Текст книги "Юный техник, 2013 № 06"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

ПОЧЕТНЫЙ ДИПЛОМ

В этом выпуске мы поговорим о том, зачем на шахте жалюзи, как заменить пилота, чему учат бабушкины ходики и как устроен умножитель… воздуха.

ЧТОБЫ НА ШАХТАХ НЕ ГИБЛИ ЛЮДИ

«Недавно в Воркуте, на шахте «Воркутинская», произошло очередное ЧП. Взорвался метан, погибли люди.

При этом, как оказалось, датчики, которые должны были бы отметить повышенное содержание газа, не сработали…

Вот я и предлагаю. Во-первых, надо поставить более современные датчики газа. Раньше шахтеры брали с собой под землю канареек, которые очень чувствительны к запаху газа. Так неужто сегодня инженеры не в состоянии создать «электронные носы» по аналогии с канареечными?..

Во-вторых, чтобы сократить радиус действия ударной волны при взрыве, надо ставить в штреках подвижные стальные жалюзи, подобные тем, что есть в некоторых магазинах. В свернутом состоянии они висят под потолком, никому не мешая. А при ЧП по команде датчика жалюзи тут же падают вниз, перекрывая путь ударной волне».

Такое предложение прислал нам из Караганды шестиклассник Андрей Высоковский. Его разработка понравилась нам тем, что школьник принял близко к сердцу чужую беду. Он живет в шахтерском городе и, видимо, хорошо знает, какая это опасная профессия – шахтер.

И решение Андрея в целом правильное. Он прекрасно понимает, что в XXI веке надеяться лишь на канареек как-то несерьезно. Их уже давно заменили электронные газоанализаторы. Во многих случаях они действуют достаточно оперативно. Беда только в том, что загазованность в штреке, а затем и взрыв зачастую нарастают столь стремительно, что люди ничего не успевают предпринять. Тут нужна автоматика.

Об этом отлично осведомлен карагандинский инженер В.М. Плотников, который всю свою изобретательскую жизнь посвятил борьбе с подземными пожарами. Огонь страшен всегда и везде. Но, пожалуй, особенно опасен он под землей. Шахтерам некуда бежать, да и распространяется пожар обычно молниеносно, поскольку сопровождается взрывами метана.

Над этой проблемой Валерий Плотников задумался еще в 60-е годы XX века, когда его, 25-летнего специалиста, направили работать в Караганду. Тогда же он получил и первые авторские свидетельства на способы локализации подземных пожаров с помощью быстро возводимых металло-деревянных и брезентовых перемычек.

Перемычки Плотникова стали внедрять на шахтах, а автор все был недоволен своей разработкой. Он понимал: на возведение даже самой простой перемычки требуется, по крайней мере, несколько часов – столько времени у людей в аварийной шахте, как правило, не бывает.

В.М. Плотников продолжал думать, как усовершенствовать изобретение. Делу помог случай. «В 1972 году мне довелось увидеть, как садится реактивный военный самолет с тормозным парашютом, – вспоминал Валерий Михайлович. – Характерный хлопок при раскрытии купола парашюта вызвал в памяти воспоминание об ударной воздушной волне взрыва. Тогда и возникла идея поставить в шахте парашютную перемычку…»

В.М. Плотников (фото из ЮТ № 3 за 2007 г.).

Какой должна быть такая конструкция? Пусть она состоит из купола и строп, сходящихся в одной точке, то есть примерно так же, как и на обычном парашюте, размышлял В.М. Плотников.

Только здесь концы строп крепятся не к подвесной системе парашютиста, а к анкерным болтам в кровле выработки. При взрыве воздушная волна сама надует купол, и сечение подземной выработки окажется перекрытым. Купол остановит распространение взрывной волны по штреку или, по крайней мере, значительно смягчит ее удар.

Разработка опробована и запатентована еще 40 лет тому назад, но до сих пор практически не используют – дорого. Но ведь не дороже, чем жизни людей!

Разберемся, не торопясь…

ДУБЛЕР ПИЛОТА

«Когда смотришь по ТВ репортаж об очередной авиакатастрофе, очень часто эксперты говорят о так называемом «человеческом факторе». То есть, говоря проще, более 70 % катастроф происходят из-за ошибок либо пилотов, либо механиков, готовивших самолет к рейсу, либо диспетчеров, допустивших ошибку в своей работе.

А если это так, то давайте вообще отстраним летчика от управления самолетом. Ведь сегодня на каждом авиалайнере есть автопилот, причем, насколько мне известно, уже не раз проводились эксперименты, когда робот за штурвалом управлял самолетом от взлета до посадки…»

Такое вот предложение прислал нам Егор Кузнецов из г. Красноярска. И он совершенно прав.

Так, быть может, настало время заступить на вахту пилоту-роботу? С этим согласны многие авиационные инженеры. И все-таки они медлят с широким внедрением автоматического управления самолетами. Причин тому две. Во-первых, роботизированные системы стоят очень дорого. Во-вторых, как показывают опросы, многие пассажиры попросту боятся летать без пилотов.

Но постепенно люди все больше доверяют свою жизнь электронике. В метро уже появились первые поезда, которые управляются операторами на расстоянии. Причем люди вмешиваются в работу автомашиниста лишь в исключительных случаях.

Авторулевые появились на судах. Проводятся испытания автомобилей, движением которых управляют роботы. Да и в авиации появляется все больше БЛА – беспилотных летательных аппаратов.

Остается преодолеть психологический барьер, приучить пассажиров к мысли, что летать без пилотов не страшно.

Есть идея!

ПОДОБНО БАБУШКИНЫМ ХОДИКАМ

«Недавно в гостях я увидела старинные часы-ходики с кукушкой. И была очень удивлена, увидев, как они заводятся. Надо, потянув за цепочку, просто поднять повыше гирю, прикрепленную к этой цепочке. И часы вполне исправно, без всяких пружин, будут показывать время в течение суток. А потом надо снова подтянуть гирю. Но ведь такой принцип можно использовать для приведения в действие многих других устройств. Например, домашнего радиоприемника, который будет работать без всяких батарей даже там, где нет никакого электричества…»

Современный вариант бабушкиной «кукушки».

Письмо, присланное Катей Сергеевой из г. Углича, натолкнуло нас вот на какую мысль. В современном мире среди наиболее приемлемых источников экологически чистой энергии давно заняли свое место солнечные батареи, используется энергия ветра и воды. А вот о кинетических источниках, работающих на гравитации, как-то подзабыли. Но ведь у них на самом деле есть еще неиспользованный потенциал!

Так, два лондонских изобретателя Мартин Риддифорд и Джим Ривз спроектировали и собрали устройство под названием «GravityLight», которое использует законы тяготения, чтобы производить свет. Чтобы «Gravity-Light» заработал, надо поднять грузик на ленте, которая заменяет традиционную цепочку. После этого устройство около 30 минут будет освещать пространство вокруг при помощи светодиодов.

А какие еще устройства, использующие гравитацию, можете предложить вы?

Намотан на ус

УМНОЖИТЕЛЬ ВОЗДУХА

Как известно, сложнее всего изобретать простые вещи. Это хорошо известно британскому изобретателю Джеймсу Дайсону, который придумал множество всяких полезных (и бесполезных, но занятных) вещей, самая известная из которых – пылесос-циклон без мешка для сбора пыли. Вот уже тридцать с лишним лет он все совершенствует свою конструкцию и довел ее, кажется, до совершенства. А потому, наверное, взял таймаут. И недавно изобрел… вентилятор.

«Ну, этому изобретению в обед сто лет, – скажете вы. – Подумаешь, изобретение – пропеллер с электромотором…» Однако взгляните на фото. У нового вентилятора сэра Джеймса нет лопастей. И вообще, кажется, ни одной движущейся части. Тем не менее, он исправно гонит воздух.

Это занятное устройство называется «Умножитель воздуха Дайсона», или Air Multiplier. Изобретатель придумал его, дабы избавить настольный вентилятор от ряда недостатков: «рваного» турбулентного потока воздуха (не всегда приятно, когда он попадает в лицо), а также – от лопастей, которые опасны для малышей, вполне способных просунуть пальцы в защитную решетку.

В основе системы лежит пластиковое кольцо, сечение которого похоже на профиль самолетного крыла. На внутренней его поверхности по всему периметру расположена щель толщиной всего 1,3 мм. Маленькая, но очень эффективная воздушная турбина, которая приводится в действие 40-ваттным электромоторчиком, спрятана в основании прибора. Воздух к турбине поступает через решетку внизу. Она накачивает его в полость внутри кольца. Из узкой щели воздушный поток выходит с скоростью до 35 км/ч и начинает плавно огибать внутренний аэродинамический профиль. При этом напротив центра кольца создается область разрежения, в которую дополнительно втягивается воздух с дальней от пользователя стороны..

Таким образом, хотя турбина подает в щель порядка 20 л воздуха в секунду, на выходе из прибора объем воздушного потока возрастает в 10–20 раз! Поэтому прибор и называется Air Multiplier.

НАШ ДОМ
Экстремальные краски

Наступило лето – традиционная пора ремонта в доме. Подготовились ли вы к нему? Ведь от того, насколько тщательно была проведена предварительная подготовка, во многом зависит и качество самого ремонта. Сегодня мы поговорим о том, в каких случаях и для чего надо использовать так называемые краски-экстремалы.

Окраска батарей

В любой квартире, пожалуй, можно выделить две экстремальные зоны. Это батареи центрального отопления и прочие отопительные устройства, а также трубы горячего и холодного водоснабжения. От других поверхностей, которые приходится периодически красить в доме, они отличаются прежде всего тем, что имеют экстремальную – сильно повышенную или пониженную – температуру. А это накладывает особые требования как на процесс окраски, так и саму краску.

Между тем, очень многие красят, например, радиаторы отопления той же краской, что осталась, скажем, после окраски дверей или окон. И уже через зиму-другую с неудовольствием качают головой: «Батареи снова надо красить…»

Чтобы такого не было, нужно использовать для окрашивания горячих поверхностей термостойкие лакокрасочные материалы.

Краска имеет право называться термостойкой только в том случае, если она способна сохранять свои защитно-декоративные функции под воздействием температуры выше 60 °C. Более того, согласно ГОСТу стойкость такой краски вообще должна быть не меньше 150 °C.

Обычные масляные краски или эмали не рассчитаны на такие условия, поэтому нанесенный слой трескается, расслаивается и меняет цвет. Так что не пожадничайте, купите именно экстремальную краску.

Красить ею лучше холодные батареи, поэтому окрашивание надо производить летом, когда центральное отопление не работает. Сначала надо очистить батарею от старой краски. Делать это можно, например, с помощью специальных растворов для удаления краски, которых в магазинах множество.

Затем нужно избавиться от коррозии, потому что даже термостойкая краска со временем начнет отслаиваться в местах, где ржавчина не была удалена. Пройдитесь по поверхности батареи наждачной бумагой и покройте антикоррозийной грунтовкой или используйте в качестве грунта краску «от ржавчины», о которой пойдет речь ниже. После этого можно наносить термостойкую краску.

Кстати, несмотря на то что традиционно батареи часто окрашивают в светлые тона, рациональнее все же использовать темную краску, уверяют специалисты. По сравнению с белой батареей, например, коричневая дает тепла на 5–6 % больше.

Так же нужно действовать и при окрашивании труб горячего водоснабжения. При этом в зависимости от количества нанесенных слоев поверхность будет сохнуть от одной до трех недель. Даже если на упаковке написано, что время высыхания несколько часов, лучше дать краске подсохнуть как следует.

Нанесите сначала один слой, а после его полного высыхания – второй; так эмаль лучше ляжет и будет держаться прочнее. Чтобы она быстрее сохла, а вам было комфортнее работать, окраску необходимо производить в хорошо проветриваемом помещении.

Для печей и каминов

Термостойкие краски, как уже говорилось, ныне применяют для окрашивания металлических и кирпичных каминов, печей и прочих отопительных устройств. Такое покрытие защитит металл от коррозии, а кирпич – от растрескивания. В покраске нуждаются как декоративные (наружная кирпичная кладка, плитка), так и рабочие поверхности, испытывающие сильную тепловую нагрузку – трубы, дымоходы, каминные решетки…

Температура здесь может достигать 400 °C. Поэтому для покраски дымовых труб используют только силиконовые термостойкие краски. Сначала поверхность обезжиривают и очищают от ржавчины, после этого металл тщательно шлифуют и лишь затем окрашивают.

Когда первый слой краски нанесен, его нужно просушить в течение нескольких часов (время указано в инструкции). После этого печь или камин протапливают, чтобы подвергнуть первый слой обжигу. Печь доводят до полной мощности и лишь затем прекращают топить, дают ей остыть.

Второй слой термостойкой краски наносят на трубу только после того, как она стала холодной. Дождавшись высыхания краски, ее вновь обжигают. Таким образом, процесс покраски дымовой трубы занимает несколько дней. Параллельно с покраской труб можно окрашивать печные заслонки и другие металлические детали камина или печи.

Для покрытия внешней кирпичной кладки нередко используют термостойкий кремнийорганический лак. Он выгодно подчеркивает фактуру и цвет кирпича, выполняя при этом все защитные функции.

Как правило, у каждой термостойкой силиконовой краски, кремнийорганической эмали и лака есть соответствующая грунтовка. Для ее подбора проконсультируйтесь с продавцом.

Расход краски составляет примерно 1 л на 10–15 кв. м. Стоят такие краски довольно дорого.

Так цена 1 л алкидной эмали – от 200 до 800 руб. в зависимости от производителя (FEIDAL, Tikkurila, PARADE, Dufa, Mipa).

Цвета силиконовой термостойкой краски бывают разные, в основном темные: кирпичный, черный, серый… Цена 1 л такого состава – от 500 до 1000 руб.

Но, будучи долговечными, экстремальные термокраски в конце концов себя оправдывают.

Как остановить ржавчину?

Обычная процедура такова. Поверхность, на которой показалась ржавчина, тщательно зачищают скребком, металлической щеткой и наждачной бумагой, а то и промывают спецраствором, затем наносят для верности преобразователь ржавчины, снова зачищают, а уж затем шпаклюют, грунтуют и красят.

Такая технология еще имеет смысл, когда вы спасаете от ржавчины, скажем, крыло автомобиля. Но в домашних условиях, когда речь идет о том, чтобы продлить жизнь водопроводным трубам, можно применить методику и попроще. Снимите скребком и щеткой старую краску в тех местах, где она и так облезает. Иначе ведь новая краска на старой держаться не будет.

А вот ржавчину отчищать до блеска не обязательно, если вы используете краску, которая позволяет красить прямо по ржавчине. Взять, к примеру, краску для наружных и внутренних работ ВДЛА-1222Р. Она предназначена для недорогой противокоррозийной защиты поверхностей из черного металла – гаражей, газовых и водопроводных труб, оград и дверей.

Ее можно использовать как самостоятельное покрытие, а также как грунт под эмали и краски типа ПФ, ГФ, МА, особенно в тех случаях, когда поверхность трудно очистить от ржавчины. Краска для металла «по ржавчине» сочетает в себе свойства преобразователя ржавчины, антикоррозионного грунта и декоративной эмали.

Краска эффективно защищает металл от коррозии при нанесении на прочный слой ржавчины (до 70 мкм) без ее удаления, обладает высокой влагостойкостью, быстро сохнет, не пахнет. Срок эксплуатации даже при наружном применении до 5 лет. В продаже имеются разные цвета – шоколадный, серый, черный, зеленый, желтый, голубой и другие. Имейте только в виду, что краска не используется на поверхностях, подверженных интенсивным механическим воздействиям!

Можно использовать и краску по ржавчине «Фанкор», которая предназначена для недорогой антикоррозионной защиты поверхностей из черного металла, а также для защитно-декоративной отделки железобетона, бетона, кирпича, шифера, бордюрных блоков, дерева. Эту краску можно наносить также на поверхности, окрашенные масляными, алкидными, латексными и другими красками. Краска по ржавчине эффективно заменяет привычные грунты (ГФ-021) под эмали и краски типа ПФ, ХВ, ХС, МА и т. д., особенно в тех случаях, когда поверхность недостаточно хорошо очищена от ржавчины. Обладает высокой влагостойкостью. Быстро сохнет, не имеет резкого запаха.

Публикацию подготовил И.ЗВЕРЕВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Этот самолет хорошо известен любителям кино. На его крыле играл в гольф герой фильма «Я – легенда» в исполнении Уилла Смита, на этом самолете герой Стивена Сигала летал из США в Афганистан в фильме «Черный гром». Наконец в этот самолет перевоплощался Джетфайр в фильме «Трансформеры: Месть Падших». В общем, речь о сверхзвуковом разведчике Lockheed SR-71, получившем неофициальное название Blackbird («Черный дрозд»).

SR-71 участвовал в разведке во Вьетнаме и Северной Корее в 1968 году. Одному вьетнамскому зенитно-ракетному полку была специально поставлена задача уничтожить этот самолет, чтобы поднять престиж советского оружия, однако все пуски ракет по SR-71 были безрезультатными. SR-71 оказался единственным американским самолетом, который северовьетнамской системе ПВО так и не удалось сбить.

Самолет выполнял аэродинамические исследования NASA, а в 1976 году установил абсолютный рекорд скорости среди пилотируемых самолетов с прямоточными двигателями – 3529,56 км/ч.

Технические характеристики:

Длина самолета… 32,74 м

Размах крыла… 16,94 м

Высота… 5,64 м

Площадь крыла… 141,1 м²

Масса пустого… 27,215 т

Максимальная взлетная масса… 77,100 т

Тяга двигателя, макс… 2х10 630 кгс

Максимально допустимая

скорость… 3,2 М

Дальность полета… 5 230 км

Практический потолок… 25 910 м

Скороподъемность… 60 м/с

Длина разбега/пробега… 350 м

Экипаж… 2 чел.

Автомобиль Chevrolet Orlando был разработан специально для Европы и впервые продемонстрирован на Парижском автосалоне в 2008 году.

Машина построена на платформе автомобиля Chevrolet Cruze и сохранила многие его черты. В основе интерьера лежат простые принципы – многофункциональность и трансформируемость. Чтобы внутри уместилась вся семья, автомобиль представлен в семиместном варианте. При этом третий ряд достаточно просторен, что не часто бывает в подобных моделях.

Благодаря регулировкам спинок кресел второго ряда, на третьем без труда может разместиться даже взрослый, что уж говорить о ребенке.

Автомобиль комплектуется бензиновым двигателям объемом 1,8 л и мощностью в 141 л.с. или дизельными – мощностью 130 или 163 л.с. при одинаковом объеме в 2 л.

Технические характеристики Chevrolet Orlando 1,8 AT:

Количество дверей… 5

Количество мест… 7

Длина автомобиля… 4,652 м

Ширина… 2,164 м

Высота… 1,875 м

Снаряженная масса… 1563 кг

Объем двигателя… 1796 см³

Мощность… 141 л.с.

Максимальная скорость… 185 км/ч

Средний расход топлива… 7,9 л/100 км

Объем топливного бака… 64 л

Разгон с места до 100 км/ч… 11,8 с

Диаметр разворота… 11,2 м

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ
Физические фокусы

НАЭЛЕКТРИЗОВАННАЯ ОТКРЫТКА

Для опыта вам понадобятся: почтовая открытка или лист плотной бумаги, палка, стул, одежная щетка или кусок шерстяной ткани.

В сухую погоду натрите щеткой листок плотной бумаги. И бумага тотчас, точно магнит, начнет притягивать разные легкие предметы – кусочки пробки, фантики.

Установите в равновесии палку на спинке стула и пообещайте зрителям, что сбросите эту палку, не дотрагиваясь до нее, не подув на нее, не касаясь стула – так сказать, «силой взгляда», его «магнетизмом».

На самом деле для трюка можно использовать наэлектризованную открытку, которая притянет к себе конец палки, лишив ее равновесия.

Фокус получится еще более впечатляющим, если вы воздействуете на палку, не прикасаясь, что называется, голой рукой – проделывая загадочные пассы. При этом, конечно, для пущего эффекта надо пристально посмотреть на палку.

На самом же деле и тут вам поможет электричество, точнее – электростатика. Для этого зимой, когда воздух в квартире особенно сух, надо надеть шерстяной свитер и хорошенько наэлектризовать свое тело и руки, энергично потирая ладони о свитер. Накопившийся электростатический заряд может оказаться еще мощнее, чем на открытке.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РИСУНКИ

Возьмите пластину обычного оконного стекла размерами с форточку, кусок шерстяной ткани, кисточку, пробку, наждачную бумагу и глицерин, который можно купить в аптеке.

По секрету от зрителей изобразите на стекле кисточкой, смоченной в глицерине, какой-нибудь рисунок – например, фигуру человечка. Если стекло затем поставить между лампой и стеной, оно покажется зрителям совершенно прозрачным, они не заметят глицеринового рисунка.

Положите теперь стекло на две книги, глицерином книзу. А между книгами заранее рассыпьте по столу тонкий пробковый порошок. Его можно приготовить, шлифуя пробку о наждачную бумагу.

Теперь стоит потереть сверху стекло тряпкой – и легкие пробковые опилки подскочат и прилипнут к глицерину.

Поставьте стекло вертикально, сдуйте с него лишние пылинки, а потом поместите между лампой и стеной.

В итоге зрители увидят на стене неизвестно откуда взявшийся отчетливый теневой рисунок, да к тому же в увеличенном виде.

ТАНЦЫ НА ПРОВОЛОКЕ

Приготовьте для опыта плотный картон, 6 пробок, 12 больших булавок или тонких гвоздей, магнит, проволоку, большую иглу, плотную бумагу, пластилин, ножницы, спичку, нитки.

Если поставить иглу вертикально на тарелку, а над ее головкой держать магнит, можно выпустить иглу из пальцев – она будет стоять, покачиваясь, на своем острие. Воспользуемся этим, чтобы показать очередной фокус.

Вырежьте из картона «сцену». Шесть пробок и двенадцать булавок понадобятся, чтобы к передней стенке приладить такой же величины заднюю стенку. На обратной стороне фасада, в верхней его части, укрепите магнит так, чтобы он был незаметен зрителям.

Под магнитом натяните поперек сцены проволоку, поставьте на нее острием большую иглу. Проволоку нужно натянуть на такой высоте, чтобы игла не подскакивала к магниту, но и не падала – она должна стоять на проволоке вертикально.

Далее вырежьте из плотной бумаги фигурку танцора-канатоходца, стоящего на одной ноге, и прикрепите к ней двумя кусочками пластилина иглу. Фигурка по длине должна быть равна игле, острие которой ложится точно на конец ноги танцора.

Поставьте танцора на проволоку под магнитом. Он будет сохранять равновесие, слегка покачиваясь, словно балансируя на канате. А вы для пущей важности можете произнести некие заклинания…

В ЧЕМ ХИТРОСТЬ?

И под конец сеанса фокус, сходный с тем, с которого начинались эти заметки.

Для этого фокуса нужно взять 3 пробки, тонкий металлический прут, 2 большие булавки или 2 тонких стерженька, стакан, маленькие гвозди, свечу.

Пропустите через кружок пробки тонкий металлический прут. Воткните в пробку перпендикулярно пруту две булавки, по одной с каждой стороны прута, и поставьте острия булавок на донышко перевернутого стакана. Чтобы это коромысло находилось в устойчивом равновесии, нужно опустить пониже его центр тяжести.

Для этого на концы прута насадите по пробке, утыканной гвоздями. Вот коромысло и в равновесии: прут лежит, опираясь на острия булавок, горизонтально.

А теперь возьмите в руку зажженную свечу и, делая загадочные пассы, поводите свечой под одним из плечей коромысла. Оно вдруг станет опускаться. Почему?

Дело в том, что нагретое плечо коромысла расширилось и стало длиннее, чем другое, холодное. Произошло линейное расширение металла. И равновесие нарушилось.