Текст книги "Юный техник, 2011 № 08"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 5 страниц)

СДЕЛАЙ ДЛЯ МЛАДШЕГО
Простые воздушные змеи

Историки говорят, что воздушный змей – самый первый летательный аппарат, который человек сумел поднять в воздух. Случилось это в Китае примерно 3500–4000 лет тому назад. Поначалу красивые воздушные змеи запускали в небо во время праздников, придавая им форму сказочных драконов – летающих змеев. Оттуда, кстати, и название. Потом воздушным змеям нашли работу. С них сбрасывали листовки, поднимали повыше метеоприборы, радиоантенны, аппараты для аэрофотосъемки. Ну, а ныне их пытаются использовать даже как летающие электростанции (статью «Электростанции взлетают в воздух» мы опубликуем в одном из последующих номеров). Постараемся вернуть снова змеям их первую ипостась – превратим их опять-таки в игрушки.

Основные правила и требования

Игрушки игрушками, но поскольку змеи являются летательными аппаратами, то при их постройке необходимо соблюдать ряд правил. Итак…

Требования, предъявляемые к конструкциям змеев, таковы. Они должны быть достаточно прочными. Дело в том, что давление на несущую поверхность змея при средней скорости ветра 7–8 м/с доходит до 2 кгс/м². Кроме того, змей под действием ветра в полете не должен складываться, и в то же время он должен быть достаточно легким. Наконец, змей должен легко собираться и разбираться, в собранном виде должен занимать небольшое место.

С древнейших времен и до наших дней люди продолжают увлекаться воздушными змеями.

Центр тяжести корпуса змея должен быть расположен на оси его симметрии, то есть на продольной линии корпуса змея, делящей его корпус на две равные части. Иначе он не взлетит.

Стропы, при помощи которых змей прикрепляется к шнуру для запуска, следует тщательно подобрать по длине и прикрепить к корпусу в строго определенных точках. Так змею придают оптимальный угол наклона корпуса к потоку воздуха (угол атаки) для создания наибольшей подъемной силы. Иначе он будет летать плохо, а то и вовсе не поднимется в воздух.

Теперь, когда вы знаете основные правила, можно приступать к делу.

Многие десятилетия классической считалась конструкция змея-«монаха», представляющего собой бумажный прямоугольник на рамке с уздечкой из ниток и хвостом-мочалкой. Но на дворе все-таки XXI век; он принес и новые конструкции. Ознакомимся хотя бы с самыми простыми из них, которые придумали любители змеенавтики из США, Канады, Англии, Франции и Кореи.

Змеи-птицы.

Простейшие змеи американского инженера Р. Ниннея похожи на маленьких птичек. Они хорошо летают, демонстрируя в полете отличную устойчивость. На рисунке 1 их несколько (см. а, б, в).

Всего за 2–3 минуты моделист вырезает из плотной бумаги или тонкого картона, шпона, фольги прямоугольник (соотношение сторон 4:5) и сгибает из него птичку. Затем прикрепляет к корпусу в одном или двух местах уздечку – и змей готов. Таким способом можно делать модели любых размеров – все зависит от прочности материала.

Следующая конструкция (рис. 2 а) создана американским изобретателем Д. Карьяном. Жесткость конструкции придает каркас из сосновых или еловых палочек и замкнутые в полукольцо крылья. Для обшивки каркаса автор предлагает использовать ткань – шелк, саржу или нейлон. Желающие могут поэкспериментировать с двух– или трехкрылой конструкцией (рис. 2 б).

Еще одну модель, похожую на хищную птицу, придумал американец С. Ланга (рис. 7).

Фюзеляж и хвостовое оперение Ланга сделал из деревянной рейки. С одного конца он расщепил ее, а в отверстия деревянной втулки вставил круглые рейки несущих крыльев. Расщепленную часть хвоста, концы крыльев и нос связал толстой леской – получилась очень гибкая конструкция. А рейки крыльев еще и подрессорил резиновыми амортизаторами.

В итоге змей Ланги чутко реагирует на малейшие порывы ветра. В полете он, словно бабочка, взмахивает крыльями, меняя тем самым и величину подъемной силы, и силу сопротивления, и устойчивость.

Змеи четырехугольные

Сначала все воздушные змеи, как уже говорилось в самом начале, снабжались мочальными хвостами. Однако канадский метеоролог А. Эди однажды обратил внимание, как жители Малазийи пускали бесхвостых змеев. Тогда он сам сконструировал свой змей, который вы видите на рисунке 3.

Этот четырехугольник с попарно равными сторонами напоминает параллелограмм. Такая фигура получается, когда складывают основаниями два треугольника, из которых один, ABD – равносторонний, а другой, АСВ – равнобедренный, причем AB: CD как 4:5.

Сторона АВ по концам стянута металлической струной чуть меньшего размера, поэтому она слегка выгнута. Уздечка прикреплена в точках О и D, а обшивка натянута в верхней части, где образует две небольшие складки. Под действием ветра змей выгибается и приобретает форму тупого клина.

Недавно англичанин Г. Ирвин улучшил конструкцию Эди (рис. 4).

Улучшение главным образом касалось вот чего. Известно, что срыв потока воздуха за передней кромкой приводит к образованию области завихрений над тупоугольным змеем. В результате при порывистом ветре устойчивость нарушается. Тогда Ирвин вырезал в обшивке два треугольных окна, пропускающие поток, и положение змея в полете стабилизировалось. Модель, изображенная на рисунке 5, предложена французом А. Милье.

Она состоит из деревянной рейки АВ, стянутой струной в дугу (хорда АВ составляет 9/10 длины рейки). В точках О и 0₁ к рейке крепятся две одинаковые планки CD и EF. Подобно рейке АВ, планки тоже стянуты струной в дугу и образуют в плане равносторонний шестиугольник. Концы всех реек скреплены еще одной струной, проходящей через вершины шестиугольника.

Змей, который вы видите на рисунке 6, хорошо известен в Корее. Его четырехугольная рама склеена из бамбуковых палочек и обтянута тканью. Если размер двух сторон принять равным 800 мм, а двух других – 700 мм, то диаметр отверстия посередине должен составлять 300 мм.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Экономичный приемник прямого усиления

Он очень прост, практически не требует налаживания и совершенно некритичен к напряжению питания. Громкоговорителя в приемнике нет: он работает на миниатюрный телефонный капсюль или телефоны. Приемник выполнен по схеме прямого усиления с одним настраиваемым контуром (рис. 1).

Катушкой индуктивности контура L1 является магнитная ферритовая или рамочная антенна WA1. На частоту принимаемой радиостанции контур настраивается конденсатором переменной емкости (КПЕ) С1. Радиочастотный (РЧ) сигнал с антенного контура LI, С1 через катушку связи L2 поступает на трехкаскадный усилитель РЧ (УРЧ), выполненный по схеме с непосредственной связью между каскадами на транзисторах VT1 – VT3. Усиленный сигнал детектируется диодом VD1, его высокочастотная составляющая отфильтровывается конденсатором С2. Выделившийся на этом конденсаторе сигнал звуковой частоты через катушку связи, представляющую для токов ЗЧ пренебрежимо малое сопротивление, снова подается на базу транзистора VT1.

Поскольку для колебаний ЗЧ все три транзистора являются усилителями тока, а их коллекторные токи складываются в общем проводе питания, в него же включен и телефон BF1, причем отдельного выключателя питания не требуется – приемник начинает работать, как только вилка телефона вставлена в гнезда разъема XI. Конденсатор СЗ замыкает токи РЧ на общий провод, чтобы они не попадали в цепь телефона и батареи питания.

Несколько слов о деталях. Подойдут транзисторы VT1 и VT3 типов КТ315 или КТ312 с любыми буквенными индексами. Это же относится и к транзистору типа КТ361 (VT2) другого типа проводимости. Можно попробовать применить и транзисторы КТ3102 (VT1, VT3) и КТ3107 (VT2). Подбора транзисторов по коэффициенту передачи тока не требуется, просто транзисторы с большим коэффициентом передачи обеспечат несколько большую чувствительность приемника, а режим их все равно окажется жестко стабилизирован. Диод VD1 – любой маломощный высокочастотный, но обязательно кремниевый.

Конденсатором настройки может служить любой подходящий КПЕ с воздушным или твердым диэлектриком. Подойдет, например, КП-180, выпускавшийся в наборах для детского технического творчества, или блок КПЕ от любого транзисторного приемника. Обе секции блока для расширения диапазона перестройки лучше соединить параллельно. Максимальная емкость КПЕ должна быть не меньше 180 пФ.

Можно использовать готовые катушки L1 и L2 от магнитных антенн транзисторных приемников. При самостоятельном изготовлении провод наматывается на круглый или прямоугольный ферритовый стержень 400НН, 600НН или 1000НН длиной не менее 50 мм. Для приема в диапазоне СВ катушка L1 должна содержать 60–70 витков, а катушка связи L2 – 6–7 витков провода ПЭЛ (лучше ПЭЛШО) 0,25 – 0,35. Для повышения добротности контура лучше использовать литцендрат. Намотка ведется в один слой, виток к витку, на бумажном каркасе, пропитанном парафином для влагозащиты и повышения изолирующих свойств. Расстояние между катушками 5–7 мм.

Была испытана и рамочная антенна квадратного сечения 55x55 мм, намотанная внавал проводом ПЭЛ 0,25 прямо на корпусе приемника.

Число витков для диапазона СВ – 60, катушка связи наматывается поверх контурной и имеет 5 витков. Чувствительность приемника даже с такой антенной оказалась достаточной, а селективность – несколько хуже из-за меньшей добротности катушки без сердечника. При изготовлении приемника для диапазона ДВ число витков катушек следует увеличить примерно втрое.

Телефоном служит миниатюрный капсюль ТМ-2А или любой другой с сопротивлением 50 Ом. С таким телефоном приемник может работать при напряжении питания от 1.2 В и выше. Потребляемый ток составляет 1.2 мА при питании от одного дискового аккумулятора и 1,8 мА при питании от одного элемента АЗ16 или импортного – размера АА с напряжением 1,5 В. Если использовать высококачественный телефон ТМ-6 с сопротивлением 180 Ом, напряжение питания лучше увеличить до 2,4–3 В (два дисковых аккумулятора или два элемента 316, соединенные последовательно). Потребляемый ток при этом возрастет до 3–5 мА.

Отличные результаты получились с высококачественными телефонами ТДС-1 при напряжении питания 3 В и токе 5 мА. С приемником можно использовать и высокоомные телефоны, например ТА-4 с сопротивлением постоянному току 4,4 кОм. В этом случае напряжение питания придется увеличить до 4,5–9 В (одна-две батареи 3336Л или одна «Крона»). Потребляемый ток составит 1–2 мА.

Вообще же приемник допускает широкие вариации сопротивления телефонов и напряжения питания без ухудшения качества работы и без подбора элементов.

Поскольку через телефоны проходят не только токи ЗЧ, но и постоянная составляющая тока транзисторов, при подключении телефона, особенно со слабым магнитом, желательно соблюдать полярность, указанную на вилке телефона. Вывод, обозначенный знаком +, должен соединяться с батареей питания. Если же обозначений на вилке или корпусе телефона нет, полярность его включения подбирают по наилучшему звучанию.

Смысл подбора полярности в том, чтобы постоянное магнитное поле катушек телефона, создаваемое постоянной составляющей тока, складывалось с собственным полем магнита телефона, усиливая его.

Корпусом приемника может стать пластмассовая коробочка с ручкой настройки и миниатюрным разъемом для подключения телефона. Монтаж приемника может быть как печатным, так и навесным.

Самовозбуждение вероятно лишь при размещении коллекторной цепи транзистора VT3 вплотную к контуру магнитной антенны из-за емкостной связи между ними. Устраняют его подбором взаимного расположения деталей. Если это не помогает, полезно окружить коллекторную цепь транзистора VT3 полоской «заземленной» фольги на печатной плате или установить небольшой экран из фольги, жести и т. п. при навесном монтаже. Помогает переключение выводов контурной катушки или катушки связи.

Приемник можно выполнить и с фиксированной настройкой на одну радиостанцию, заменив КПЕ С1 постоянным конденсатором и подобрав его емкость в пределах 50 – 240 пФ до получения предварительной настройки на нужную станцию. Окончательная настройка производится подбором числа витков и положения контурной катушки L1 на стержне магнитной антенны.

В. ПОЛЯКОВ, профессор

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос – ответ

Слышала по радио, что в Корее появились первые роботы-учителя. Как они выглядят? Чему учат? Как к ним относятся школьники?

Наташа Литвинец,

г. Орел

В школах Южной Кореи и в самом деле приступили к работе три десятка роботов-учителей. Они учат детей младших классов английскому языку. Высота каждого робота около одного метра, а передвигаются по классу они на колесах. Роботы называются Engkey, а созданы они учеными Корейского института наук и технологий. Каждое такое устройство выглядит как большое говорящее яйцо с дисплеем в верхней части. На экране высвечиваются слова, а робот затем произносит их вслух. Вслед за тем на экране появляется женское лицо, которое повторяет слова еще раз, чтобы ученики могли видеть, как двигаются при этом ее губы. Таким образом одна учительница может поочередно появляться на экранах в нескольких классах.

Поначалу школьники были очень удивлены видом нового учителя, а теперь привыкли.

Я слышал, что наши космонавты видят во время орбитальных полетов ангелов. Только им об этом рассказывать нельзя под страхом отстранения от полетов. Неужели это правда?

Андрей Чесноков,

г. Самара

«В 1985 году мне довелось принять участие в составе длительной экспедиции на борту орбитальной станции «Салют-7», – рассказывал летчик-космонавт СССР, доктор медицинских наук, профессор Олег Юрьевич Атьков. – Длительный полет – штука монотонная, все приедается. Вот я и решил накануне 1 апреля повеселить своих коллег. Поздно вечером, когда все легли спать, я стал разрисовывать и расписывать бортовую стенгазету, стараясь уместить туда побольше разных шуточек и баек. Среди них была и такая.

Выглянул я, дескать, в иллюминатор и вижу: на расстоянии примерно 2 км от станции машет крыльями и хвостом трехглавый оранжевый дракон. Я тут же связался с ЦУПОм, спрашиваю, что делать. А мне отвечают: «Спасибо за информацию. Мы сейчас подумаем, что предпринять, а ты пока поулыбайся дракону в иллюминатор».

Написал я все это, а потом думаю: надо бы ЦУП все-таки предупредить о моей самодеятельности. Выхожу на связь через корабль-ретранслятор – мы тогда как раз над Тихим океаном были, рассказываю суть своей затеи – спрашиваю совета. В ответ – секундное молчание, а потом дружный хохот дежурной смены в ЦУПе: «Молодец! Хорошо придумал…»

Газета была вывешена, прочитана. Все посмеялись, и потихоньку история начала забываться. Но не забылась совсем. Когда через год уже спустившемуся на Землю Атькову довелось принять участие в международной встрече космических специалистов, к нему подошел один из астронавтов США, отозвал в сторону и показал американскую газету. В ней черным по белому было написано, что во время полета советский космонавт Атьков видел в небе семерых оранжевых ангелов, о чем и докладывал в ЦУП…

Почему на суше, чтобы сдвинуть с места, например, грузовик, требуется усилие силача, а то и нескольких человек. А вот на воде сдвинуть с места катер или даже баржу на много легче?

Виктор Ключников,

г. Саратов

А все дело в величине трения. На суше даже трение качения оказывается больше, чем трение скольжения на воде. Тот же грузовик сдвинуть с места куда легче, если он стоит на гладком-прегладком льду. Только при этом, понятно, тот, кто тянет, должен иметь надежную опору под ногами. Но и в этом случае сдвинуть с места, скажем, огромный танкер, глубоко сидящий в воде, имеющий огромную массу, одному человеку вряд ли удастся. Сами подумайте почему…

ДАВНЫМ-ДАВНО

Имя человека, который первым почистил зубы, история, к сожалению, не сохранила. Однако антропологи полагают, что уже в каменном веке люди старались очищать зубы после еды деревянными палочками, а некоторые даже имели привычку жевать сосновую смолу.

Привычные нам приспособления для ухода за полостью рта тоже имеют довольно древнюю историю. Так, например, первые зубные щетки из свиной щетины, конского и барсучьего волоса были изобретены в 1498 году в Китае. В Европе первые зубные щетки появились лишь в середине XVIII столетия.

В России Петр I, вернувшись из поездки по Европе, завел обычай среди знати для чистки зубов использовать толченый мел и влажную тряпочку. А простой люд еще до этого догадался чистить зубы углями из березовой древесины, отбеливающими зубы. Пожевал угольков, а затем прополощи рот обычной водой.

Некоторые также после еды и полоскания жевали листки свежей или сушеной мяты. Это растение, кроме приятного запаха, обладает еще и антибактерицидными свойствами.

Специальные зубные порошки впервые появились в конце XVIII века в Великобритании. Впрочем, состав их был далек от идеала, поскольку содержал кирпичную пыль и размельченный фарфор, заметно стиравшие зубную эмаль. Чтобы сделать порошки приятнее на вкус и удобнее в использовании, в них начали добавлять глицерин.

В 50-е годы XIX века англичанин Дж. Харрис предложил использовать для изготовления зубных порошков толченый мел, а также измельченные лекарственные травы – шалфей, фиалку, корицу, а затем и эфирные масла.

Однако порошки все-таки повреждают зубную эмаль.

А потому в 1873 году нью-йоркский аптекарь И. Колгейт додумался выпускать зубную пасту на основе мела особо тонкого помола и различных отбеливающих и лекарственных присадок.

ПРИЗ НОМЕРА!

Наши традиционные три вопроса:

1. Почему узлы на веревках не развязываются сами по себе?. Какая сила удерживает вместе две связанные веревки?

2. Почему автопоездами перевозить грузы лучше, чем, скажем, отдельными грузовиками?

3. Почему воздушный змей, сорвавшись с поводка, сразу падает?

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 3 – 2011 г.

1. В дыму, облаке пыли, тумане луч света отражается от частиц копоти, капелек воды, пылинок и становится видимым.

2. Центральное отверстие в парашютном куполе делают для стабилизации воздушного потока. Если воздух будет выходить из-под купола по краям, то неизбежна раскачка парашюта.

3. Часть энергии при трении идет на срыв электронов с их орбит и переходу от одного тела к другому. В результате то тело, где электроны в избытке, приобретает отрицательный заряд, а где их не хватает – положительный.

* * *

Поздравляем с победой 9-летнего Влада Кобелева из г. Богдановичи Свердловской обл.

Близки были к победе М.Бахтин из с. Елховка Самарской области…

_{… остаток текста прикрыт «заплаткой»...}

* * *

_{А почему? Как взвесить… звезду? Правда ли, что копировальный аппарат еще в XVIII веке изобрел Джеймс Уатт, создатель паровой машины? Как и когда в России появилась Академия наук? Чем интересно растение спаржа? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».}

_{Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают свое путешествие в мир памятных дат. А читателей журнала приглашаем в северный город на берегу Белого моря – Архангельск.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

_{ЛЕВША «Левша» расскажет вам о первых в мире реактивных самолетах, какие они были, какими тактико-техническими характеристиками обладали, и вы сможете выклеить бумажные модели сразу двух самолетов – «Мессершмитт-262» и ТА-183.}

_{Моделисты-экспериментаторы познакомятся с оригинальной идеей волнового двигателя для судомоделей и смогут построить опытную модель по рекомендациям авторов статьи.}

_{Любители электроники узнают, как работает металлоискатель, и смогут отправиться на поиски кладов, собрав прибор по приведенной в журнале схеме.}

_{Время досуга заполнят головоломки…} 

* * *