Текст книги "Юный техник, 2012 № 07"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 7 июль 2012

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
Человек на все времена

560 лет тому назад родился Леонардо да Винчи – «универсальный человек», как его назвали потомки.

Мальчиком Леонардо, как и многие его сверстники, любил купаться. Тем более что море в Италии, где он родился и жил, ласковое, теплое и прозрачное. А потому, нырнув с открытыми глазами, можно было понаблюдать за жизнью подводного мира. Жаль только, что недолго. Как мальчик ни старался, он не мог пробыть под водой больше минуты.

А потому и подумал, что неплохо бы человеку, если не обзавестись жабрами, как рыба, то хотя бы каким-то приспособлением, которое бы позволило ему находиться под водой подольше.

Леонардо слыхивал, что еще в античные времена были попытки продержаться подольше под водой с помощью «водолазного колокола». На самом деле, это была просто перевернутая вверх дном бочка. С помощью грузов ее притапливали, при этом в ней сохранялся какой-то запас воздуха. И ныряльщик мог в этой бочке немного передохнуть, не поднимаясь на поверхность.

Однако сидя в такой бочке, много не увидишь. А мальчику хотелось бы побродить по дну, поближе познакомиться с его обитателями. Но такой возможности пока не было…

Другой, быть может, со временем и забыл бы о своих детских мечтах. Но не таков оказался человек, которого звали Леонардо ди сер Пьеро д‘Антонио – сын нотариуса и крестьянки из селения Анкиано, близ маленького городка Винчи.

По словам историка и биографа Вазари, Леонардо да Винчи уже в детстве настолько преуспел в арифметике, что своими вопросами ставил в тупик преподавателей. В то же время Леонардо занимался музыкой, прекрасно играл на лире и хорошо пел. Однако больше всего его занимали рисование и лепка, а также изобретение всевозможных машин и механизмов.

Модели, выполненные по проектам Леонардо да Винчи (слева направо): водолазный костюм, прототип современного велосипеда, макет шарикоподшипника.

Отец показал рисунки подростка своему давнишнему другу, одному из самых разносторонних и известных во Флоренции мастеров – скульптору, ювелиру и живописцу Андреа Верроккьо. Тот изумился и сказал, что юный Леонардо должен всецело посвятить себя живописи. И в 1466 году 14-летний Леонардо поступил учеником во флорентийскую мастерскую Верроккьо.

Будучи подмастерьем, Леонардо изучал мастерство художника и скульптора, познакомился с набором инструментов и механизмов, которые применялись тогда при поднятии и переноске тяжестей. Позже он использует эти познания в своих многочисленных изобретениях.

Круг его интересов был очень широк. Он интересовался не только живописью и скульптурой, но и архитектурой, строительством, пиротехникой, военной и гражданской инженерией, медициной, литературой и музыкой, математикой и другими естественными науками.

Благодаря своим талантам, мастерству и познаниям к 20 годам Леонардо да Винчи стал членом Флорентийской гильдии художников. Он не только помогал своему учителю, дописывая на его картинах некоторые детали, но и написал ряд самостоятельных картин, первым среди итальянских художников использовав для этого масляные краски.

С самого начала своей творческой деятельности Леонардо отошел от общепринятых традиций, создал новый стиль с особым взглядом на мир природы и творчества.

Вот только один тому пример. Как-то отец принес домой круглый щит, переданный ему приятелем, и попросил сына украсить его каким-нибудь изображением по своему вкусу, чтобы сделать приятное своему знакомому. Леонардо тщательно осмотрел щит, нашел его кривым и шероховатым. Сначала тщательно выправил его форму, отполировал его, а затем залил гипсом. Потом он натаскал в свою комнату хамелеонов, ящериц, сверчков, змей, бабочек, омаров, летучих мышей и других причудливых животных. Глядя на них и добавив собственную фантазию, он изобразил на щите некое страшное чудище, напоминавшее мифического дракона, из пасти которого полыхал огонь, из глаз сыпались искры, а из ноздрей валил дым.

Модель одного из подъемных механизмов по проекту Леонардо.

Модель подводной лодки, созданная по чертежам Леонардо да Винчи.

Когда почтенный нотариус увидел этот щит, он сначала отшатнулся в ужасе – ему показалось, что чудище вот-вот вывалится из щита и начнет крушить все и вся вокруг, настолько реалистичным оказалось изображение.

Позднее этот щит увидел и купил миланский герцог, который очень дорого заплатил за него как за подлинное произведение высокого искусства.

В дальнейшем всю свою жизнь деятельность художника Леонардо да Винчи совмещал с так называемой прикладной деятельностью, свойственной больше современным дизайнерам. В том мог убедиться любой посетитель выставки «Гений да Винчи», прошедшей недавно в Москве. Выставка эта передвижная. До москвичей с ее экспозицией познакомились жители Санкт-Петербурга и некоторых других городов России.

Создали же экспозицию итальянские специалисты, которые в течение 10 лет расшифровывали дневники гения. Правда, из 24 тысяч страниц до нас дошла лишь четвертая часть, но и этого оказалось достаточно, чтобы по эскизам мастера было воспроизведено в виде макетов и моделей немало удивительных конструкций, в частности, водолазный костюм. Леонардо все же придумал, как создать из кожи с особой пропиткой (резины тогда еще не знали) водолазный костюм, надев который человек мог совершить прогулку по морскому дну, дыша воздухом, поступающим с поверхности по особым шлангам, и разглядывая окружающее через опять-таки водонепроницаемые очки.

Модель самоходной тележки Леонардо.

Прототип подъемного крана по эскизу Леонардо.

Говорят также, что Леонардо да Винчи работал и над проектом подводной лодки, которая представляла собой усовершенствованный водолазный колокол, снабженный гребными винтами, которые должны были вращать вручную сами водолазы.

А для суши Леонардо да Винчи придумал самоходную коляску. Говорят, впрочем, один из вариантов такой коляски предполагал использование лошади. Однако она не была запряжена впереди коляски, как обычно, а должна была переступать ногами, стоя в особом загончике, на платформе. Ее движения, благодаря кинематической передаче, преобразовывались во вращение колес.

Говорят также, что Леонардо да Винчи приложил руку и к созданию первого в мире средневекового велосипеда. Об одной из таких конструкций мы уже рассказали в «ЮТ» № 3 за 2010 г. Однако эксперты сомневаются в подлинности такой конструкции, как и в том, что в России первый металлический велосипед был создан уральским кузнецом Артамоновым. Тем не менее, макет деревянного велосипеда-«быстронога» тоже помещен в экспозицию.

Интересный вариант самоходной повозки Леонардо придумал и для военных целей. В принципе, получается, что гений Возрождения создал проект первого в мире танка. Округлая платформа, прикрытая прочными листами металла, ощетинилась во все стороны дулами первых огнестрельных орудий.

Напомним, что вообще-то первые танки появились на поле боя лишь в Первую мировую войну, спустя 400 с лишним лет после Леонардо.

Для целей воздушной разведки Леонардо да Винчи разработал также проект «летающей птицы» – одного из первых в мире планеров. Летал ли такой планер на самом деле, неизвестно. Хотя эксперты и утверждают, что по эскизам можно воссоздать летающую модель, что и показано на выставке.

А другое изобретение Леонардо – «спасательная палатка» или парашют – было даже испытано в воздухе.

Конструкцию в форме пирамиды, покрытую льняным полотном, в 2000 году испытал в воздухе британский парашютист Адриан Николас. Он совершил прыжок с высоты 3000 метров и некоторое время плавно спускался при помощи «палатки». Однако на высоте 600 метров он все же избавился от нее и воспользовался запасным парашютом современного типа, опасаясь, что приземление может оказаться неудачным.

Модели, воссозданные по эскизам да Винчи: зубчатая передача и летательный аппарат.

Палатка была все-таки довольно тяжелой, поскольку для ее изготовления использовались лишь те материалы, которыми мог воспользоваться Леонардо – дерево и полотно.

Кроме инженерных проектов, на выставке можно также увидеть копии живописных полотен Леонардо, познакомиться с различными вариантами произведений художника, включая знаменитую «Мону Лизу». Посетители выставки также имели возможность узнать, что Леонардо был еще неплохим кулинаром, устроителем празднеств, во время которых запускались фейерверки, изготовленные по его рецептам, а также прародителем современных баснописцев. Именно он одним из первых стал публиковать небольшие сюжеты с подтекстом и нравоучениями. Это направление в литературе затем отшлифовал до блеска наш баснописец И.А. Крылов.

Леонардо да Винчи остался в памяти человечества, как «человек на все времена», идеями которого пользуются и поныне, а произведениями его будут любоваться еще не одно столетие.

ИНФОРМАЦИЯ

ЗАГАДКА МЕТАСЕКВОЙИ. Российские ученые первыми в мире расшифровали последовательность цепочки ДНК древнего дерева метасеквойи. Окаменевшие останки деревьев, возраст которых оценивается в 50–55 млн. лет, были обнаружены на острове Аксель Хейберг (Северная Канада) еще в конце XX века. Несмотря на то что остров находится всего в 1000 км от Северного полюса, некогда здесь, как свидетельствуют окаменевшие остатки деревьев, растений и животных, были настоящие тропики.

Материалы для исследования – всего несколько граммов хвои – генетикам-биологам Алтайского государственного университета передали специалисты Института ботаники РАН (Санкт-Петербург), в свою очередь получившие их от зарубежных коллег.

«За 50 млн. лет почти все органические молекулы были разрушены, и выделить целые оказалось очень непросто», – рассказал журналистам заместитель директора по науке Южно-Сибирского ботанического сада при университете Максим Куцев.

Но, когда исследователи справились с этой задачей, им захотелось сравнить древний геном с нынешним. Ведь несколько гектаров реликтового леса метасеквой сохранилось в Сычуаньской котловине (Центральный Китай).

Результат расшифровки ДНК оказался для ученых неожиданным. За 50 млн. лет изменилось лишь 10 генов на тысячу нуклеотидов. «Таким образом экспериментально подтверждено, что скорость эволюции неравномерна, – сказал Куцев. – При этом оказалась несостоятельной популярная теория «молекулярных часов» американского ученого Масатоши Нея, подразумевающая, что скорость эволюции ДНК для всех живых существ примерно одинакова».

Полученные результаты будут полезны для дальнейшего изучения климата и эволюции, полагают исследователи. Метасеквойя раньше была распространена в Северной Америке и Евразии. Ее останки находят в Японии, на Камчатке и в Казахстане. Что случилось с климатом, почему это растение, продолжительность жизни которого более 500 лет, почти исчезло с лица Земли, – ученым предстоит выяснить.

МОДЕЛЬ РЕКИ Мзымта создали ученые Санкт-Петербургского государственного гидрологического института. Это одна из самых бурных сочинских рек, омывающих объекты будущей Олимпиады. Ее название, кстати, переводится, как «бешеная».

По словам заведующего отделом русловых процессов института Виктора Католикова, модель в масштабе 1:80 позволила смоделировать все изгибы, повороты, особенности берега и препятствия в русле и на дне 4-километрового участка, что позволит точно предсказать возможные размывы при паводках, затопление мостов и других строящихся объектов Олимпийского Сочи.

Смоделированный участок – один из одиннадцати подобных. Воссоздать в петербургской лаборатории всю реку невозможно, поэтому ее пришлось разбить на участки и моделировать по частям. Теперь исследователи выясняют, как объекты олимпийских дорог отразились на поведении реки.

По результатам исследований петербургские ученые дают указания сочинским строителям.

СОЗДАНО В РОССИИ
Владивостокские мосты

Я слышал, кто летом во Владивостоке закончат строительство сразу двух уникальных мостов. Один соединит город с островом Русский, другой перекинется через бухту Золотой Рог. Зачем они понадобились? Почему, если они нужны, их не построили раньше?

Алексей Кириенко, г. Таганрог

Каждый, кому довелось побывать во Владивостоке – столице Приморского края, – наверняка обратил внимание на городские здания, живописно раскинувшиеся по склонам сопок, окружающих бухту Золотой Рог.

Закрытая от ветров, она идеально подходит для стоянки судов. Потому и место для закладки города было когда-то выбрано именно здесь.

Только вот беда: бухта столь глубоко вдается в сушу, что городскому транспорту приходится делать изрядный крюк по берегу, чтобы доставить своих пассажиров из северной части города в южную и обратно.

Кроме того, рядом с побережьем находятся несколько островов, в том числе и остров с примечательным названием Русский. Он замечателен еще и тем, что мягкий климат, красивые ландшафты, почти субтропическая растительность делают его весьма привлекательным местом отдыха. Вот только добраться туда непросто. По морю ходят, конечно, суда и паромы, но лишь в теплое время года. Но и тогда расписание то и дело нарушается из-за довольно частых здесь штормов и тайфунов.

Стало быть, чтобы превратить Владивосток и его окрестности в «жемчужину» Дальнего Востока, нужно не только создать инфраструктуру с комплексом гостиниц и здравниц, но и отладить транспортное сообщение. Тем более что в этом году на острове Русский намечено провести саммит Азиатско-Тихоокеанского экономического сообщества (АТЭС). К этому событию возводят Международный деловой центр, Тихоокеанский научно-образовательный комплекс «Приморский океанариум», отели и другие сооружения.

Ну и завершается строительство моста через пролив Босфор Восточный, строится автомобильный переход с полуострова Де-Фриз к поселку Седанка. Наконец, еще один мост будет перекинут через бухту Золотой Рог.

Разговоры о строительстве мостов ведутся в крае издавна. Например, переправу через бухту Золотой Рог впервые собирались навести еще в XIX веке. Идея настолько завладела тогда умами, что даже была выпущена открытка, где на переднем плане изображен тот самый мост.

Однако из затеи тогда ничего не вышло – не нашлось денег на строительство. Потом началась Первая мировая война, революция, война Гражданская… Так что в следующий раз о мостах заговорили лишь в 1939 году. Предполагали сначала построить мост на остров Русский.

Было даже рассмотрено несколько вариантов конструкций моста с различным количеством пролетов. Но до строительства дело опять-таки не дошло – грянула Вторая мировая война.

Снова к этой идее вернулись уже в 60-х годах XX века. Сотрудники Хабаровского НИИ железнодорожного транспорта разработали проекты моста и тоннеля для движения электропоездов. И опять-таки дальше проекта дело не пошло – все силы и средства страны были брошены на строительство Байкало-Амурской магистрали.

Уже в наше время был объявлен очередной конкурс на разработку проекта моста на остров Русский. Победили инженеры Научно-производственного объединения «Мостовик» из Омска, предложившие два варианта висячего моста – кабельный и вантовый. Кроме висячих, российские мостостроители еще со времен Кулибина умеют возводить и отменные арочные мосты. Но в последние десятилетия мода на них почти прошла. Висячие мосты легче, да и возводить их проще, быстрее.

Суть конструкции такова. Сначала возводят упирающиеся в дно опоры-пилоны. С их верхушек расходятся веерами прочные многожильные тросы, на которые и подвешивают полотна пролетов. Готовые секции завозят с берега на баржах и последовательно монтируют, прикрепляют к канатам.

Мощные пилоны современных мостов возводят из стали или высокопрочного железобетона. Обычно они имеют традиционную А-образную форму, но в последние годы полет фантазии инженеров-проектировщиков не знает границ, поэтому время от времени появляются экзотические конструкции.

Подвеску выполняют из нескольких рядов канатов, стянутых стальными хомутами. Канаты состоят из прядей, а те – из проволок толщиной 3–5 мм.

Такая конструкция немного напоминает гигантскую арфу. И чтобы она не колебалась, не «пела» на ветру, используют балки жесткости в виде решетчатых ферм или коробчатые конструкции обтекаемой формы для уменьшения ветровой нагрузки.

Эксперты полагают, что наши отечественные конструкции по основным техническим параметрам нисколько не уступают висячим мостам Акаси-Кайкё в Японии, Большой Бельт в Дании, Ранянг в Китае. Строительством моста на остров Русский дело во Владивостоке не ограничилось. Практически одновременно с ними заканчивается сооружение и моста через бухту Золотой Рог.

Длина его составляет 1388,09 м, протяженность мостового перехода – 2,1 км, длина главного пролета – 737 м, высота пилонов – 226,25 м.

Для изготовления железобетонного полотна береговой части моста применена сложная система опалубок, частично состоящая из деревянных конструкций. После того как бетон полотна уложен и набрал необходимую прочность, опалубку удаляют. Но иногда эту операцию откладывают, если доски не мешают проведению других работ.

И это уже однажды привело к ЧП. 12 декабря 2011 года, около 20 часов по местному времени, загорелась опалубка, еще не демонтированная, со стороны мыса Чуркин. Площадь пожара составила около 500 кв. м.

Бороться с пожаром пришлось на строительной площадке ограниченных размеров, расположенной к тому же на высоте 50 м. Ситуацию осложнял еще и довольно сильный ветер. Подобраться вплотную к огню пожарные не могли: проезд техники по мосту пока невозможен. Из-за метеоусловий не удалось воспользоваться и пожарными вертолетами. Поэтому пожар был ликвидирован к 9 часов утра. К счастью, металлические части моста, полотно средней части и силовые конструкции не пострадали.

ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
Глубже некуда…

Спустя полвека после первого погружения человек вновь спустился на дно самой глубокой океанской впадины. 26 марта 2012 года режиссер фильмов «Титаник» и «Аватар» Джеймс Кэмерон первым в мире совершил одиночное погружение на дно Марианской впадины, сообщает газета Washington Post.

Это удалось сделать в специально разработанном батискафе под названием Deepsea Challenger, оснащенном специальным оборудованием для фото– и видеосъемки.

Строительство 12-тонного устройства обошлось в 7 млн. долларов. Экспедиция готовилась около семи лет, в конструкторских разработках и планировании научной программы принимали участие сотрудники Института океанографии имени Скриппса (США), Лаборатории реактивного движения НАСА и Университета штата Гавайи.

Само путешествие заняло около 7 часов, из которых половину этого времени Кэмерон потратил на изучение глубин Марианской впадины, находящейся примерно в 320 км к юго-западу от тихоокеанского острова Гуам, и съемку видеофильма.

Как известно, первое глубоководное погружение в Марианскую впадину 23 января 1960 года совершил батискаф ВМС США «Триест» швейцарского производства, управляемый доктором Жаком Пиккаром и лейтенантом Дональдом Уолшем. Тогда исследователи пробыли под водой около 5 часов, из которых на дне впадины их подводный аппарат пробыл всего 20 минут.

Тридцать пять лет спустя после «Триеста» там побывала японская дистанционная управляемая субмарина Kaiko (1995 г.), а в 2008 году – американская Nereus.

И вот теперь – новое погружение.

Хлопоты для участников экспедиции начались в полночь по местному времени, когда были начаты первые подготовительные работы. В четверть шестого утра Deepsea Challenger ушел вниз.

По словам Кэмерона, Deepsea Challenger – это вертикальная торпеда, которая скользит сквозь толщу воды на большой скорости. Отсек, в котором находился Кэмерон, очень мал – металлическая сфера с толстыми стенками, выдерживающая давление более 1000 атмосфер, имеет внутренний диаметр всего 109 см. Режиссеру пришлось сидеть, свернувшись в клубок, он не мог вытянуть ни руки, ни ноги.

Остальные детали батискафа сделаны из специально разработанной синтактической пены, похожей на материал, из которого делаются доски для серфинга. Ее выталкивающая сила помогает батискафу подняться обратно на поверхность океана после сброса балласта.

Аппарат оснащен таким количеством осветительных приборов и камер, что похожа на телестудию. Кэмерон был одновременно и оператором, и режиссером своего документального фильма. ЗD-камера высокого разрешения запечатлела весь процесс погружения и подъема, зафиксировав около семи часов видеозаписи.

Батискаф также имеет механические «руки» для сбора подводных камней и грунта. Однако из-за их неисправности Кэмерон не смог отобрать образцы, которые нужны ученым для изучения геологии дна.

Д. Кэмерон в кабине батискафа перед погружением.

Deepsea Challenger опускается вертикально вниз.

Судно обеспечения батискафа Deepsea Challenger.

Единственное утешение для исследователей состоит в том, что ничего необычного Кэмерон так и не увидел. «Всем, наверное, хотелось бы услышать, что я видел гигантского кальмара и каких-нибудь морских чудовищ, но их там не было… Не было ничего больше, чем 2,5 сантиметра длиной», – рассказал он.

Когда аппарат достиг дна, батискаф оказался на плоскости, покрытой чем-то очень мягким, практически желеобразным. И она простиралась так далеко, насколько Кэмерон мог видеть в свете фонарей… «Пейзаж мне показался прямо-таки лунным, и я почувствовал себя так далеко от людей, будто улетел на другую планету», – рассказал режиссер в интервью, которое он дал через девять часов после начала экспедиции.

За первые несколько минут погружения температура в «капсуле» батискафа поднялась до 37 градусов Цельсия из-за работы электроники, рассказал путешественник. Однако она быстро стабилизировалась, опустившись до двух градусов, и практически все путешествие Кэмерон отчаянно мерз.

Интересно, что в подготовке экспедиции принял участие и Дон Уолш – тот самый, кто участвовавал в первом погружении на дно Марианской впадины 50 лет назад. Сейчас ему идет восьмой десяток, но он по-прежнему бодр и деятелен.

Сам Кэмерон увлекся подводными исследованиями во время съемок фильма «Титаник», проводившихся с помощью российских исследовательских аппаратов «Мир». Потом он опускался на одном из «Миров» в глубину байкальских вод. И вот теперь достиг дна Марианской впадины.

Джеймс Кэмерон утверждает, что при погружениях им движет исключительно научный интерес. В последнее время исследователи открывают новые формы жизни – от глубинных рыб до похожих на креветок падальщиков, названных амфиподами, которые способны противостоять колоссальному давлению на дне океана.

Ученые также пытаются выяснить, какую роль океанические впадины играют в землетрясениях, так как сами впадины образуются на границах тектонических плато. Некоторые исследователи полагают, что подводные перемещения этих плит являются главной причиной возникновения землетрясений, таких разрушительных, как в прошлом году в Японии.

Кэмерон надеется, что его спуск даст толчок к началу нового этапа детального изучения дна Мирового океана, которое пока изучено хуже, чем поверхность Луны.

К батискафу вскоре могут присоединиться другие субмарины, создаваемые для изучения морских глубин.

Одна из них – это подводная лодка DeepFlight Challenger, которую при поддержке владельца компании Virgin Ричарда Брэнсона создал бывший инвестор Крис Уэлш. Дизайн субмарины заимствован у самолетов. Уэлш говорит, что он «полетит» на ней в глубины океана.

Тем временем Эрик Шмидт из компании Google финансирует создание другой субмарины – Doer Marine. Планируется, что в ней будут работать от двух до трех человек.

Компания из американского штата Флорида Triton Submarines намеревается построить гигантскую стеклянную сферу для отправки в подводные путешествия туристов по билетам ценой 250 тысяч долларов каждый.

Кстати, многомиллионные затраты на организацию данной экспедиции были финансированы самим Кэмероном, а также компанией – производителем известной марки часов Rolex и телеканалом National Geographic.

Некоммерческий фонд «Приз-Икс» назначил награду в 10 млн. долларов первому человеку, который в одиночку достигнет дна Марианской впадины. Но Кэмерон от награды отказался, пояснив, что спускался на дно не ради денег. Он сказал, что нырнет еще четыре раза в ближайшие недели, чтобы все-таки собрать образцы для научных исследований.

Перед спуском Д. Уолш и Д. Кэмерон обменялись рукопожатиями.