Текст книги "Юный техник, 2011 № 05"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 6 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 5 май 2011

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ
Техника полиции

XIV Международная выставка средств обеспечения безопасности государства «Интерполитех» оказалась примечательна тем, что открыла свои двери в канун переименования милиции в полицию. Поскольку дело не должно ограничиться только сменой названия, то интересно было взглянуть, что нового могут предложить сегодня специалисты российским полицейским.

Взгляд свысока

На площади в 19 000 кв. м нашлось место для самого разнообразного оборудования. А что не поместилось под крышей выставочного павильона на ВВЦ, демонстрировалось еще в действии на полигоне в подмосковном городе Красноармейске.

Первое, на что я обратил внимание – большое количество беспилотных летательных аппаратов (БЛA), на которые возлагаются основные обязанности по воздушной разведке. Небольшие, практически не различимые в небе самолетики, тем не менее, сами замечают все и тут же передают на землю изображение.

Вот, скажем, беспилотник ZALA 421-16 представляет собой большую 16-килограммовую авиамодель типа «летающее крыло». Модель способна подняться на 3 км и обозревать окрестности в течение 7 часов с помощью фото и видеокамер. Затем она приземляется на любой мало-мальски ровной площадке. А вот для водной полиции лучше подходит модель ZALA 421-02. Этот радиоуправляемый вертолет может пробыть в воздухе около 5 часов, беспрерывно ведя мониторинг окружающей обстановки в радиусе 50 км.

Беспилотник ZALA 421-16.

Модель спасательного экранолета.

Можно было на выставке получить полное представление и о настоящих вертолетах. Фирма «Камов» продемонстрировала свои последние разработки, включая, например, вертолет Ка-62, способный перевозить пассажиров, спасателей и грузы со скоростью 285 км/ч на расстояние более 1000 км.

Легкий многофункциональный вертолет Ка-226 отличается интересной особенностью. Его пассажирскую кабину, рассчитанную на 6 пассажиров, можно легко отстыковать и заменить специализированным модулем, например, для перевозки раненых с места аварии или для оперативной доставки оборудования. Используется этот вертолет и для оценки с воздуха ситуации на дорожных трассах, в местах пожаров.

На авиационном заводе в г. Улан-Удэ выпускается поисково-спасательный вариант вертолета Ми-171. Он способен вывезти с места стихийного бедствия сразу 37 человек, транспортировать до 4 т грузов внутри кабины или на внешней подвеске. Вертолет оборудован спасательными лебедками грузоподъемностью до 300 кг, санитарным оборудованием, звуковещательной станцией, очками ночного видения и прожекторами для полетов и ведения спасательных операций в темное время суток.

Больший интерес у посетителей вызвали и модели экранолетов, представленные московскими и сормовскими специалистами. В свое время, а именно в 60-е годы прошлого столетия, наша страна благодаря прежде всего стараниям генерального конструктора Евгения Алексеева, занимала ведущее место в мире по проектированию и строительству «летающих кораблей», позволяющих перемещаться над водой с самолетной скоростью, осуществляя боевые рейды или оперативно-спасательные операции.

Теперь планируется возродить производство.

Под защитой брони

На выставке были показаны и специализированные автомобили, предназначенные для патрулирования улиц и дорог. Пожалуй, наилучшее впечатление производил броневик КамАЗ-43269. При проектировании его был использован богатый опыт по созданию грузовика КамАЗ-34911 – многократного победителя международных ралли «Париж – Дакар». По своим техническим характеристикам он не уступает зарубежным автомобилям своего класса, а по броневой защите даже их превосходит. Броня обеспечивает надежную защиту от стрелкового оружия калибра 7,62 мм и 12,7 мм.

При этом автомобиль без заправки способен преодолеть до 1100 км по бездорожью. Мощный двигатель, привод на все колеса и система подкачки воздуха в шины позволяют не бояться проселков, преодолевать броды глубиной до 1,75 м. КамАЗ-43269 имеет пуленепробиваемые стекла, кормовые распашные ворота и боковые люки для высадки десанта. Причем огонь десантники могут вести прямо из машины через специальные бойницы.

Еще одна интересная спецмашина – легкий броневик СБА-63 на базе специализированного автомобиля «Скорпион-3» с использованием узлов серийного легкового вездехода УАЗ-29966. Надежная система отопления и электроподогрев стекол дают возможность работать в самые сильные морозы.

Для спасателей, полицейских, егерей, охотников и туристов предназначен компактный снегоболотоход Viking, выпускаемый малыми сериями ООО «Динамика» в Череповце. Как рассказал представитель предприятия Александр Харламов, гусенично-колесное шасси «Викинга», а также его способность плавать позволяют ему доставить 5 человек со снаряжением к месту назначения хоть по болоту, хоть по глубокому снегу.

Вездеход-амфибия Viking.

Пожарно-спасательный мотоцикл типа BMW G650 GS предназначен для оперативной доставки к месту пожара или в иной чрезвычайной ситуации двух спасателей и набора специализированного оборудования. Мотоцикл комплектуется средствами связи, электроосвещения, аварийно-спасательным инструментом.

Опознание личности

Одним из главных условий обеспечения безопасности общества является быстрое и точное определение личности. Сейчас нередко можно видеть, как люди в форме останавливают прохожего и просят его предъявить документы.

«Такой контроль давно уж не является последним словом спецтехнологий, – рассказал мне Алексей Подчиненов, представитель ЗАО «Папилон», базирующегося в г. Миассе Челябинской области. – В отделениях милиции, проходных спецпредприятий, международных аэровокзалах теперь все чаще можно увидеть такую картину. Люди по очереди прикладывают пальцы к небольшой пластине, а на экране монитора возникают в увеличенном виде папиллярные узоры. Отпечатки пальцев сравниваются с теми, что имеются в базе данных. И если данный человек находится в розыске, оперативный дежурный получает сигнал тревоги.

На нашем предприятии производятся биометрические системы, которые автоматически производят идентификацию личности не только по отпечаткам пальцев, но и по радужной оболочке глаза. Причем и само сканирование, и определение «кто есть кто» может производиться достаточно оперативно, в течение нескольких секунд. Не случайно в обиходе такая разработка зовется «живым сканером».

Мобильный комплекс «Папилон» (слева) и комплекс автоматического распознавания лиц, используемый в метро (справа).

Само сканирование при желании может осуществляться и дистанционно. Так, скажем, в США создано оригинальное устройство под названием AIRprint. Оно способно считывать отпечаток пальца на расстоянии до двух метров. Принцип действия сканера основан на отражении поляризованного света, испускаемого специальным источником, от рисунка пальца; при этом, как оказалось, микровыпуклости папиллярного узора отражают луч горизонтально, а канавки – вертикально. Затем полученное изображение обрабатывает компьютер и в течение нескольких секунд определяет «кто есть кто».

Правда, пока у прибора отмечен один недостаток: чтобы получить четкий рисунок, человек должен стоять неподвижно. Но разработчики уверяют, что скоро смогут получать отпечаток пальца в движении. Проверяемый даже не будет знать, что его дактилоскопируют.

Еще один оригинальный способ опознания личности – по рентгеновскому снимку коленного сустава – предложили ученые из Национального института по изучению проблем старения и Университета штата Нью-Йорк. Проанализировав тысячи рентгенограмм, исследователи пришли к заключению, что наши суставы столь же индивидуальны, как и отпечатки пальцев. Причем если папиллярный узор на пальцах можно свести, например, кислотой, то с коленными суставами дело сложнее.

Есть достижения и при опознавании по глазам. Так, в Израиле разработали систему, которая учитывает уникальность движения глаз у каждого человека. По словам Дафны Палти, которая принимала непосредственное участие в разработке, движение глаз столь же индивидуально, как и походка человека. «Наша система определяет личность проверяемого, изучая уникальные характеристики движений глаз, пока человек следит за значком, бегающим по экрану компьютера, – сказала она. – Траектория перемещения зрачка фиксируется видеокамерой и затем сравнивается по 10 параметрам».

Какие именно параметры при этом отслеживаются – секрет. Однако разработчики уверяют, что точность определения личности выше 90 процентов.

Пожарно-спасательный мотоцикл BMW.

Маскировочный халат для зимы.

Наконец, британский ученый Стивен Биби из Саутгемптонского университета полагает, что любого человека можно распознать по акустическим сигналам, возникающим во внутреннем ухе в ответ на внешние шумы. Суть здесь такова. Акустические волны, проникая во внутреннее ухо, заставляют колебаться волосковые клетки кортиева органа, которые и преобразуют звук в нервные сигналы. Заодно эти колебания порождают так называемый эффект отоакустического излучения.

Этот отраженный сигнал можно измерить, подавая в человеческое ухо специальную серию щелчков, например, по телефонной линии связи. Получив ответный сигнал, специалист может определить возраст говорящего, к какой этнической группе он принадлежит, находится ли под влиянием алкоголя или наркотиков, а также ряд других признаков. Данный метод, утверждают эксперты, вскоре позволит вычислять так называемых телефонных террористов быстрее, чем они успеют договорить свою первую фразу.

С. ЗИГУНЕНКО

ИНФОРМАЦИЯ

ЛАУРЕАТ РОССИЙСКОЙ МОЛОДЕЖНОЙ ПРЕМИИ в области наноиндустрии – такое почетное звание носит теперь Марина Галкина из Белгородского государственного университета. Памятный диплом и денежный приз в размере 300 тысяч рублей она получила за разработку и внедрение способа нанесения легированного углеродного покрытия на кантилеверах – основных узлах сканирующих зондовых микроскопов.

Предложенный молодой исследовательницей импульсный вакуумно-дуговой метод формирования покрытия позволяет получить материал с повышенной износостойкостью, твердостью, долговечностью. Аналогичные покрытия можно также использовать в инфракрасной оптике, в медицине для нанесения покрытия на костные и зубные имплантаты и во многих других случаях.

ЛАБОРАТОРИЯ ДЛЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА изменений климата и окружающей среды открыта в Арктическом и Антарктическом научно-исследовательском НИИ. По словам главы Росгидромета Алексея Фролова, в лаборатории планируется проводить анализы образцов снега, льда, природных вод, атмосферных осадков и вечной мерзлоты с целью реконструкции прошлых изменений климата, включая исследования подледникового озера Восток в Антарктиде. Раньше большая часть подобных исследований выполнялась за рубежом.

ХОТЬ В ЧЕМОДАНЕ, ХОТЬ В КОНТЕЙНЕРЕ. Забота о безопасности пассажиров требует оснастить аэропорты, вокзалы, автостанции новой аппаратурой, помогающей выявлять взрывчатку, наркотики и прочие запрещенные грузы. И если до недавнего времени представители спецслужб возлагали основные надежды на рентгеновские аппараты, с помощью которых просвечивали чемоданы, сумки, контейнеры, то сейчас им на помощь приходит новая техника.

Так, например, ученые Дубны создали новый детектор, который для просвечивания багажа использует метод меченых нейтронов.

Если в облученном ими грузе выявляется подозрительно высокая концентрация азота или, скажем, странное соотношение углерода и кислорода, это повод проверить багаж досконально. Ныне прибор может выявить до 30 различных видов взрывчатки. Причем устройство способно просвечивать насквозь даже морские контейнеры и транспортные фуры.

Вероятность обнаружения взрывчатки – 98 процентов. Сам же прибор размерами с ноутбук, весит около 8 кг, а значит, его без особого труда можно доставить в любой пункт досмотра.

«АВТОМОЗГ» СЛЕДИТ ЗА ТРАНСПОРТОМ. Диспетчер, собственноручно заполняющий путевые листы, – пережиток прошлого века, полагают отечественные специалисты. Созданная ими навигационная система «АвтоТрекер» позволяет с помощью спутниковых технологий GPS и ГЛОНАСС не только контролировать местонахождение машин, спецтехники и других объектов, на которых установлено соответствующее оборудование, но также проследит за соблюдением графика движения, расходом топлива, отклонением от заданного маршрута, технической исправностью транспорта и другими параметрами. Поможет она бороться и с транспортными пробками.

СЛЕДИМ ЗА СОБЫТИЕМ
Высадка на Марс уже состоялась

В международном проекте «Марс-500», который стартовал 3 июня 2010 года в Институте медико-биологических проблем (ИМБП), принимают участие шестеро добровольцев из России, Франции, Италии и Китая. В течение 520 суток, которые экипаж проводит в полной изоляции в специально построенном на территории ИМБП комплексе из нескольких модулей, они совершают виртуальный полет до Красной планеты, выполняя программу из 105 различных научных экспериментов. Программа полета включает и «высадку» на марсианскую поверхность.

Наземный комплекс, имитирующий космолет, построен на территории института. Общий объем комплекса 550 куб. м. Он состоит из посадочного, экспериментального и жилого модулей, склада и оранжереи. Отдельно создан модуль, имитирующий марсианскую поверхность; его объем 1200 куб. м.

Международный экипаж возглавил россиянин Алексей Ситев. Врач экспедиции – Сухоб Камолов. Одно из трех мест исследователей также отдано россиянину Александру Смолеевскому. Француз Роман Шарле выполняет в экипаже обязанности бортинженера «марсолета», а Диего Урбина из Италии и Ван Юэ (Китай) занимаются научной работой.

Цель проекта – отработка реального полета человека на Марс. Научные исследования, проводимые в его рамках, как отметили в ИМБП, должны «помочь оценить влияние изоляции, замкнутого пространства и стресса на психику и физиологию человека, например, качество сна, настроение, гормональное регулирование, иммунитет, пищеварение».

Эксперимент включает в себя три этапа: 250-суточный «перелет» с Земли на Марс, 30-дневное пребывание на марсианской поверхности и 240-суточное возвращение.

Команда экспедиции «Марс-500»

По словам научного руководителя института академика Анатолия Григорьева, экипаж перед высадкой на Марс разделился на две группы. Одна условно осталась на орбите Марса, чтобы поддерживать связь с Землей. А вторая, состоящая из российского участника Александра Смолеевского, представителя Европейского космического агентства итальянца Диего Урбины и китайца Ван Юэ, совершила условную высадку на марсианскую поверхность.

Директор проекта «Марс-500» Борис Моруков рассказал, что всего было три выхода из модуля спускаемого аппарата на поверхность Красной планеты или, точнее, в модуль-имитатор марсианской поверхности. Длительность каждого выхода – около двух часов. На поверхность выходили по два человека. Третий контролировал ход событий из спускаемого аппарата.

«Первого февраля корабль с участниками эксперимента как бы вышел на околомарсианскую орбиту, – рассказал Б. Моруков. – Именно тогда наши «марсиане» получили доступ к отсеку ЭУ-50, который имитирует спускаемую капсулу. Далее, 12 февраля экипаж разделился на две тройки. Одна перешла в спускаемую капсулу, вторая осталась в основном модуле.

В первом выходе на поверхность, состоявшемся 14 февраля, приняли участие Александр Смолеевский и Диего Урбина. Во втором выходе, состоявшемся через четверо суток, выходили Смолеевский и Ван Юэ. И наконец, в третий раз, 22 февраля, из спускаемого модуля выходили опять-таки Смолеевский и Урбина.

Затем спускаемый аппарат «стартовал» с Марса и через сутки состыковался с основным кораблем. После трехдневного карантина «марсонавты» открыли люки и снова стали единым экипажем.

Между прочим, «марсонавты» работали с реальной аппаратурой, которая готовилась для лунных программ. И сама обстановка была максимально приближена к марсианской, включая выходы в скафандрах, соответствующую задержку радиосигнала при связи с Землей, а также имитацию несчастного случая с падением одного из космонавтов во время третьего выхода на марсианскую поверхность..

Публикацию подготовил В. ЧЕРНОВ

Подробности для любознательных

РОБОТ «ТУРИСТ-ГУЛЛИВЕР»

Во время виртуальной «высадки» на Марс участники экспедиции «Марс-500» испытали и отечественного робота-помощника, получившего имя «Турист-Гулливер».

«Первоначально мы назвали свое детище «Турист», что означает «телеуправляемый робот-исследователь сухопутных территорий», но потом по согласованию со специалистами ИМБП, где проходит эксперимент «Марс-500», робот получил второе имя – «Гулливер», – рассказал Валерий Ивченко, проректор по научной работе Московского государственного университета приборостроения и информатики (МГУПИ), где был создан «марсоход». Оснащенный манипулятором робот может брать и доставлять на посадочный модуль образцы грунта и куски породы весом до 200 г, а также расставлять на исследуемой поверхности приборы и аппаратуру. Его высокую мобильность обеспечивают три пары «ног»-колес, которые приводятся в движение шестью двигателями, а шесть «глаз»-видеокамер, установленных на платформе и на манипуляторе, позволяют сидящим у монитора «марсонавтам» следить за работой механического помощника и управлять им по радио.

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
«Антизеркала» дают возможность творить чудеса

Зеркало – одно из самых древних изобретений человечества. В них смотрелись красавицы, им приписывали магические свойства, их использовали в оптике и астрономии…

В нынешнем, XXI веке вдруг выяснилось, что наряду с обычными зеркалами существуют еще и некие антизеркала…

Многим известен такой простой физический фокус. Если поставить друг напротив друга два зеркала, а между ними поместить горящую свечу, то в зеркальном отражении можно увидеть некий бесконечный коридор, освещенный множеством свечей.

А вот недавно китайские ученые из университета Сучоу впервые продемонстрировали другой удивительный оптический эффект. А именно, если перед их антизеркалом – так они назвали свое устройство – поместить две или больше свечей, то их изображение не размножится, а сольется воедино, как будто горит одна свеча.

Но само свечение становится при этом ярче.

«Эффект основывается на суперлинзе с отрицательным коэффициентом преломления», – поясняют исследователи. Для наглядной демонстрации свойств своего антизеркала они поместили по разные стороны суперлинзы два цилиндра (а свечи, как известно, тоже цилиндрической формы). В итоге с любой стороны от линзы наблюдатель видел только один цилиндр. Авторы разработки пояснили, что подобный эффект достигается за счет увеличения амплитуды так называемых исчезающих волн, что является одной из особенностей суперлинз.

Сами же суперлинзы изготовляются из так называемых метаматериалов. Так, если помните, называются искусственно созданные вещества с необычными свойствами. Они содержат периодически повторяющиеся микроструктуры, обуславливающие необычное взаимодействие материала с электромагнитными волнами.

Наибольшую известность получили метаматериалы, проявляющие необычные оптические свойства. Мы уже рассказывали, что именно метаматериалы используются для создания «шапок-невидимок» – устройств, с помощью которых стараются сделать невидимыми те или иные объекты. Из аналогичного материала была создана и суперлинза, обладающая отрицательным коэффициентом преломления. Такие линзы создавались и раньше, но никто поначалу не обращал внимания, что они могут проявлять «антизеркальные» свойства.

Руководитель исследовательской группы Киньянг Чен пояснил, что «исчезновение» объектов в суперлинзах происходит из-за того, что изображения каждого цилиндрического проводника перекрывают друг друга. Такое иногда можно видеть на сцене, когда танцоры прячутся, выстраиваясь в затылок друг другу, и зрители видят вместо нескольких человек одного.

По мнению исследователей, «антизеркальный эффект» может применяться как в системах твердотельного освещения, например в светодиодной технике, так и в источниках когерентного света, таких как лазеры. На данный момент одним из существенных препятствий в развитии светодиодной техники является получение яркости, достаточной для создания систем общего освещения. Одним из способов увеличения яркости является помещение нескольких светодиодов в один корпус, однако в таком случае излучение лампы становится неоднородным.

С помощью же новой технологии можно создать иллюзию одиночного источника света с высокой яркостью. Также предложенный учеными метод может позволить «сложить» воедино несколько лазерных лучей, создав один луч огромной мощности.

Не существовавший ранее в природе тип отражающей поверхности создали и британские физики. Для стороннего наблюдателя новое зеркало отражает видимый свет так же, как обычное. Но на деле – принципиально по-другому, утверждают Александр Шванеке и его коллеги из Центра нанофотоники университета Саутгемптона (Великобритания).

Тут, очевидно, нужно пояснить, что и обычное зеркало имеет особенность, на которую мало кто обращает внимание. Отражая свет, оно не только направляет световые лучи в соответствии с законом отражения (угол падения равен углу отражения), но проделывает со светом еще одну, незаметную для глаз вещь. А именно: зеркало меняет фазу электрической составляющей электромагнитной волны на противоположную, оставляя фазу магнитной составляющей неизменной.

Так ведут себя естественные материалы при отражении лучей. А вот магнитное «антизеркало», созданное Шванеке, действует прямо противоположным образом – при отражении электромагнитной волны оно обращает магнитную составляющую колебаний, но не затрагивает электрическую. Так что в сравнении с зеркалом обычным его тоже можно было бы назвать антизеркалом.

Интересно, что созданное британскими учеными зеркало работает в видимом диапазоне световых волн, так что теоретически в него можно посмотреться. Правда, сделать это непросто, поскольку зеркало представляет собой квадратик со стороной 500 микрометров. Но даже если бы такое зеркало сделали большим – зрительно никто бы разницу не заметил. А вот в экспериментах с интерференцией, спектрометрией, излучением отдельных молекул – разница уже ощущается.

Авторы устройства говорят, что его экзотические свойства могут пригодиться во многих экспериментах со светом, в создании новых типов фотодатчиков или элементов систем связи. Тем более что, по их словам, можно построить такое же зеркало и для инфракрасного диапазона.

И в данном случае секрет изобретения заключается в том, что фактически это зеркало – метаматериал. Точнее, само зеркало состоит из двух слоев подложки (сначала алюминий, сверху – диоксид кремния) и рабочего слоя, выполненного из алюминия, но не сплошного, а в виде упорядоченной структуры из волнистых нанопроводов, образующих рисунок типа «рыбья чешуя». Причем размер «чешуек» – меньше длины волны падающего света, так что на поверхности даже малого зеркала таких элементов поместился целый миллион. «Чешуйки» как раз и отвечают за отражение электромагнитной волны столь неправильным образом.