Текст книги "Юный техник, 2011 № 10"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

В этом выпуске ПБ мы поговорим о том, как лучше всего убирать опавшие листья, почему не болит голова у дятла, для чего нужны наномышцы, как сделать, чтобы в доме было светло и тихо, а также о том, какая польза от ударной волны.

ПОЧЕТНЫЙ ДИПЛОМ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ  УБОРКИ ОПАВШЕЙ ЛИСТВЫ

Осень – горячая пора для дворников. Им то и дело приходится убирать упавшую листву. Обычно это делают по старинке – с помощью метлы, граблей, а то и просто руками. Семиклассник Владислав Жуков из г. Сосновый Бор Ленинградской области, где он участвует в работе клуба «Юный изобретатель», которым уже много лет руководит давний друг нашего журнала Николай Петрович Колчев, решил помочь дворникам.

Начал Владислав свою работу с того, что провел обстоятельное исследование на тему «Надо ли вообще убирать опавшую листву?». И пришел к выводу, что все зависит от конкретных условий. Например, в лесопарках опавшую листву убирать не стоит, поскольку она является дополнительным теплоизолятором и не позволяет почве глубоко промерзать зимой. А по весне перепревшая листва становится еще и своеобразным органическим удобрением. Иное дело – тротуары, подъездные пути, зеленые газоны… Тут листву приходится убирать хотя бы для того, чтобы сохранить опрятный вид территории вокруг жилых домов.

За рубежом для подобных целей довольно часто используют промышленные пылесосы, которые втягивают в себя опавшие листья и переправляют их затем в накопительные пластиковые мешки. Однако такие механизмы довольно сильно шумят, да и обходится такая уборка в копеечку…

Тогда Владислав решил взять пример с… ежа.

В мультфильмах ежи носят грибы и яблоки, накалывая их на свои иголки. Так родилась конструкция устройства, состоящего из вращающегося барабана с набором игл, на которые в процессе работы нанизывается листва. Управление осуществляется с помощью ручки, которая через штангу жестко связана с осью вращения барабана. С помощью специального рычажного механизма углы время от времени можно втягивать внутрь барабана, чтобы сбросить собранную листву в определенном месте.

Владислав собрал и опробовал действующий макет устройства, подтвердив таким образом возможность успешного использования предложенной конструкции.

Разберемся, не торопясь…

ПОЧЕМУ НЕ БОЛИТ ГОЛОВА У ДЯТЛА?

«Вы как-то писали о том, к каким хитростям приходится прибегать создателям «черных ящиков», чтобы уберечь содержимое этих самописцев в случае аварии самолета. А теперь вот поговаривают, что подобные «черные ящики» начнут ставить и на автотранспорте. Полагаю, что можно будет намного удешевить производство подобных контейнеров, если воспользоваться патентами природы. Взять, к примеру, грецкий, а еще лучше – кокосовый орех.

Весит кокосовый орех килограмма полтора, падает с высоты 30–40 м. И все ему нипочем – никогда не разбивается. А попадет в воду – может плавать месяцами. Устроен же он довольно просто: под прочной кожурой есть амортизирующая прокладка. А в сердцевине есть еще и молоко, то есть жидкость. А все для того, чтобы семя оставалось в целости и сохранности и могло дать росток при первом же удобном случае. Если мы сделаем аналог такого «ореха» из негорючего материала, сохранив конструкцию и основные пропорции, то за судьбу записей на самописцах можно будет не волноваться».

Такое вот письмо пришло в редакцию от Олега Шаповалова из г. Красноярска. Согласитесь, идея у Олега неплохая. Но не единственная в своем роде. Оказывается, у природы есть и еще более удивительные конструкции. Например, исследователей давно интересовало, как это без потрясений переносит огромные перегрузки мозг дятла, который может день-деньской без устали долбить какой-нибудь сук. Исследования показали, что голова дятла испытывает нагрузку в 1200 g, а стучит он по дереву до 22 раз в секунду. Для сравнения: люди часто получают тяжелые сотрясения мозга при кратковременных перегрузках от 80 до 100 g.

И вот недавно за дело взялись Санг-Хи Юн и Сангмин Парк из Университета Калифорнии, Беркли. Они привлекли к исследованиям самую современную технику, включая скоростную видеосъемку и компьютерную томографию. В результате им удалось выяснить, что в голове дятла есть по крайней мере четыре структуры, которые отлично поглощают механические удары.

Прежде всего, сам клюв. Он тверд и в то же время эластичен. Если из подобного материала сделать, например, ручки для перфоратора или отбойного молотка, работа на них стала бы гораздо менее вредной.

Далее, под языком у дятла имеется упругая жилистая структура, которая тоже оберегает череп от сотрясений. Губчатые кости самого черепа опять-таки обладают отличными амортизирующими свойствами. И наконец, подавлению вибраций способствует еще и спинномозговая жидкость.

Разобравшись, почему не болит голова у дятла, исследователи стали подбирать аналоги природных структур, чтобы создать эффективные амортизирующие системы защиты микроэлектроники. И кое-чего добиться им уже удалось.

Роль клюва или, если хотите, жесткой оболочки кокосового ореха взял на себя многослойный металлический корпус из прочного, но эластичного сплава. Аналогом подъязычной области стал слой пенорезины, а функции губчатых структур и спинномозговой жидкости выполняют алюминиевые губчатые структуры и плотно упакованные миллиметровые стеклянные сферы, хорошо гасящие вибрации.

Испытания показали, что новая система защиты способна сохранить микроэлектронные схемы при ударе силой до 60 000 g. Сегодня же бортовые самописцы могут выдержать удары всего до 1000 g. Кроме того, на основе патентов дятла конструкторы и дизайнеры теперь намерены создать шлемы для мотоциклистов, танкистов.

Рационализация

СВЕТ ЕСТЬ, ШУМА НЕТ

«Сегодня для того, чтобы не слышать уличного шума, обитатели многих квартир ставят в окна стеклопакеты. Однако это довольно дорогое удовольствие. Кроме того, насколько мне известно, большая часть материалов, используемых в строительстве – например, бетон и стекло, – классифицируется в справочниках как «акустически жесткая», то есть отражающая звуковые волны и непригодная для снижения уровня шума.

Именно поэтому на окна довольно часто вешают еще и плотные шторы. С одной стороны, вечером они закрывают обитателей квартиры от чересчур любопытных глаз соседей, с другой – снижают уровень проникающего с улицы шума. Однако днем шторы приходится раздвигать, иначе в комнате круглые сутки должен гореть свет. А шумного транспорта на городских магистралях в дневное время еще больше, чем ночью.

Вот я и предлагаю вместо обычных тюлевых занавесок вешать на окна шторы из более плотного, но прозрачного материала, обладающего хорошими звукопоглощающими свойствами. Наверное, химикам и текстильщикам вполне по силам создать такие…»

Наташа Огородникова из г. Воронежа, письмо которой вы прочитали, смогла взглянуть, что называется, в самый корень проблемы, над которой ныне бьются специалисты многих стран. В частности, сотрудники Швейцарских федеральных лабораторий по испытанию и исследованию материалов с помощью дизайнера Анетт Дуглас уже разработали светопроницаемую ткань на основе полиэфира, которая обладает высоким коэффициентом звукопоглощения.

Кстати, оказалось, что создание такой ткани – довольно сложная инженерная задача, которую пришлось решать с помощью компьютерного моделирования. Сначала компьютер выбрал из нескольких вариантов оптимальные плотность и структуру материала. Затем Анет Дуглас изготовила опытные образцы тканей, задействовав несколько разнотипных полиэфирных нитей. И наконец, эти образцы были протестированы в так называемой реверберационной камере. В итоге выбрана ткань, штора из которой снижает уровень шума примерно вдвое. Правда, и стоит такая ткань на 40 % дороже обычной.

Есть идея!

НАНОМЫЩЦЫ ДЛЯ СУПЕРКОНСТРУКЦИЙ

«Вы как-то писали, что для плавных движений человекоподобных роботов исследователи начали использовать искусственные силиконовые мышцы. Я полагаю, что для роботов в экстремальных случаях могли бы пригодиться и сплавы с памятью. Пружины и стержни, управляемые, скажем, электрическими импульсами, могли бы стать аналогом искусственных мышц. А вы как думаете?»

Сергей Королев из г. Витебска, приславший это письмо, рассуждает вполне логично. Сейчас уже есть искусственные мышцы, которые представляют собой приводы, работающие на основе деталей из особых материалов – металлических сплавов и полимеров, которые могут при определенных условиях сокращаться или менять форму.

Однако у них есть два недостатка – они обладают не очень большой силой и довольно медлительны. Поэтому сотрудники из Института нанотехнологий при Техасском университете в Далласе предлагают взамен искусственные мышцы, которые в 100 раз сильнее обыкновенных природных. Для этого ученые использовали необычный материал – пряжу из углеродных нанотрубок.

В ходе работы, проводившейся под руководством Рея Баумана, были выращены плотно расположенные нанотрубки длиной около 100 нанометров, которые затем скрутили в длинные тонкие нити. Их толщина всего 2 % толщины человеческого волоса, невооруженным глазом не увидеть, – зато длина достигает целого метра. Причем нити оказались очень прочными – они в 150 раз прочнее бумаги из нанотрубок.

Намотан на ус…

КАКОЙ ПРОК ОТ УДАРНОЙ ВОЛНЫ?

Обычно люди, завидев быстро несущийся поезд, стараются отойти подальше от края платформы. А то, не ровен час, сшибет воздушной волной…

Обратить вред на пользу решили китаец Цзян Цян и итальянец Алессандро Леонетти Лупарини. Ими создана установка Т-Box для использования энергии ветра от проходящих поездов. За основу были взяты модели ветрогенераторов, производимые нидерландской компанией Hetronix, и доработаны соответствующим образом. Т-Box помещается в углубление между шпалами – на поверхности остаются только воздухозаборники. Внутри самого бокса расположена турбина, которая, вращаясь, и преобразует ветер в электричество. По расчетам изобретателей, поезд, разогнавшийся до 240 км/ч, создает поток воздуха, движущийся со скоростью 15 м/с, что соответствует 7 баллам по шкале Бофорта. На километре пути можно разместить 150 Т-Box. Если 200-метровый поезд пройдет этот участок со скоростью 300 км/ч, суммарная мощность полученной энергии составит 2,6 кВт.

НАШ ДОМ
Сердце дома

Так иногда говорят о кухне. И это правда. Именно на кухне семья собирается за столом. Причем зачастую не только для того, чтобы поесть, но и чтобы попить чайку, обсудить разные дела, узнать, как прошел день, наметить семейные планы на ближайшее, а может быть, и отдаленное будущее. Вместе с тем, не забывайте, кухня – это еще и главный производственный цех семьи, наша кормилица.

Как же сделать так, чтобы на кухне было и уютно, и в то же время любую кухонную работу можно было сделать быстро, аккуратно и качественно?

Планы на планировку

Недавно специалисты компании GE Consumer&IndustriabyTKe представили концепцию кухни будущего. Центральное место в ней занимает большой шкаф с расположенным на его центральной панели сенсорным экраном, чувствительным к прикосновению руки. В состоянии покоя экран изображает, например, некий красивый пейзаж или натюрморт. Но стоит к нему прикоснуться, как вы сразу увидите компьютерный дисплей с пиктограммами, при помощи которых можно управлять всеми устройствами, имеющимися на кухне – холодильником, микроволновой печью, кухонным комбайном-роботом, мойкой и даже выдвижным самоочищающимся столиком. Причем компьютер программирует все, вплоть до количества моющего вещества для посуды. А поскольку кухонный компьютер имеет выход в Интернет, то им можно командовать издалека, например, с помощью сотового телефона.

Пока, впрочем, подобные кухни не выпускают серийно. А потому на кухне еще немало ручной работы. Чтобы делать ее быстро и качественно, домашнему повару необходимо хорошо оборудованное рабочее место, утверждает известный эксперт по этой части Ирина Загвоздина.

Она напоминает, что удобство кухни в первую очередь зависит от ее планировки. Секрет грамотного дизайна заключается в том, чтобы кухня была удобной независимо от размера. Прежде всего, при устройстве кухни нужно соблюдать так называемое «правило треугольника».

Этот термин заключает в себе последовательность технологии приготовления еды: хранение исходных продуктов – чистка и разделывание их – собственно приготовление пищи. Так что необходимо расположить холодильник, рабочий стол с раковиной и плиту так, чтобы все было, что называется, под рукой, требовало минимума движений.

В зависимости от размеров кухни существуют различные варианты организации пространства. Маленькая либо, наоборот, очень просторная кухня может быть линейной. В таком случае раковину и рабочий стол следует разместить в центре, а холодильник и плиту – по бокам.

Кухня в две линии – простая и компактная. Рациональное размещение – плита и раковина на одной стороне, холодильник и шкафы на другой. Расстояние между противоположными линиями – должно быть не менее 1,2 м, иначе вы можете столкнуться со шкафом. Эта планировка тоже предполагает наличие подвижных столов.

L-планировка исключительна в плане создания удобного рабочего треугольника, мебель и техника расставляются вдоль двух смежных стен. Этот вариант подходит почти для всех помещений, кроме, пожалуй, чересчур узких.

U-планировка предполагает, что мебель и бытовая техника устанавливается вдоль трех стен. Это позволяет использовать кухню и как столовую. Тогда к рабочему столу перпендикулярно стыкуется и стол обеденный.

«Полуостров» и «остров» годятся только для больших кухонь (от 16 кв. м). Оптимальные размеры для «острова» – 1200x1200 мм, минимальные – 600x900 мм.

Кухня-«остров» включает в себя угловую или U-образную модели с дополнительной рабочей зоной в середине. В центре площади может находиться плита, стойка для завтрака и раковина. «Остров» выглядит чрезвычайно изысканно, поддерживает атмосферу единого пространства кухни, но требует тщательно продуманного плана, чтобы избежать ненужных хождений. При этом проходы со всех сторон должны быть не меньше метра – иначе обитатели квартиры все время будут стукаться об углы мебели.

Что на стене?

Теперь давайте заглянем в кухонные шкафчики, подумаем о том, что разместить на стенах. Начнем снизу, поскольку основная нагрузка ложится именно на шкафы нижнего уровня. Они бывают двух видов – с распашными стенками и выдвижными ящиками. Конечно, кому что нравится, но, как показывает практика, лучше иметь на кухне шкафчики обоих типов.

Или, например, в одном и том же шкафчике сверху – выдвижной ящик с ложками-вилками, а пониже – распашные дверки открывают доступ к полкам, где размещены кастрюли, сковородки и иная массивная утварь.

Кстати, на открывающейся дверке шкафчика изнутри многие умельцы размещают колодку для хозяйственных ножей. Сделать ее довольно просто. В сосновой рейке толщиной примерно 3 см с тыльной стороны выпиливают и выдалбливают сквозные отверстия с таким расчетом, чтобы в них проходили лезвия ножей, но не их ручки. Планку затем крепят на шурупах, а ножи вкладывают в отверстия, словно в ножны.

Многие также на дверку шкафчика под мойкой подвешивают мусорное ведро. Тогда им удобнее пользоваться – распахнул дверку, и ведро уже под рукой. В само же ведро заранее вставьте мусорный пакет. В настенные шкафчики помещают предметы полегче – например, запасы макарон, круп, пачки соли, сахара, банки с кофе и чаем…

Обычно эти шкафчики имеют распахивающиеся дверцы. Но ныне пошла мода и на поднимающиеся наверх створки. В таком случае проверьте, чтобы фиксаторы работали надежно, а то, не ровен час, хлопнет створкой по голове.

Кроме того, кухня может быть оборудована дверцами-жалюзи или дверцами конструкции «гармошка». Верхние шкафчики оснащают либо по старинке – полочками, либо современными выдвигающимися металлическими корзинами. Мини-корзины и специальные пружины можно предусмотреть и на дверцах шкафов, сюда легко пристроить мелочи – спички, губки для мытья посуды.

Полезные мелочи

Хозяйки, к сожалению, больше думают об обстановке, чем об утвари. Утварь, на их взгляд, мелочь. Но именно мелочи делают кухню комфортной. В современной кухне рано или поздно появятся последние достижения науки. Пятислойная посуда – одно из таких достижений. Она в два раза быстрее нагревается, сохраняет тепло до четырех часов и придает блюдам особый вкус…

«Правильный» нож сокращает процесс приготовления пищи в два раза. «Консерваторам» подойдут проверенные временем ножи из дамасской стали: благодаря особой слоеной стали такие ножи не ржавеют и легко режут любые продукты. «Новаторам» стоит приобрести керамические ножи: они не тупятся, а потому не нуждаются в заточке.

Подставка на раковину особенно актуальна для небольших квартир, поскольку фактически увеличивает рабочую поверхность кухни. Тем же, у кого места на кухне достаточно, подставка пригодится как удобный дуршлаг или приспособление для мытья овощей.

Не держите хлеб в полиэтиленовом пакете – он может быстро заплесневеть. Лучше использовать для этого деревянную или металлическую хлебницу. Деревянная хороша тем, что хлеб в ней дольше не сохнет, благодаря свойствам древесины. А вот если хлебница у вас из нержавейки, не забудьте положить в нее пару кусочков сахара – тогда уж точно хлеб не будет портиться.

Тканевые рукавички, с помощью которых хозяйки привыкли справляться с горячими кастрюлями, – вчерашний день. Им на смену пришли силиконовые прихватки. В отличие от ткани силикон практически не пачкается.

Антиразбрызгиватель – это полезное устройство внешне похоже, с одной стороны, на крышку для сковородки, а с другой – на большую шумовку. Благодаря огромному количеству дырочек, такая «крышка-шумовка» не мешает свободному притоку воздуха, но и не позволяет сковородке брызгаться жиром. Плита остается чистой.

Полезные мелочи на кухне: антиразбрызгиватель (вверху) и силиконовая рукавичка (внизу).

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Вертолет Ка-62 стал первым вертолетом конструкторского бюро «Камов», выполненным по одновинтовой схеме с рулевым винтом в вертикальном оперении. Разработка вертолета началась в 1990 году, когда стало ясно, что народному хозяйству страны нужен средний многоцелевой вертолет. При проектировании вертолета инженеры стремились добиться высокой крейсерской скорости, малого удельного расхода топлива и высокой грузоподъемности. Для этого Рыбинское КБ моторостроения разработало двигатели нового поколения с характеристиками на уровне лучших зарубежных образцов.

Первый опытный вертолет Ка-62 был продемонстрирован на авиационно-космической выставке МАКС-95 в г. Жуковском.

Технические характеристики:

Диаметр несущего винта… 13,5 м

Длина фюзеляжа… 15,64 м

Ширина… 13,25 м

Высота… 3,0 м

Двигатели… РД-600В

Взлетная мощность… 2x1300 л.с.

Масса пустого вертолета… 3730 кг

Нормальная взлетная масса… 6000 кг

Максимальная взлетная масса… 6250 кг

Максимальная скорость… 300 км/ч

Крейсерская скорость… 260 км/ч

Динамический потолок… 5000 м

Статический потолок… 3000 м

Скороподъемность… 702 м/мин

Запас топлива… 1100 л

Боевой радиус… 720 км

Экипаж… 1–2 чел.

В основу компактного кроссовера Juke японской компании «Nissan» положен концепт Nissan Qazana, представленный в 2009 году на Женевском автосалоне. Автомобиль построен на платформе Nissan V и будет производиться в Англии (завод Nissan в Сандерленде) и в Японии (Оппама). Атмосферные бензиновые двигатели машины уже применялись ранее на Nissan Note, Tiida, Qashqai и других моделях. При этом двигатель подвергся небольшой модернизации и стал несколько мощнее и экономичнее. Также представлен новый, более мощный бензиновый двигатель с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива. Доступны две механические КПП (пяти– и шестиступенчатая) и два вариатора.

Технические характеристики Nissan Juke 1.6 190hp 2WD MT:

Привод… передний

Длина автомобиля… 4,135 м

Высота… 1,570 м

Ширина… 1,765 м

Клиренс… 180 мм

Колесная база… 2,530 м

Снаряженная масса… 1172 кг

Допустимая полная масса… 1645 кг

Объем двигателя… 1618 см³

Мощность… 190 л.с.

Максимальная скорость… 215 км/ч

Разгон до 100 км/ч… 8 с

Усилитель руля… электрический

Диаметр разворота… 10,7 м

Объем багажника… 251/830 л

Расход топлива в городе… 9,1 л/100 км

Расход топлива на трассе… 5,6 л/100 км

* * *

ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ!

Если вы решите выписать «Юный техник» на I полугодие 2012 года, напоминаем: подписная кампания уже в разгаре. При желании вы можете воспользоваться купоном, напечатанным ниже, вписав туда количество номеров (с 1-го по 6-й), свою фамилию, адрес и индекс «ЮТ». При подписке по каталогу агентства «Роспечать» индекс журнала – 71122, в Объединенном каталоге «Пресса России» наш индекс – 43133, по каталогу «Почта России» – 99320. Надеемся на встречи в новом полугодии.