Текст книги "Юный техник, 2013 № 05"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

ПОЧЕТНЫЙ ДИПЛОМ

В этом выпуске ПБ мы поговорим о том, может ли автомобиль ремонтировать сам себя, нужно ли усыплять пассажиров авиалайнера, зачем нужны лифту двери автобуса и как остановить автохулигана у пешеходного перехода.

САМ СЕБЕ РЕМОНТНИК

«Я недавно поранил руку. Мама промыла ранку, обработала антисептиком, перевязала, и через несколько дней от царапины не осталось и следа. Вот я и подумал: «А почему не наделить подобной способностью к саморемонту не только организмы, но и механизмы?»

Далее Сергей Коноплев из Ярославля, письмо которого мы процитировали, рассказывает, как он себе представляет устройство саморемонтирующихся механизмов. «При автомобильных авариях, например, чаще всего теряют свою форму детали кузова, – продолжает он. – А вот если кузова делать из сплавов «с памятью», то работа ремонтников намного бы облегчилась и ускорилась. Погрел такой кузов, например, газовой горелкой или излучателем инфракрасных лучей, и он сам собой бы расправился…»

И это только начало, полагает Сергей, и вспоминает один из фильмов про терминатора, который при необходимости расплывался лужей серебристого металла, а потом снова восстанавливал форму. Такое свойство очень хорошо бы придать боевым машинам. Их было бы бесполезно взрывать.

Что же касается применения в мирных целях, то Сергей предлагает поглубже исследовать свойства… обычного льда. «Исследователи давно пришли к мысли, что обыкновенная вода далеко не так проста, как нам кажется, – пишет он. – В ее строении имеют место некие ансамбли, позволяющие воде помнить все, что с ней происходило. Если это так, то, поняв «механизм» такой «памяти», можно будет создавать материалы с невиданными ныне свойствами. Вот поле деятельности для современных материаловедов. Мне в 8-м классе пока еще не хватает знаний, чтобы самому заняться этой проблемой, но лет через 10, надеюсь, я смогу ее решить…»

Сергей совершенно верно сформулировал одну из насущных проблем современности. Материаловеды разных стран уже начали прощупывать подходы к ее решению.

Например, исследователи лаборатории Людвика Леблера из Высшей школы промышленной физики и химии создали материал, который способен восстанавливаться при комнатной температуре даже по прошествии пары часов после того, как его разорвали на части.

Поначалу деталь «склеивается» только по поверхности разрыва или разреза. Для полного рубцевания материалу нужно около 20 часов – почти как царапина на теле человека. «Механизм этого действия можно сравнить с группой людей, которые берутся за руки, только, в отличие от людей, молекулы все разные – у одних две руки, у других – три», – говорит химик Франсуа Турнийак.

Обычная резина состоит из нескольких очень длинных молекул, после разрыва слепить заново их уже не удается. Новый же материал создан из групп небольших молекул, соединенных водородными связями, для восстановления которых не требуется химических реакций.

«Нечто подобное происходит с пластилином, когда с ним играют дети. Только в отличие от пластилина этот материал способен восстанавливать свою форму и размеры после растяжения, а также после разрыва и повторного растяжения», – пояснил Франсуа Турнийак.

Французские химики уже получили патент на свое изобретение. А мы пока награждаем Сергея Коноплева нашим Почетным дипломом за актуальность поставленной им проблемы и попытку решить ее самостоятельно.

Опыт с самоклеящейся резиной.

Есть идея!

СОННОЕ ЦАРСТВО НА БОРТУ

«Сейчас много говорят о том, как утихомирить дебоширов на борту авиалайнера. Предлагается нейтрализовать их с помощью спецприемов, использовать электрошокеры и даже травматическое оружие…

Я предлагаю организовать на борту службу безопасности из 2–3 человек и вооружить их баллончиками с газом, который вызывает быстрое засыпание. Брызнули в лицо дебоширу таким газом – и он очень быстро успокоится и проспит до самой посадки.

Кстати, этот же способ можно использовать и при захвате самолета террористами. Только в таком случае имеет смысл подать сонный газ в систему кондиционирования. Пилоты при этом в своей кабине с бронированной дверью наденут противогазы или будут получать кислород из автономной системы питания».

Такое вот предложение поступило к нам от Антонины Тихомировой из г. Анапы. На наш взгляд, в нем есть как положительные, так и отрицательные стороны.

Какие у вас есть соображения на этот счет?

Разберемся не торопясь…

НУЖНЫ ЛИ ЛИФТУ ДВЕРИ АВТОБУСА?

«Слышал по ТВ, как много в мире людей получают травмы и даже гибнут по вине лифтов, которые неожиданно трогаются с места во время посадки или высадки пассажиров, – пишет нам из г. Камень-на-Оби Алтайского края Виктор Максимов. – Вот я и предлагаю: надо делать в лифтах двери-«гармошки», как у некоторых городских автобусов. В открытом состоянии такая дверь надежно заблокирует передвижение кабины лифта. Она поедет лишь после закрытия дверей. Сами же двери надо будет сделать прочнее, чтобы их нельзя было смять…»

В самом деле, подобная конструкция вполне может сработать. Открытые двери, по идее, заблокируют движение кабины лифта. Однако наш автор не обратил внимания на такую «частность».

В лифтах поначалу были такие же двери, как в обычных квартирах. Потом их заменили дверями-«гармошками», тоже открывавшимися вручную. При этом внутренние двери самого лифта открывались внутрь, а наружные – наружу. Сделано это было вот для чего. Если и внутренние и наружные двери открывать в одну сторону – наружу, как это предлагает Виктор, то для пассажиров остается настолько узкий проход, что в него не поместится детская коляска. Надо тогда делать шире сам лифт, а значит, надо переделывать и лифтовые шахты, что в итоге приведет к значительным расходам. А будет ли такая конструкция надежнее, это еще вопрос…

Поэтому в современных лифтах двери сдвижные. Инженерам такая конструкция показалась наиболее надежной и удобной. А что касается аварий, то со всякой техникой случаются ЧП, если за ней не присматривать, не чинить вовремя. У нас же зачастую бывает, что лифты служат без замены 20–30 лет, давно выработав свой ресурс.

Рационализация

ВИРТУАЛЬНАЯ СТЕНА

«То и дело встречаешь сообщения в СМИ, что автолихач сбил пешехода на переходе, – пишет нам Алексей Суворов из Саратова. – Не спасает даже разметка «зебра». Вот я и предлагаю на переходах устроить заграждения, подобные тем, что установлены на железнодорожных переездах. Там не только опускают с обеих сторон шлагбаумы, но и поднимают заграждающие щиты, перегораживающие дорогу…»

Предложение Алексея в принципе верное. Вот только переоборудовать все переходы – удовольствие не из дешевых. Да и кто даст гарантию, что лихач не попытается объехать заграждение по тротуару, что может привести к еще большему количеству жертв.

Поэтому корейский дизайнер Ханйон Ли, который тоже заметил, что некоторые водители (а в России – многие!) пренебрегают сигналом светофора и проскакивают по пешеходному переходу на красный свет, придумал такое устройство. Наряду со светофором он предлагает устанавливать на переходах виртуальную стену Virtual Wall. Когда у обычного светофора загорается красный свет, лазерная подсветка системы Virtual Wall создает изображение идущих пешеходов прямо на проезжей части около стоп-линий раньше, чем по переходу пойдут живые люди.

Конечно, водитель может проигнорировать сигнал «виртуальной стены», однако, как показала практика, поехать «прямо на людей» осмеливаются немногие… Да и дорожная полиция за рубежом не дремлет.

Лазерная подсветка системы Virtual Wall создает изображение идущих пешеходов прямо на проезжей части около стоп-линий.

ТЕПЛАЯ КРАСКА

«Я слышал вот о какой проблеме авиации, – пишет нам из г. Североморска Андрей Калюжный. – Самолеты, как известно, летают на такой высоте, где круглый год царят отрицательные температуры. И случается, обмерзают. Это очень опасно, поскольку ледяная корка резко нарушает аэродинамику самолета, утяжеляет его… Тут и до катастрофы недалеко, как показал недавний случай под Тюменью.

Чтобы избежать неприятностей, плоскости и фюзеляж самолета перед стартом омывают специальной антиобледенительной жидкостью, что помогает не всегда, особенно при длительных полетах. Надежнее, когда под обшивкой самолета проложены нагревательные элементы, которые не дают замерзать атмосферной влаге на корпусе самолета.

Однако такая система усложняет конструкцию. Между тем, недавно появились токопроводяшие краски.

Если использовать такие покрытия, то никаких дополнительных элементов уже не понадобится. А самолеты ведь приходится красить хоть так, хоть этак…»

Не правда ли, хорошая идея? Жаль только, что не Андрей до нее первым додумался. Инженеры компании Battelle уже разработали на основе углеродных нанотрубок противообледенительную систему для летательных аппаратов. В основе ее лежит специальная нанокраска, которая под током нагревает поверхность самолета.

Задание на лето

АДАПТИРУЮЩИЕСЯ ШИНЫ

Два раза в год – весной и осенью – автомобилям приходится менять зимние шины на летние, а потом наоборот. Но неужто нельзя придумать некие покрышки-трансформеры, которые будут хороши в любых погодных условиях?

Первую попытку решить эту проблему уже предприняли немецкие ученые из Университета прикладных наук в Лейпциге. Они запатентовали автомобильные шины, которые могут адаптироваться к любому виду дороги прямо во время движения. Механизм действия «интеллектуальных» шин уже понятен. Они будут оснащены электронными датчиками, которые способны распознавать асфальт, грязь, лед. После этого некая инновационная резина, из которой будут выполнены шины, сможет самостоятельно изменить рисунок протектора в соответствии с погодными условиями.

Как, на ваш взгляд, нельзя ли найти более простое решение этой проблемы?

НАШ ДОМ
Безопасное электричество

Всех нас с раннего детства учат обходиться с электроприборами с величайшей осторожностью. Ведь удар электрическим током под напряжением в 220 В может оказаться смертельным. Конечно, полностью избавиться в квартирах от опасного напряжения пока не получится, но безопасное потихоньку пробирается в наши дома.

Блоки питания

Сети на 220 В появились в домах потому, что технически выгоднее использовать для передачи по проводам более высокое напряжение. О безопасности же думали в последнюю очередь.

Сейчас положение постепенно начинает меняться. Появились бытовые светильники на основе галогеновых, люминесцентных и иных источников света. Многие из них рассчитаны уже не на стандартны 220 В, а на безопасное в 12 В. Почти такое же напряжение используется во многих электронных приборах, в частности, в ноутбуках.

Сделать из 220 вольт 12 поможет понижающий трансформатор. Такие трансформаторы представляют собой небольшие коробочки с клеммами для подключения проводов. Они бывают двух типов: ферромагнитные (часто еще называемые электромагнитными) и электронные.

Электромагнитные в общих чертах соответствуют описанию в школьных учебниках физики: в устройстве есть две катушки индуктивности с разным количеством витков, на обмотку одной подается ток высокого напряжения, а со второй снимается уже другой – больший или меньший (в нашем случае – 12 В).

Электронные трансформаторы устроены сложнее. Однако они гораздо меньше по размерам и весу. Кроме того, они еще выполняют функцию стабилизатора напряжения. При этом учтите: надежнее и дешевле не «грузить» все на один трансформатор, а купить несколько блоков питания. Если один из них и выйдет из строя, остальные продолжат работать.

На отечественном рынке представлены светотехнические трансформаторы широкого круга производителей – компаний Comtech, Osram, Philips, Vossloh-Schwabe, Sowar, Feron и Nobile. Цены на светотехнические трансформаторы во многом зависят от мощности устройства, наличия дополнительных функций и колеблются от 80 до 1500 руб.

Пару слов о пускателях

Для люминесцентных светильников, кроме выключателя, нужны еще и дроссели, правильнее, пускорегулирующие аппараты (ПРА), или пускатели.

Зачем нужны ПРА? Люминесцентная лампа работает иначе, чем обыкновенная, с нитью накаливания. Ток, проходящий через такой источник света, имеет тенденцию к постоянному возрастанию, и в отсутствие устройства, которое постоянно бы его ограничивало, лампа обречена на скорый выход из строя. Однако, чтобы лампа загорелась, требуется напряжение в несколько раз выше необходимого для ее работы. Словом, люминесцентную лампу нужно, как норовистую лошадь, с одной стороны, «подстегивать», с другой – «держать в узде».

Именно эту функцию и выполняют ПРА.

Как и трансформаторы, пускатели бывают двух типов.

Первый – электромагнитные ПРА (ЭМПРА), основными конструктивными элементами которых являются катушка индуктивности (дроссель) и стартер. Такие ПРА зависят от колебаний напряжения в сети и не способны обеспечивать стабильность напряжения. При отклонениях в электросети люминесцентные светильники могут мигать. Поэтому в схеме дополнительно должно быть предусмотрено ИЗУ – импульсное зажигающее устройство.

Еще одной неприятной особенностью ЭМПРА и люминесцентных светильников является стробоскопический эффект. При включении такой установки в стандартную бытовую электросеть (с частотой 50 Гц) свет лампы будет мерцать с периодичностью 100 раз в секунду. Заметить подобные колебания освещенности глазом трудно, но на психику они влияют отрицательно.

К счастью, работа электронных ПРА (ЭПРА) обходится без подобных издержек. В частности, стробоскопического эффекта удается избежать за счет того, что поступающий с частотой 50 Гц ток эти устройства преобразуют в высокочастотный. Мигание светильника при использовании ЭПРА также исключено.

Цены на пускорегулирующие аппараты таковы. ПРА импортного производства обойдется от 80 до 200 руб. Отечественные дроссели стоят порядка 50 руб. Полнофункциональные ЭПРА существенно дороже традиционных. Поэтому многие производители пошли по пути максимального упрощения конструкции.

Пускатели – ЭМПРА (слева) и ЭПРА (справа).

Однако упрощенная схема снижает срок службы светильников и самих дросселей. В некоторых случаях некачественные устройства могут даже послужить причиной пожара. Так что не гонитесь за дешевизной.

Лидерами в производстве электронных ПРА являются немецкие компании Osram и Vossloh-Schwabe. Их аппараты стоят от 600 до 3000 руб. и более. Отечественные ЭПРА выпускают фирмы «Трансвит-центр», Posvet, а они стоят всего около 400 руб.

При подборе ЭМПРА или ЭПРА важно не ошибиться; обычно каждому устройству соответствует несколько видов источников, которые можно использовать совместно с ним. Так что при покупке внимательно читайте технические описания.

Еще одна тонкость. Пока светотехники разбираются со спектральными характеристиками галогенных, люминесцентных, светодиодных источников света, советуем поступить так. Экономичные источники освещения – белые или желтые, как вам больше нравится – есть смысл поставить там, где обитатели квартиры бывают не так уж часто – в коридоре, ванной, туалете. А для ночников, освещения рабочего стола, где вы готовите уроки и т. д., лучше пока использовать традиционные лампы накаливания на 12 или 24 В. Их уже начали продавать в магазинах светотехники.

Источники бесперебойного питания

Наконец, упомянем еще об одной проблеме. Представим, вы печатаете на компьютере важный доклад или готовы перейти на новый уровень в игре, как электросеть внезапно «вырубилась» и несохраненные данные «улетели». Приходится все начинать сначала. Чтобы этого не произошло, используйте источники бесперебойного питания (ИБП). Встроенная в них аккумуляторная батарея продолжает подачу электропитания и позволяет в случае исчезновения напряжения в сети сохранить ценную информацию.

Чтобы не ошибиться с выбором, нужно выяснить, какого рода проблемы есть в электроснабжении, какого сбоя можно ожидать, и в соответствии с этим выбрать подходящий тип ИБП с простой, сложной или суперсложной степенью защиты. Если у вас дома стоит оборудование премиум-класса, то и защита потребуется соответствующая.

Так выглядят типичные источники бесперебойного питания.

При покупке ИБП уточните, какое напряжение на выходе формирует источник бесперебойного питания, насколько оно стабилизировано, как изменяется при переходе на батарею и каково время переключения источника бесперебойного питания на аккумулятор. Для того чтобы работа компьютера не прерывалась, переключение должно происходить не более чем за 10 миллисекунд. В зависимости от этого ИБП делятся на резервные, линейно-интерактивные и он-лайн.

Резервные ИБП (или ИБП офф-лайн) – самый простой тип, который в случае пропадания напряжения во внешней сети в течение 10 миллисекунд переключается на батарею. Но в таком ИБП отсутствует стабилизатор, и, если у вас в домашней сети скачет напряжение, ИБП будет чаще переходить на аккумулятор, что сокращает срок его службы. Лучше в таком случае использовать линейно-интерактивный ИБП с автоматическим регулятором напряжения. Такой источник, перед тем как переключиться на батарею (примерно 2–4 миллисекунды), попытается скорректировать величину и форму выходного напряжения.

Четко стабилизированное напряжение (примерно ±1 %) и практически нулевое время переключения на батарею обеспечивают он-лайн ИБП. Такой источник постоянно преобразует входящую энергию в напряжение постоянного тока и регенерирует ее в режиме реального времени, обеспечивая питание компьютерного оборудования.

Для надежности надо брать ИБП с номинальной мощностью, превышающей потребности на 20–30 %.

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Свой первый геликоптер Игорь Иванович Сикорский построил еще в 1910 году, будучи студентом. У машины не было ни фюзеляжа, ни кресла пилота. Двигатель стоял в четырехгранной клетке с пирамидой из стальных труб в верхней части, через которую выходили валы несущих винтов.

После октябрьских событий 1917 г. И.И. Сикорский был вынужден уехать за границу. В США, собрав группу одаренных русских эмигрантов, он организовал фирму по постройке гидросамолетов. В 1939 г. создал первый реально полетевший вертолет VS 300. Затем, в 1942 г., армия США приняла на вооружение его двухместный вертолет R-4, а тяжелый вертолет S-55 снискал популярность буквально во всем мире: география его эксплуатации простирается от Венесуэлы до Югославии.

Еще и в наши дни несколько экземпляров S-55 можно увидеть в небе. Это еще раз подтверждает гениальность создателя вертолета и правильность конструкторских решений.

Тактико-технические характеристики:

Длина вертолета… 12.88 м

Высота… 4.06 м

Диаметр главного винта… 16,15 м

Диаметр хвостового винта… 2,68 м

Масса пустого… 2,295 т

Нормальная взлетная масса… 3,407 т

Мощность двигателя… 600 л.с.

Максимальная скорость… 187 км/ч

Практическая дальность…635 км

Практический потолок… 3930 м

Экипаж… 2 – 3 чел.

Автомобиль Honda Odyssey появился в результате попытки компании Honda занять место на бурно растущем рынке минивэнов и был хорошо принят на рынках Северной Америки и Японии, где его неоднократно признавали лучшим минивэном.

С тех пор автомобиль трижды модернизировали. У Odyssey четвертого поколения, к которому относится Odyssey LX, были улучшены ходовые характеристики, изменен дизайн. Двигатели остались те же, но большей мощности.

Приборная панель – двухуровневая, измерительные приборы оснащены ЗD-подсветкой, управление различными системами (аудио, навигация, климат-контроль) интуитивно понятно, передние сиденья выполнены из уникального влагостойкого материала, регулировка рулевого колеса может осуществляться в двух направлениях.

Автомобиль оснащен системами динамического круиз-контроля, предотвращения выезда из полосы движения, курсовой устойчивости, действующей и на рулевое управление, помощи при парковке и при выезде с перекрестков.

Технические характеристики:

Количество мест… 7

Длима автомобиля… 5,105 м

Ширина… 1,958 м

Высота… 1,747 м

Двигатель… V6

База… 2,999 м

Снаряженная масса… 1,973 т

Объем двигателя… 3470 см³

Мощность… 244 л.с.

Максимальная скорость… 190 км/ч

Средний расход топлива… 11,2 л/100 км

ДЕЛАЕМ САМИ
Аккумуляторы… мороза

Наступает лето с его жарой и поездками на дачу. А стало быть, пора подумать, как доставлять туда продукты, которые очень не любят жару.

Лучший способ – это возить с собой холодильник, не такой, конечно, как стоит на кухне, а маленький. Словом, речь пойдет о том, как запастись в дорогу холодом. И начнем мы вот с чего…

Готовые сумки-холодильники вы, наверное, видели. Это обычные сумки с поролоновой прокладкой теплоизолятором, иногда обклеенной фольгой. Вы можете такую купить за 2500–3000 рублей, но, честно говоря, она того не стоит.

Найдите в домашнем хозяйстве или купите прочную сумку достаточных, по вашему мнению, размеров. Обмерьте ее, чтобы потом по полученным размерам изготовить вкладыш. Делают его, как уже сказано, из орольгированного пенополиэтилена (его еще называют изолон, теплоизол, полиизол). Продается он на строительных рынках практически повсеместно. Только желательно приобрести изолон с двухсторонней фольгой (чтобы не только холод не выпускал, но и не впускал жару) и толщиной не менее 5 мм (чем толще, тем дольше будет сохраняться холод). Стоит погонный метр этого материала где-то от 50 до 70 руб. (цена зависит от толщины). Ширина его – 1,5 м. Так что одного метра хватит, что называется, с головой. Еще вам понадобился скотч (чем шире, тем лучше) и ножницы типа портняжных.

Вычертите и выкроите из плотной бумаги развертку утеплителя. По идее, у вас должен получиться своеобразный крест, центральный прямоугольник которого – это дно сумки, боковые – стенки, а оставшаяся часть будет крышкой.

Когда будете кроить, учтите, что после склеивания вкладыш должен будет поместиться в сумку, поэтому делайте выкройки сантиметров на 5–7 меньше ее реальных размеров.

Скрепите вашу выкройку степлером и попробуйте вставить в сумку. Если ошиблись в размерах, исправьте ошибку и произведите вторичную примерку.

После этого вытащите скобы степлера и по имеющейся выкройке смело режьте сам утеплитель. Согните боковины под прямым углом и скрепите все конструкцию скотчем с двух сторон – изнутри и снаружи.

Клейте качественно, скотча не жалейте. Стенки должны плотно прилегать друг к другу, а иначе нужного эффекта вы не добьетесь.

Крышку можно кроить как совместно с коробом, так и отдельно. Прикиньте, какой вариант удобнее лично вам. Постарайтесь, чтобы крышка плотно садилась на свое место. От этого тоже зависит продолжительность удержания холода внутри короба.

А теперь о главном – об аккумуляторе холода, который будет морозить продукты в вашем самодельном холодильнике.

Поскольку сухой лед в обиходе – дефицит, в качестве аккумулятора холода можно использовать, например, старую грелку, в которую заливается холодная вода. Затем грелку кладут на ночь в морозильник домашнего холодильника, а наутро она готова к использованию.

Некоторые пользователи предпочитают для тех же целей применять пластиковые пакеты, они более компактны. Для большей надежности каждый пакет можно дополнительно поместить еще в один пакет, который можно просто плотно завязать.

Еще в роли аккумуляторов холода можно использовать пластиковые бутылки с закручивающимися пробками – пакеты все-таки не очень прочны, если сверху на них навалить много продуктов, могут и лопнуть.

Если сумка небольшая, берите поллитровые бутылки, если побольше, то литровые. Заполните бутылки крепким раствором поваренной соли (на литр воды – 6 столовых ложек соли) и положите их на ночь в морозилку холодильника.

После полного замораживания бутылки кладете в сумку, и вам обеспечен запас мороза до 5 часов при жаре около 35 градусов.

Для «электролита» аккумуляторов холода можно также использовать глицерин в смеси с водой. Пропорции раствора примерно такие – на 20 частей глицерина 80 частей воды.

Можно также купить готовые аккумуляторы холода – пластиковые контейнеры, внутри которых чаще всего все та же соленая вода. Стоят такие контейнеры 60–70 руб. и более.

Публикацию подготовили

В. ВЛАДИМИРОВ и С. НИКОЛАЕВ