Текст книги "Юный техник, 2011 № 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 2011

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
Последователи Архимеда

В 14-й раз открыл недавно свои двери Московский международный салон изобретений и инновационных технологий «Архимед». Около 400 представителей разных областей России и зарубежных гостей представили на своих стендах свои лучшие разработки. Вот что, к примеру, увидел в Сокольниках наш специальный корреспондент Станислав ЗИГУНЕНКО.

По стопам Циолковского

Нынешний год знаменателен прежде всего тем, что полвека назад в космос поднялся первый представитель Земли Юрий Алексеевич Гагарин. И потому, наверное, на выставке было больше, чем обычно, экспонатов, связанных с освоением космического пространства.

Одну из самых обширных экспозиций представил Детский центр технического творчества г. Москвы – преемник Московской городской станции юных техников, которая была открыта еще в 1926 году. За прошедшие годы здесь нашли дело себе по душе, определились с профессией сотни тысяч ребят. И сегодня эти стены, видевшие еще дедушек нынешних школьников, приютили около 3000 юных техников, краеведов, экологов, фотографов, спортсменов…

Первое, на что обращаешь внимание в экспозиции центра – макет космического корабля будущего, предназначенного для экспедиций в дальний космос. Интересно, что ребята в своей разработке отказались от традиционных жидкостных ракетных двигателей. Что предлагается взамен? Один из вариантов – фотонная ракета. Подобные звездолеты не раз были описаны на страницах фантастических романов. Наиболее перспективной конструкцией многим авторам кажется конструкция космолета-взрыволета с использованием реакции аннигиляции. Под днищем такого корабля, представляющего собой параболическое зеркало из особо прочных материалов, происходит реакции аннигиляции – соединения частиц материи и антиматерии. При этом в виде излучения выделяется огромное количество энергии. Фотоны ударяются в днище корабля и заставляет его двигаться вперед.

Звездолет будущего сделали ребята из Детского центра технического творчества г. Москвы. Справа – фотонная ракета.

Многие исследователи полагают, что именно таким образом звездолеты смогут развивать околосветовые скорости. Однако создание подобных кораблей – дело отдаленного будущего. А в ближайшие десятилетия для исследований Солнечной системы ребята предлагают использовать электрические ракеты, принцип действия которых изложен еще в одной из работ К.Э. Циолковского, опубликованной в 1911 году, то есть 100 лет назад.

Константин Эдуардович обратил тогда внимание, что катодные лучи, испускаемые так называемой трубкой Крукса – устройством для исследования электрических зарядов и источником рентгеновских лучей, названном так по имени изобретателя, английского ученого Уильямса Крукса, – имеют скорость порядка 30 – 100 тысяч км/с. То есть движутся, как минимум в десятки тысяч раз быстрее, чем современные космические корабли. А если так, то почему бы их не использовать для разгона в космическом пространстве космолетов дальнего радиуса действия?

Любопытная деталь: авторы в качестве основного источника информации для своей разработки ссылаются на публикацию в нашем журнале (см. «ЮТ» № 7 за 2004 г.). И в самом деле, в статье «Мегавольт по… капельке!» мы описали устройство генератора Ван де Граафа и некоторых других устройств, позволяющих получать высокие электростатические потенциалы. Но вот соединить вместе идею Циолковского и разработку Ван де Граафа ребята додумались сами. Это еще раз напоминает нам, что толковые идеи, положенные в копилку знаний человечества не пропадают, а прорастают иной раз самым неожиданным образом.

Лазерное зажигание

Пока одни мечтают и ведут теоретические проработки, другие уже действуют. По соседству с экспозицией центра технического творчества я обнаружил стенд ГНЦ ФРУП «Центр Келдыша». Мы уже как-то рассказывали вам о некоторых его разработках. В данном же случае поговорим о лазерных системах, разработки которых идут в центре под руководством С.Г. Реброва.

Как рассказал мне один из разработчиков, Алан Козаев, сотрудники данного отдела сейчас заняты созданием и совершенствованием систем лазерного зажигания для ракетных двигателей малой тяги, необходимых при маневрировании в космосе. Ранее для таких целей использовались самовоспламеняющиеся и весьма ядовитые смеси.

В данном же случае двигатели могут работать на компонентах кислород – водород, кислород – метан, кислород – керосин… Использование же вместо электрической искры для их воспламенения твердотельных импульсных лазеров намного повышает надежность конструкции. Если бы подобные конструкции использовались в обычных автомобильных двигателях, то водители не знали бы проблем с зажиганием весь срок службы мотора.

Макет ракетного двигателя с лазерным зажиганием.

Станок на все руки

То, что этот станок самодельный, сразу бросалось в глаза. Как пояснили мне его создатели, учащиеся колледжа № 8 имени дважды Героя Советского Союза И.Ф. Павлова, Юрий Казанцев, Евгений Сергеев и Дмитрий Сербенюк, это было сделано специально, чтобы любой из посетителей «Архимеда» понял: такой станочек вполне по силам сделать ему самому.

В самом деле, главный узел в этом станке – шлифовальная машинка, электромотор которой дает более высокие обороты, чем, например, электродрель. Да и сама машинка – маленькая, компактная, что позволяет разместить весь станок на углу рабочего стола. Делать же он способен практически все – шлифовать, сверлить, фрезеровать… В общем, настольный обрабатывающий центр, который вполне пригодится домашним мастерам, моделистам или даже ювелирам.

В колледже же подобные агрегаты еще используют и для обучения учащихся младших курсов. «Прежде чем допускать их к настоящим дорогостоящим станкам, пусть каждый потренируется на простенькой самоделке, – сказал мне Юра Казанцев. – Заодно на этом же станочке можно делать детали для последующего тиражирования подобных агрегатов»…

К сказанному остается добавить, что станок может работать по дереву, пластику, цветным и черным металлам. Главное здесь – инструмент, которым оснащается обрабатывающий центр.

Самодельный станок и его создатели из колледжа № 8.

Робот-такси и автомат-сортировщик

О том, что на улицах зарубежных городов и даже в Москве время от времени стали появляться автомобили без водителей, мы вам уже рассказывали не раз. Тем интереснее было познакомиться с разработкой ребят из Зеленоградской лаборатории робототехники, которая работает при лицее № 1557.

С разными конструкциями юных техников, созданными под руководством кандидата физико-математических наук Л.Г. Белиовской, мы не раз встречались на разных выставках и смотрах. И вот ныне 6-классник Георгий Бережной и Александр Панюков представили действующую модель такси-робота, способную самостоятельно передвигаться из одного пункта в другой по команде с центрального пульта управления.

По идее, команду, куда ехать, будет давать роботу сам пассажир такси, – рассказали мне ребята. – А компьютер сам определит самый короткий маршрут, позволяющий к тому же миновать уличные пробки. Пока программа позволяет игрушечной машинке двигаться, не сбиваясь с заранее намеченной трассы, а на перекрестках – уверенно сворачивать в нужном направлении.

По соседству с роботом-водителем трудился робот-сортировщик, созданный Андреем Исаченко и Артемом Ломовым из той же Зеленоградской лаборатории робототехники.

– Робот различает предметы двух форм и трех цветов, – солидно пояснил мне Андрей. – Система с распределенным интеллектом, состоящая из трех микрокомпьютеров, управляет работой моторов, осуществляющих сортировку.

Ну а говоря проще, ребята взялись решить весьма актуальную проблему. На мусорных полигонах надо рассортировать мусор, на плодоовощной базе – отделить спелые помидоры от зеленых или отсортировать картошку, на заводе – произвести отбраковку деталей… Ныне зачастую все эти операции все еще выполняются вручную. А ведь на дворе – XXI век…

И вот юные техники разработали модель сортировщика, который может сортировать предметы по их цвету и геометрической форме по четырем разным ящикам. Сортировка осуществляется с помощью Web-камеры. Изображение предмета, движущегося по конвейеру, передается в компьютер, который, сравнивая цвет и форму объекта с имеющимися у него эталонами, посылает соответствующий сигнал на моторы задвижек. В итоге кубики попадают к кубикам, шарики – к шарикам. Одновременно идет и сортировка по цвету – синие кубики к красным никак не попадут.

В будущем создатели сортировщиков намерены перейти от сортировки условных объектов к настоящим – научить свой сортировщик, например, разбираться, какие помидоры спелые, а какие нет, какие целые, а какие – побитые.

Спецкостюм для экстима

Как известно, у природы нет плохой погоды. Есть только неподходящая одежда. Между тем, людям приходится работать не только в теплых помещениях, но и на морозе, под дождем, в шторм. Именно для таких случаев специалисты российской компании «Гвардиан Энжил» под руководством генерального конструктора Саида Губайдулина разработали серию всепогодных костюмов.

Одним из лучших в мире на сегодняшний день считается спецкостюм для экстремальных ситуаций, который максимально предохраняет своего хозяина от случайных травм. Для этого он имеет амортизирующие упругие протекторы, расположенные в самых уязвимых местах – на локтях и коленях, у тазобедренных суставов, в области шеи.

Испытания показали, что эти вставки обеспечивают эффективную защиту от ударов до 600 кг! При этом зимние модели костюма позволяют не замерзать несколько часов при морозах до 60 °C. А при случайном падении человека в воду костюм гарантирует плавучесть.

Интересны детали этого костюма. Так, вшитый вертикально мешок между лопатками не только защищает позвоночник, но и содержит в себе маскировочный или антимоскитный халат, плащ-палатку. Вдобавок вшитые протекторы снижают нагрузку на плечевой пояс при ношении груза большого объема и массы. По бокам торсовой части куртки, а также на рукавах с тыльной стороны локтевых сгибов расположены вентиляционные отверстия. Боковые протекторы, расположенные вдоль шва брюк, в комплексе с протекторным ремнем куртки, защищают тазобедренные суставы и мягкие ткани ног при падении на твердую поверхность.

ИНФОРМАЦИЯ

МИНЕРАЛЫ В… ОРГАНИЗМЕ?! Да, не удивляйтесь, специалисты Института геологии Уральского отделения РАН насчитали в организме около 300 различных образований. По словам директора научного центра академика Николая Юшкина, к удивлению геологов, оказалось, что минералы в организме зарождаются и растут примерно так же, как и в земных недрах.

Минералы, оказывается, есть у нас в каждой клетке. Крошечные магнитные образования выполняют роль своеобразных биокомпасов, помогающих нам определять направления в пространстве. Есть у нас также песчинки в ушах, которые играют важную роль в вестибулярном аппарате, помогая человеку сохранять равновесие. Исследование этих структур, процессов, приводящих к образованию или разрушению тех или иных минералов, может по мочь медикам в создании новых лекарств.

«УМНАЯ» КАСТРЮЛЯ создана в Томском государственном университете. Она сама готовит пищу и сохраняет ее горячей. В устройстве использовано базальтовое волокно – материал легкий, прочный, экологичный и более дешевый, чем алюминий. Благодаря отличной теплоизоляции посуду можно брать с плиты голыми руками, не боясь обжечься.

Во флэш-памяти кастрюли хранятся рецепты разных блюд, а программное обеспечение позволяет кастрюле готовить их самостоятельно. Кастрюлю можно подключать к Сети и скачивать оттуда программы приготовления пищи, а также через Интернет управлять процессом варки. Еще в кастрюлю встроен радиоприемник – для того, чтобы не скучно было готовить.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Крылья для десантников

Российские десантники, возможно, вскоре смогут спускаться с самолетов на землю без… парашютов. В этом уверены сотрудники факультета аэромеханики и летательной техники Московского физико-технического института, которые работают над созданием индивидуального летательного аппарата нового типа.

Костюм для полетов

Вообще-то говоря, идея создания костюма, позволяющего человеку совершать дальние перелеты, подобно белке-летяге, давно уже носится в воздухе. Причем в самом буквальном смысле этих слов.

Мы уже рассказывали вам, например, об известных на Западе конструкциях под названием Wing Suit. Одним из первых построил такое приспособление французский парашютист Лео Валентен в мае 1945 года. Он прикрепил к рукам и туловищу сделанные им и его друзьями крылья и, выпрыгнув из самолета, на некоторое время превратился в простейший планер. Его примеру последовал француз Патрик де Гайардон. Он начал летать в 1990 году, используя костюмкрыло собственной конструкции. А в 1998 году, испытывая очередную модификацию своего костюма, отважный изобретатель погиб. Теперь его дело продолжают основатели флоридской компании Bird Man Роберту Печнику и Яри Куосмо, где костюмы-крылья шьют уже партиями.

В наши дни более всего винг-сьюты привлекают бэйсеров – парашютистов, прыгающих с относительно невысоких объектов: скал, зданий, вышек, труб или мостов. Костюмы-крылья позволяют огибать препятствия во время прыжка и менять направление полета вплоть до разворота на 180 градусов.

А бэйсер Феликс Баумгартнер решил пойти (точнее, полететь) еще дальше – через пролив Ла-Манш. Он собирается спрыгнуть с самолета на высоте 9000 метров над британским берегом и пролететь 35 километров до побережья Франции. Во время полета человек-птица, согласно расчетам, достигнет скорости свыше 360 км/ч, а температура воздуха в начале полета будет около минус 80 градусов по Цельсию. Так что Баумгартнеру без специального скафандра не обойтись. К нему и будет прикреплено углеродное крыло с размахом 1,8 м. Спланировав до высоты 300 м, Баумгартнер затем спустится на парашюте.

И наконец, вспомним о человеке-ракете, как друзья называют швейцарца Ива Росси, который додумался прикрепить к своим крыльям четыре реактивных двигателя от авиационных моделей и теперь в течение нескольких минут способен сам летать, как настоящий реактивный самолет.

Крылатые люди СССР

Впрочем, если за рубежом на первый план выдвигают экзотику, то в нашей стране с самого начала подошли к делу практически. Еще в 30-е годы XX века мастер парашютного спорта Г.А. Шмидт – человек беззаветной храбрости, воспитатель воздушных десантников, испытатель парашютов, совершивший сотни рискованных прыжков – заметил, что, манипулируя руками и ногами во время затяжного прыжка, можно менять положение тела в воздухе. Эффект управления можно усилить, увеличив аэродинамические поверхности.

Свои предположения Шмидт решил проверить на практике. Крылья для опытов он сделал с помощью опытных мастеров в Институте десантного оборудования, которым руководил известный в нашей стране изобретатель П.И. Гроховский. Искусственные крылья крепились за спиной пилота с помощью телескопической раздвижной опоры. Меняя длину трубы, изобретатель тем самым менял размах крыльев, их подъемную силу. Разворачивался же он при помощи элеронов.

После Г. Шмидта искусственными крыльями занимался слушатель Военно-воздушной академии имени Н.Е. Жуковского воентехник второго ранга Б.В. Павлов-Сильванский. Первые чертежи и расчеты он сделал вместе со своим другом А. Быстровым, потом пришел за консультацией к преподавателю аэродинамики B.C. Пышнову.

Изобретатели решили сделать аппарат ранцевым. Обтянутый полотном каркас крыльев складывался за спиной. После отдаления от самолета парашютист использовал специальный стабилизатор, похожий на ласточкин хвост. Затем за спиной расправлялись широкие полотняные крылья, и пилот мог выполнять горки, виражи, развороты.

Спланировав до определенной высоты, Павлов-Сильванский сбрасывал крылья, и они плавно спускались на землю на особом парашюте. Сам экспериментатор открывал свой парашют и приземлялся. К маю 1937 года испытатель совершил шесть удачных полетов-прыжков. Причем в одном из них время полета до раскрытия парашюта составило почти три минуты!

Десант готовится к переменам

Однако если все предыдущие конструкции все же требуют наличия парашюта для приземления человека, то, по словам одного из разработчиков нынешней конструкции, студента 5-го курса МФТИ Романа Анисовича, новый костюм парашюта уже не потребует.

Человек в таком костюме будет походить на гигантскую летучую мышь – с хвостом и перепонками между руками и телом. Спускающегося без купола десантника будет очень трудно заметить с земли. Тем более, что при необходимости он может сложить руки-крылья и придать телу максимальное ускорение, буквально падая камнем. Однако при приближении к земле, подтянув специальные стропы, солдат сможет почти мгновенно снизить скорость до минимальной и спокойно приземлиться на ноги.

Не исключено, что, в отличие от мягкого винг-сьюта, наши специалисты предложат жесткую модель летательного костюма. Он будет напоминать панцирь с выдвигающимися в области лопаток крыльями. Сейчас разработчики рассчитывают оптимальные параметры костюма.

Новинку, которая пока находится на этапе компьютерного моделирования, уже изъявили желание испытать курсанты Рязанского высшего воздушно-десантного командного училища.

P.S. Когда статья была уже подготовлена к печати, пришло известие, что наряду с нашими изобретателями над аналогичной конструкцией работают и иностранные специалисты. Например, немецкая компания Freesky обещает превратить беззащитных парашютистов в стремительных «ангелов смерти» уже в ближайшем будущем. Выглядеть это будет примерно так.

На высоте 10 000 м над землей из самолета выпрыгивает или катапультируется человек в высотно-компенсирующим костюме и шлеме с кислородной системой, а за спиной у него закреплены широкие жесткие крылья. В руке десантник вместо вытяжного кольца держит джойстик управления элеронами. На стекло его шлема проецируется информация карманного компьютера: скорость полета, высота, координаты контрольных путевых точек, направление и расстояние до них.

Вскоре после прыжка скорость полета стабилизируется. Пилот стремительно и бесшумно приближается к цели на скорости порядка 400 км/ч. Преодолев с момента отделения от самолета более 50 км по горизонтали, десантник сбрасывает скорость и на высоте нескольких сот метров раскрывает парашют. Вскоре он приземляется прямо у цели, не замеченный радарами и часовыми.

СОЗДАНО В РОССИИ
Помощь приходит с неба

Самый быстрый вид транспорта сегодня – воздушный. Только вот беда – даже вертолетам удается приземлиться далеко не везде и для них нужны какие-то посадочные площадки. Изобретатель из Краснодарского края Валерий Семенович Киселев предлагает аппарат, который позволяет садиться и взлетать практически с любого пятачка. Применим же он может быть во многих случаях.

«В последние годы все чаще в различных уголках Земли возникают климатические аномалии, приводящие к засухам и пожарам огромных масштабов, – рассказывает изобретатель. – Россия не исключение. Причин у лесных пожаров много, но, как показывает практика, самая главная – так называемый человеческий фактор».

И в самом деле, непогашенный костер, оставленный отдыхающими или туристами, намеренное выжигание травы местными жителями, поджоги с целью сокрытия незаконной вырубки леса частенько приводят к тому, что выгорают большие массивы леса. Бороться с пожарами мешают огромные площади пожароопасных районов. Контролировать большие массивы лесонасаждений с воздуха не всегда возможно, да и стоит полетный час самолета, а тем более вертолета очень дорого. И количества летательных аппаратов для таких целей явно не хватает.

Проблему решить можно, если массово использовать для визуального наблюдения за лесными массивами и тушения небольших очагов возгорания небольшие и простые по конструкции аппараты с мягким газонаполняемым крылом. Эта аппараты дешевы, не сложны в эксплуатации и не требуют специальных взлетно-посадочных площадок.

Для них B.C. Киселев предлагает использовать особое, запатентованное им мягкое газонаполняемое крыло, которое представляет собой усовершенствованную модификацию традиционного крыла параплана (патент РФ № 2121943). Ряд конструктивных дополнений позволяет ему сочетать в себе преимущества как мягкого, так и жесткого крыла.

Такое крыло состоит из внешней оболочки, разделенной вертикальными перегородками-нервюрами на секции, – рассказывает он. – Секции, в свою очередь, разделены дополнительными горизонтальными перегородками-«мембранами». Образовавшиеся при этом, соединенные между собой отсеки можно наполнить легким газом, и летательный аппарат получит дополнительную подъемную силу.

При необходимости, например перед приземлением, пилот может открыть выпускные клапаны. Встречный воздух через отверстия воздухозаборников попадет в полости купола и, прижав дополнительные перегородки к верхней части крыла, вытеснит воздух (или легкий газ) из газонаполняемых отсеков в атмосферу. После этого мягкое газонаполняемое крыло будет вести себя как обычное крыло параплана.

Теоретические расчеты полностью подтверждены испытаниями модели газонаполняемого крыла. По мнению автора, такой летательный аппарат может пригодиться не только при наблюдении с воздуха за лесными массивами и тушении лесных пожаров, но и для нужд МЧС, пограничников, а также нефтяникам, газовикам и электрикам, ведущим контроль за исправностью нефтегазопроводов и линий электропередачи.

Словом, работы для такого аппарата много. А недостаток просматривается пока один, но существенный. Нет пока такого аппарата в действительности; есть только его чертежи и расчеты. Изобретатель настойчиво ищет спонсоров, которые бы помогли ему претворить свою мечту в реальность для всеобщего блага.