можно проехать»…

Теперь создатели «Стенли» – такое прозвище получил робот-водитель – учат его разбираться в темных пятнах на дороге, отличать ямы и лужи, которые стоит объехать, от теней придорожных деревьев, кустов и столбов, на которые можно не реагировать. Специалисты надеются, что набравшийся за время испытаний опыта кибер-шофер, сможет успешно довести до финиша автомобиль в ходе гонок роботов, которые намечены па октябрь 2005 года. Это уже вторые гонки такого рода, проводимые DARPA – Управлением перспективных исследований Пентагона.

Правда, первый «блин» вышел комом: в прошлом году из десятков стартовавших автомобилей с роботами за рулем ни один так и не добрался до финиша и приз в 1 000 000 долларов остался неврученным. Ныне сумма приза увеличена вдвое. Создатели «Стенли» надеются, что выигрыш достанется именно им.

Так выглядит автомобиль, управляемый роботом.

КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА
Марс построен на… Земле

К грядущей марсианской экспедиции разные люди готовятся по-разному. В частности, нашлась работа биологам: им предстоит, не покидая родную планету, определить, какие земные растения и организмы смогут выжить в марсианских условиях.

Специально для этих целей в городе Гринвилл специалисты NASA и инженеры компании SHOT построили камеру, в которой полностью воссозданы природные условия Красной планеты. По крайней мере, в том виде, как они представляются нам сегодня.

В камере поддерживается атмосфера, на 95 % состоящая из углекислого газа. Температура в ней не поднимается выше нуля градусов по Цельсию, а давление составляет сотую долю земного. Еще здесь имитируется смена дня и ночи, а также сезонов года по марсианскому календарю. И все это – пока ради всего лишь горстки земных микроорганизмов (в основном синезеленых водорослей почвенных бактерий), которым предстоит доказать, что они в состоянии выжить в столь суровых природных условиях.

В дальнейшем, возможно, на выживаемость проверят и более сложные земные организмы – растения и даже некоторые виды насекомых.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ

Звездная пыль, плазма и антиматерия

В последние годы, казалось бы, интерес к космическим исследованиям заметно угас. Но в канун очередного Дня космонавтики исследователи космического пространства решили обогатить науку новыми экспериментами, исследованиями и проектами.

Исследования плазменных кристаллов продолжаются

На МКС с успехом прошел очередной этап исследований плазменных кристаллов. Мы уже рассказывали об этом странном веществе (см. «ЮТ» № 4 за 2002 г.), но кратко напомним суть дела. Как известно, в природе существуют четыре состояния вещества – твердое (или кристаллическое), жидкое, газообразное и плазменное. Но наши ученые во главе с академиком Владимиром Фортовым ухитрились создать нечто невиданное, объединив два крайних состояния. Плазменные кристаллы – это кристаллические решетки, в углах которых атомы, лишенные электронов, то есть находящиеся в состоянии плазмы.

На Земле образованию подобных структур мешает земное тяготение. А потому удается создать лишь микрокристаллы размерами 2–2,5 ангстрема. А вот на орбите, где силы тяжести нет, они достигают уже миллиметровых размеров. Поэтому эксперименты по получению плазменных кристаллов сначала проводились на орбитальном комплексе «Мир», а теперь вот перенесены на МКС.

Подобные кристаллы уже можно использовать в исследовательских целях, – рассказал академик Фортов. – Кроме того, мы надеемся построить на их основе так называемые ядерные батарейки – источники энергии нового типа, в которых электричество будет получаться нетрадиционным способом. Высокоэнергетические частицы плазменных кристаллов при определенных условиях испускают сильный ультрафиолет. Это излучение довольно просто превратить в электрический ток. Параметры получаемых источников электроэнергии лучше, чем у многих существующих источников питания.

Посылка со «звездной пылью»

Недавно на Землю благополучно опустился драгоценный контейнер со «звездной пылью». Он и в самом деле драгоценный – крупинки межгалактического вещества, которые могут поместиться на донышке чайной ложки, стоили около 2 млрд. долларов. Ведь межпланетный зонд Star Dust– охотник за космической пылью – был отправлен с Земли в погоню за кометой Вильд 1/2 еще 7 лет назад и преодолел 5 млрд. км, прежде чем вернулся на родную планету. В полете зонд нес детектор-ловушку, внешне напоминающую теннисную ракетку. Только плоскость этой «ракетки» была покрыта специальным липким составом, на который и оседала «звездная пыль» из хвоста кометы.

Старт охотника за «звездной пылью».

Исследователи предполагают, что состав этой «пыли» остался неизменным за последние 4,5 млрд. лет – то есть по нему можно будет судить о том, из чего состояла Вселенная в момент формирования Солнечной системы.

Прежде чем приступить к исследованиям, нужно будет найти все пылинки на поверхности детектора. Это так же непросто, как разыскать примерно четыре десятка муравьев на лужайке размером с футбольное поле. Тем не менее, исследователи полны оптимизма. Кроме всего прочего, они надеются и на помощь энтузиастов-добровольцев. Вся площадь поисков будет тщательно просканирована с помощью электронного микроскопа, а полученную фотографию выставят в Интернет. Так что любой желающий сможет с помощью своего персонального компьютера исследовать какую-то часть микроснимка по специальной программе в надежде, что именно ему повезет и он, обнаружив вожделенную крупинку, передаст ее точные координаты исследователям.

Так выглядит детектор-ловушка «звездой пыли».

Так где же антиматерия?

Ответ на этот вопрос в скором времени надеются получить исследователи из Технического университета немецкого города Ахена. Профессор Самюэль Тинд и его коллеги полагают, что при Большом Взрыве количество образовавшегося вещества и антивещества должно было быть примерно равно. И если мы живем в мире, где явно преобладает вещество, то где-то должны быть и миры, состоящие из антивещества. Искать их намерены с помощью разработанного недавно ими детектора античастиц. Основу его составляет сильный сверхпроводящий магнит, поле которого будет сортировать заряженные космические частицы, отклоняя положительные в одну строну, отрицательные – в другую. При этом частицы будут попадать на полоски кремния, вызывая в этом полупроводнике электрические импульсы, которые будут затем регистрироваться электронной аппаратурой. По характеру полученных импульсов исследователи смогут судить, что именно за частицы оказались в поле детектора.

– Особую надежду мы возлагаем на регистрацию ядер антиуглерода, – говорит профессор Тинд. – Дело в том, что углерод, согласно нынешним теориям, не мог образоваться сразу при Большом Взрыве. А появился позже, когда первые звезды, закончив свой жизненный цикл, стали взрываться. И если мы вдруг обнаружим в космическом пространстве антиуглерод, значит, вправе предполагать, что где-то существуют или, по крайней коре, существовали и звезды из антивещества.

Кроме тот, углерод интересен тем, что из него большей частью состоит все живое. А значит, при обнаружении антиуглерода можно будет предположить, что где-то обитают и наши антиподы.

Немецкие ученые собирались послать свой детектор в космос на борту очередного «шаттла» в 2004 году, однако катастрофа «Колумбии» перечеркнула все планы. Теперь они переделывают свой детектор с таким расчетом, чтобы его можно было послать в космос на борту обычного спутника. И очень торопятся, поскольку, по слухам, аналогичной работой занимаются и итальянские исследователи.

В. ЧЕРНОВ