Текст книги "Юный техник, 2012 № 06"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 6 июнь 2012

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
Полтора десятка архимедов

Недавно в Москве открыл свои двери I Московский международный салон изобретений и инновационных технологий.

Что показали многочисленным зрителям, среди которых был и наш специальный корреспондент Станислав ЗИГУНЕНКО, участники из 46 регионов России и 18 стран ближнего и дальнего зарубежья?

Вот лишь некоторые примеры…

«МЕДСПАС» спешит на помощь

Что мы делаем, когда нам плохо? Вызываем «Скорую помощь» и спасателей. В городе они приезжают быстро. И даже на селе становится все больше специализированных автомобилей медицинской помощи.

А как быть, если беда случилась на отдаленной зимовке? Вызывать вертолет?.. А он бы и рад прилететь, да погода нелетная…

«В таких случаях на помощь людям должны прийти транспортные средства скорой медицинской помощи, – полагает Игорь Сергеевич Голубев, член-корреспондент Академии медико-технических наук РФ, и.о. генерального директора ООО «МЕДСПАС». – С этой целью нами разработаны три варианта всепогодных транспортов, способных оказать первую помощь и перевозить больных или раненых даже в условиях полного бездорожья».

Игорь Голубев демонстрирует макет одного из судов скорой медицинской помощи.

Первым среди этих средств стоит, пожалуй, назвать суда на воздушной подушке (СВП). Эти транспортные средства, как известно, способны с одинаковой скоростью (до 65 км/ч) передвигаться как по суше, в том числе глубокому снегу, песку, трясине, так и по воде. Причем на таком судне найдется место не только для того, чтобы разместить носилки с больными, но и для соответствующего медоборудования, которое позволит сохранить жизнь человеку, находящемуся в критическом состоянии, до ближайшего госпиталя или больницы.

Эти забавные модели придумали и построили дизайнер Борис Баженов и его коллеги из ArtMechanicus.coм.

«Скорая помощь» на базе катамарана или так называемого разъездного катера позволяет разместить на борту еще больше оборудования, включая диагностическое.

Так что сразу при швартовке к берегу медперсонал может оперативно выяснить, кого из пострадавших надо эвакуировать в первую очередь, развернуть медицинско-спасательный пункт прямо на берегу.

Р. Боровик демонстрирует прототип передвижного пандуса.

Передвижной пандус

Последнее время мы все чаще говорим о том, что инвалиды вправе принимать полноценное участие во всех событиях общественной жизни.

Но как этого добиться на самом деле, если зачастую инвалид не может выбраться из квартиры, поскольку ступеньки в его подъезде не оборудованы пандусом?

На помощь инвалидам пришли сотрудники компании «Изобретал». Вот что мне рассказал о своей работе руководитель проекта Рустам Боровик: «Чтобы сделать жизнь человека с ограниченными возможностями комфортней, нужно не так уж много – прежде всего установить на лестнице пандус, – сказал он. – Конструкция такого раздвижного пандуса и разработана нашими специалистами. Управление им осуществляется с двух концов – нижнего или верхнего края лестницы. Здесь прямо на перилах установлены две кнопки, с помощью которых можно за несколько секунд выдвинуть на лестницу своеобразные «рельсы», по которым коляска может съехать вниз или подняться наверх.

Кроме того, изменив расстояние между направляющими пандуса, эти же «рельсы» без особого труда можно приспособить для подъема и спуска детской коляски или хозяйственной сумки-тележки».

К сказанному остается добавить, что конструкция пандуса уже подготовлена к серийному производству, выполнена из стали и металлокомпозитов по самому современному слову техники XXI века.

Эта сверхскоростная моторная лодка с гребным винтом в передней части прибыла на «Архимед» из Литвы.

Еще одна упряжка для ветра

Ветра в Заполярье – не редкость. И всевозможных ветроустановок в наши дни придумано немало. Но все же студент 5-го курса Морской академии при Мурманском государственном техническом университете нашел чем удивить посетителей салона и экспертов.

«Обычно все ветроустановки делятся на два больших типа, – пояснил он. – Ротор одних вращается в вертикальной плоскости, у других – в горизонтальной. Ну, а здесь вантовая ветроэнергетическая установка предполагает вращение ротора под углом к горизонту…»

Этот вариант был выбран не оригинальности ради.

Ванты – тросы, тянущиеся от мачты к палубе, – есть на всяком судне. Вантами-оттяжками дополнительно крепятся также радиомачты на отдаленных зимовках; трос от вершины дерева к земле нетрудно протянуть и геологам на месте их временной базы…

На такой трос, согласно изобретению № 2011137695, и крепятся, по крайней мере, один ветрогенератор с профилированными лопастями, воспринимающими энергию ветра, и электрический генератор на трубчатом валу. Закрепить такую установку на тросе в случае надобности – дело недолгое, а вот пользу она может принести большую.

Представим: на судне вышел из строя главный двигатель. Капитан вызвал спасателей, и те, взяв аварийное судно на буксир, ведут его в порт приписки. Но каково при этом команде аварийного судна, оставшейся без света и тепла? И то и другое им обеспечит ветрогенератор, закрепленный на тросе. Выдать мощность 2–2,5 кВт ему вполне по силам, а этого вполне достаточно, чтобы обеспечить работу камбуза, радиостанции, дать возможность морякам даже телевизор посмотреть.

Чтобы ГЛОНАСС не подвел…

Сотрудниками кафедры радиотехники телекоммуникационных систем судостроительного факультета Морской академии при Мурманском государственном техническом университете запатентовано и еще одно оригинальное изобретение.

«Сейчас, как известно, судоводители чаще всего ориентируются в море при помощи системы ГЛОНАСС или GPS, – рассказал мне сотрудник кафедры Николай Васильевич Калитенков. – Штурман на борту судна принимает сигналы от нескольких навигационных спутников и по ним определяет местоположение своего судна в море. Однако не секрет, что прохождение радиоволны на Крайнем Севере может быть плохим, особенно в период магнитных бурь, которые дают о себе знать полярными сияниями…»

Наблюдая за этим красочным природным явлением, специалисты заметили одну характерную особенность.

Оказывается, радиосвязь со спутниками восстанавливается в те моменты времени и в тех секторах небосвода, где в разводах северного сияния наблюдаются «окошки» чистого неба.

Остальное, как говорится, было делом техники. Специалисты академии разработали способ определения местоположения объекта и получили патент на изобретение № 2011137695. Методика штурманской работы теперь предполагает использование дополнительной камеры наблюдения за небосводом, с помощью которой блокируются сигналы помех от тех участков небосклона, где северное сияние чересчур разбушевалось.

Якутские универсалы

Житель средней полосы, оказавшись в пургу на Крайнем Севере, вряд ли продержится хотя бы сутки. А вот якутам все нипочем. В немалой степени их выручает природная смекалка, умение мастерить все необходимое из подручных средств.

В этом совершенно уверен учитель Центра детского научно-технического творчества из с. Маар Нюрбинского района Республики Саха (Якутия) Егор Петрович Мухин.

Он учит своих учеников не опускать руки даже в тех случаях, когда сделать, кажется, уже ничего нельзя. А уж если сделать можно, тот тут, как говорится, каждому и флаг в руки.

Учитель из Якутии Е. Мухин показывает разработки своих учеников.

Многим на Севере известна бензопила «Дружба». В умелых руках она не только лес пилить может. «В одном анекдоте говорится, что на основе такой пилы один умелец даже вертолет построил, – улыбается Егор Петрович. – Не знаю, как насчет вертолета, но вот механизированную метелку, на которую мою внучку посадили, наши шутники как-то пытались соорудить. Вот, даже фотография осталась, – показывает учитель. – А если серьезно, то двигатель от мотопилы помог нам соорудить целый станочный парк..»

И Егор Петрович демонстрирует еще ряд фотографий, на которых показано, как бывшая бензопила работает в качестве токарного, сверлильного, фрезерного и шлифовального станков. На этих станках ребята делают заготовки для рыболовецких снастей, охотничьего и пастушьего снаряжения, деревянную основу для чумов и нарт.

Робот-шагоход и его создатель

Саша Расюк учится в 4 «А» классе московской гимназии № 1569 «Созвездие». Она знаменита тем, что ее ученики часто участвуют в разного рода конкурсах и смотрах со своими разработками. Вот и Саша вместе со своим руководителем Ириной Генриховной Струнгис – не исключение.

«Идея сделать робота пришла ко мне еще два года назад, – рассказал он. – Тогда же я начал обдумывать принцип движения моего робота. Я решил сделать модель с 8 двигающимися опорами-ногами Г-образной формы, движение которых будет осуществляться с помощью двух электродвигателей с левой и правой стороны. Сначала я, правда, попытался было ограничиться шестью ногами, но конструкция оказалась не очень устойчивой…»

Остальное, как говорится, было делом техники и упорства. Передачу вращательного движения от двигателей к каждой ноге Саша осуществил с помощью 7 шестерен для каждой стороны. Для определения геометрических размеров ног-опор были произведены соответствующие графические построения. Рассмотрено шесть различных вариантов основных фаз движения. Для модели выбраны оптимальные значения.

Затем все детали были изготовлены из алюминиевых уголков и П-образных планок. Самым сложным оказалось точно просверлить отверстия для крепления шестеренок. Ошибка в одну десятую миллиметра приводила к тому, что шестерни не крутились или даже не вставали на место. Пришлось изготовить шаблон и высверливать каждое отверстие отдельно.

Шагоход приводят в действие два электродвигателя с рабочим напряжением 12 В. Питание осуществляется от восьми батарей 1,5 В типа АА. Для дистанционного управления движением выбрана система радиоуправления АРЦ-16.

Информацию об окружающей обстановке передает беспроводная поворотная видеокамера. Изображение транслируется на портативный телевизор.

Разработанный прототип Саша надеется усовершенствовать. «Полагаю, что подобные роботы найдут себе применение не только для исследования других планет, например, Луны и Марса, но и на Земле, – сказал он в заключение своего рассказа. – Например, такой робот может пригодиться для разведки радиоактивных районов, тех мест, где произошли завалы в результате землетрясения или цунами…»

Саша Расюк и его шагоход.

Бесшумные барабаны

Казалось бы, какой от них толк? Ведь само назначение ударной установки – задавать ритм звучания всей музыкальной группе…

«Но задумывались ли вы когда-нибудь, каково тем людям, которые волей-неволей должны слушать, как ударник репетирует?» – сетует учащийся московского лицея № 1575 Филипп Гришкевич.

Вместе со своим братом Ильей Гришкевичем, а также их общим другом Андреем Сухомлиновым, Филипп создал оригинальную электронную ударную установку, которая может работать практически бесшумно. В таком режиме сам ударник может услышать результаты своей деятельности, лишь надев наушники.

«Ударник проводит свои репетиции на ударной установке, все барабаны которой представляют собой диски из резины, под которыми расположены тензодатчики.

Они воспринимают удары палочек или щеточек ударника и переводят в электрические сигналы, которые усиливаются и могут затем транслироваться через динамики или через наушники в зависимости от выбранного режима», – пояснил Филипп.

Электронные барабаны и их создатели.

ИНФОРМАЦИЯ

«РАДИОАСТРОН» НАЧАЛ РАБОТАТЬ. Мы уже сообщали вам о выводе на орбиту нового космического радиотелескопа «Радиоастрон» (см. «ЮТ» № 12 за 2011 г.). И вот накануне Нового года телескоп начал свою работу. В итоге специалистам Астро космического центра Физического института РАН раньше ожидаемого срока удалось заглянуть в активную галактику в созвездии Ящерицы.

«Полученные результаты свидетельствуют о готовности наземно-космического интерферометра «Радиоастрон» к проведению дальнейших научных исследований», – заявил руководитель центра академик Николай Кардашев.

Совместно с «Радиоастроном» в наблюдениях участвуют три антенны российской системы «Квазар», а также радиотелескопы под Евпаторией (Украина), в Усуда (Япония), Эффельсберге (Германия) и некоторые другие.

ЧТОБЫ ВСЕ ЗНАЛИ ВСЁ. Именно с этой целью в нашей стране создано особое устройство – «Инфокоммуникатор НИИР-ЦТВ».

Оно обеспечивает абоненту доступ ко всем возможным вещательным сетям, включая системы оповещения о чрезвычайных ситуациях, и госуслугам.

Устройство уже начало поступать в продажу по цене около 6000 рублей.

«Инфокоммуникатор представляет собой своего рода ресивер, в котором организован прием эфирного вещания DVB-T, прием интернет-вещания через IP-сеть, доступ к услугам электронного правительства и даже осуществление платежей через встроенную платежную платформу, – говорят специалисты. – Иными словами, это домашний информатор, где имеется несколько приемников (эфирного и спутникового телевещания и приема данных, а также Интернета) и обратный канал, который, скорее всего, будет обеспечиваться через спутниковую связь».

ЭЛЕКТРОН-ПОЗИТРОННЫЙ КОЛЛАЙДЕР ВЭПП-2000, установленный в Институте ядерной физики (ИЯФ) Сибирского отделения РАН, выдал два пучка мощностью миллиард электронвольт каждый.

«Рекордный результат был получен при ускорении частиц до скорости, которая лишь на одну десятую долю процента меньше скорости света», – отметил ученый секретарь ИЯФ Алексей Васильев. Он пояснил, что данное достижение позволяет повысить точность знания структуры протона и антипротона, понять их внутреннее устройство.

Это, в свою очередь, как ожидают ученые, поможет продвинуться в понимании строения Вселенной, поскольку протоны и антипротоны – самые распространенные ее элементы, в них сосредоточена вся видимая масса Вселенной.

ДОМА ИЗ КОРАЛЛОВ начали строить в Дмитровском районе Московской области. Здесь открылся завод по производству легкого строительного бетона, который своей структурой похож на коралл. Фактически это бетонная смесь, состоящая на 80 % из воздуха.

В приготовлении использованы самые обычные материалы – цемент, вода, песок, клей. Легкий бетон отличается повышенной пористостью, хорошо держит тепло, и сооружение из него вдвое дешевле кирпичного.

Максимальная производственная мощность завода – 500 000 кубометров газобетонных блоков в год.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Тайны озера Восток

Пятого февраля специалисты российской антарктической экспедиции наконец-таки добурились до поверхности реликтового озера Восток в Антарктиде. Почему это событие вызвало столь бурную реакцию во всем мире? Что это дает мировой науке? Что исследователи там обнаружили? Какой вообще практический смысл в таком бурении?

Игорь Самохин, г. Иркутск

Обо всем этом мы попросили рассказать директора Института географии РАН академика Владимира Михайловича Котлякова, заместителя директора Арктического и антарктического научно-исследовательского института, начальника российской антарктической экспедиции Росгидромета профессора Валерия Владимировича Лукина и некоторых других специалистов.

Подледниковые воды

Академик В.М. Котляков начал несколько издалека. География – одна из 7 фундаментальных наук на свете, сказал он. И одна из самых древнейших. Предшественниками ее были, пожалуй, лишь астрономия и математика. Уже в VI веке до н. э. один из основателей милетской школы, античный ученый Анаксимандр, составил первую карту нашей планеты.

В дальнейшем эта наука развивалась очень бурно.

Люди открывали новые территории, а в XVI–XVII веках – и иные материки. Но к началу XX века вдруг выяснилось, что все новые земли уже открыты. А начавшиеся в середине столетия полеты искусственных спутников Земли подтвердили: неоткрытых территорий уже не осталось. Неизвестные географические объекты стоит искать разве что на дне морском да подо льдами Антарктиды.

Именно в это время, а точнее в 1955–1957 годах, нашим замечательным ученым А.П. Капицей была теоретически предсказана возможность существования под вечными льдами Антарктиды озер с незамерзшей водой. Забегая вперед, скажу, что ныне таких озер обнаружено уже около 150.

Исходил же Андрей Петрович Капица вот из каких предпосылок. Мысль о том, что при очень большой толщине ледника температура у его нижней границы может стать равной температуре плавления льда, известна с конца XIX века. Она следовала из представлений П.А. Кропоткина, который полагал, что в толще крупных ледников не сказываются временные колебания температуры.

Более того, температура повышается с глубиной, как это происходит в скважинах, пробуренных в горных породах, поскольку наша планета разогрета изнутри.

Так Антарктида и озеро Восток выглядят из космоса.

В 1961 году наши исследователи провели теплофизические расчеты, которые показали, что температура льда у его нижней границы равна температуре плавления (-2 °C), например, в районе антарктической станции «Восток», открытой советскими полярниками в 1957 году. Ведь давление здесь в нижней части ледового панциря должно достигать более 300 атмосфер! Так что в отдельных углублениях подледного ложа вода может скапливаться в виде озер.

Была составлена теоретическая карта областей непрерывного таяния у ложа в центральной части ледникового покрова Антарктиды. Из нее следовало, что полярные станции «Восток», «Амундсен-Скотт», «Берд» находятся в областях, где идет непрерывное донное таяние, и можно ожидать, что здесь существуют подледниковые озера.

Впервые реальные подтверждения этой гипотезы были получены в результате бурения самой глубокой в 60-е годы XX века скважины (два с лишним километра) на американской станции «Берд». Когда бур достиг дна ледника, в скважину хлынула пресная вода.

Тогда же и у советских полярников появилась мысль о заложении скважины на станции «Восток». Тем более что спутниковая съемка подтвердила: под станцией действительно есть подледное озеро размерами примерно с треть Байкала. Скважину, точнее скважины (нынешняя уже пятая по счету), бурили около 30 лет. По мере углубления в лед на поверхность извлекали керны – ледяные образцы с различной глубины. Их внимательно изучали специалисты в рамках советско-французско-американского проекта.

За время исследований, в которых и я участвовал, мы построили кривую климата на Земле за прошлые 420 тысяч лет и получили выдающиеся результаты. Климат на планете менялся циклически примерно через 100 тыс. лет. В периоды межледниковья – мы и сейчас в таком живем – температура была примерно такая же, как ныне, и выше, и в это же время было большое количество газов в атмосфере. В холодные периоды газов было гораздо меньше…»

То, как со временем меняется климат, известно давно. Данные были получены на базе морских осадков; ледниковая кривая просто подтвердила эти данные. Но исследования древней атмосферы, парниковых газов до этого никто не делал, потому что только изо льда можно получить пробы. Только в древнем льду есть пузырьки древнейшего воздуха.

Схема озера Восток.

Приключения при бурении

Почему работы по бурению ведут столь долго, каковы тут технические трудности, поведал В.В. Лукин.

– О том, что бурить нашу планету весьма непросто, известно давно, – сказал он. Вспомните хотя бы, сколько трудностей возникло в ходе бурения Кольской сверхглубокой скважины. И все же бурение на станции «Восток» стоит особняком. Во-первых, работать приходится в условиях высокогорья, когда температура окружающего воздуха зимой опускается до минус 60 градусов Цельсия, а летом минус тридцать – тоже в порядке вещей.

Во-вторых, лед – весьма своеобразная субстанция.

Это, если хотите, твердая жидкость. Лед все время течет. И если оставить буровой снаряд без присмотра даже на несколько часов, то его тут же заморозит, зажмет намертво. Что, кстати, уже и случалось не раз…

В 1990 году на «Востоке» начали бурить пятую по счету скважину. Самую глубокую. Сухое бурение льда идет до глубины 500 метров. Дальше начинает работать эффект горного давления. Скважина заплывает. Чтобы не дать ей закрыться окончательно, ее нужно заполнить веществом, идентичным по плотности льду. Причем «затычка» должна быть жидкой, чтобы через нее можно было свободно продвигать буровой снаряд. Более того, она не должна замерзать. Такой смеси поначалу не было. Она появилась в результате разработки наших специалистов по бурению. Однако пробурить оставшиеся 50 метров было суждено только спустя 18 лет после начала работ на пятой скважине. Потому как только наши полярники вновь взялись за бур, экологи забили тревогу: ученые загрязнят озеро заливочной жидкостью!

А потому в 1998 году работы прекратили. Скважина остановилась на глубине 3623 метра. Но ученые не отчаивались. В Министерстве науки и технологий объявили открытый конкурс на разработку экологически чистой заливочной жидкости. В марте 2000 года с задачей справился Петербургский горный институт.

Однако получить согласие на ее использование удалось лишь… к 2010 году. Так долго не давало добро Международное антарктическое сообщество. Работы возобновили в 2012 году. И ныне мы единственные в мире, кто работает со льдом на такой глубине.

Прилетевшие из Антарктиды

Встречали наших бурильщиков, вернувшихся из Антарктиды, почти как космонавтов. В зале прилета аэропорта «Пулково-2» собралась толпа встречающих людей с телекамерами и микрофонами. Среди них был и ваш корреспондент.

Проникновение в озеро произошло буквально перед самым отъездом нынешнего состава экспедиции, немножко впопыхах, мы очень мало спали, уже нужно было собираться домой, но очень хорошо, что это все-таки произошло, признался заведующий лабораторией изменения климата и окружающей среды Арктического и Антарктического института и главный гляциолог станции «Восток» Владимир Липенков. Нам очень не хотелось, чтобы остались бы там эти восемь сантиметров неразбуренными, а мы так бы и уехали в неопределенности…

Керн, извлеченный из антарктической скважины.

Липенков напомнил, что полярники уже были однажды близки к проникновению в озеро несколько лет назад, но тогда сломался бур. Достать его не удалось, он и сегодня находится там, под толщей льда. После поломки решено было бурить несколько в другом направлении, «обойти» оставленный бур. Так 5 февраля 2012 года в 20 часов 25 минут на отметке 3 тысячи 769 метров ученые наконец добрались до озера Восток.

Впрочем, В. Липенков считает, что по-настоящему большим прорывом в науке нынешнее достижение станет только после того, как его признают все: «Многие спрашивают: что это за открытие, каково его значение? Нужны дальнейшие исследования. Ведь какие в озере есть формы жизни, мы пока не знаем», – отметил ученый.

Первые исследования воды из озера проведут не раньше чем в январе следующего года. Сейчас это сделать невозможно, потому что вода не замерзла. А если выкачивать ее на поверхность в жидком виде, в нее попадут загрязнения, которые исказят ее состав.

Микробиологи обязательно все изучат, не беспокойтесь, подвел итоги своеобразной пресс-конференции встречавший полярников В.В. Лукин. Мы разрабатываем специальные зонды, которые протестируем на Ладоге перед тем, как опустить их в озеро Восток.

Новые буровые операции начнутся в Антарктиде в конце ноября 2012 года – тогда будет разбуриваться свежезамороженный ледяной керн. Однако основные исследования озера Восток, проникновение в которое некоторые исследователи сравнивают с высадкой на Луну или на Марс, будут проходить позже, в 2013–2015 годах.