Текст книги "Юный техник, 2011 № 04"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 4 апрель 2011

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ПАМЯТНЫЕ ДАТЫ
Он сказал: «Поехали!..»

Полвека тому назад, 12 апреля 1961 года, человек впервые побывал в космосе: первый космонавт Земли Юрий Алексеевич Гагарин совершил на корабле «Восток-1» кругосветный полет за 108 минут.

Они были первыми

…Началась же эта история так. В конце 50-х годов XX века по всему Советскому Союзу в обстановке глубокой секретности был проведен набор летчиков-истребителей для испытания новой техники. В результате среди нескольких тысяч кандидатов было отобрано два десятка совершенно здоровых парней небольшого роста и веса.

Из них потом в космосе побывала только дюжина.

Остальные либо погибли во время тренировок, как то случилось 23 марта 1961 года с 24-летним Валентином Бондаренко, сгоревшим в кислородной атмосфере сурдокамеры при случайном пожаре, либо были отчислены из отряда по разным причинам – кто по здоровью, кто за нарушение режима.

В итоге комиссия выбирала кандидата на первый полет из шестерых. В ту шестерку вошли Юрий Гагарин, Герман Титов, Андриан Николаев, Павел Попович, Валерий Быковский и Григорий Нелюбов. Никто из них почти до самого старта не знал, кому суждено стать космонавтом № 1.

Лишь перед самым полетом Государственная комиссия из этого списка выделила двоих – Юрия Гагарина и Германа Титова. Их привезли на космодром Байконур и уложили спать – старт намечался на раннее утро.

Будущие космонавты спокойно уснули, зато Главный конструктор Сергей Павлович Королев до утра в беспокойстве проходил вокруг их домика.

Утро взлета

Утром космонавтов одели в скафандры и привезли на старт. Юрий Алексеевич Гагарин занял место в кабине, а Герман Степанович Титов в полной боевой готовности остался в автобусе, чтобы в случае необходимости быстро заменить друга.

Но замена не потребовалась. Гагарин вел себя спокойно, даже когда при закрытии люка вдруг загорелась аварийная лампочка, свидетельствовавшая о разгерметизации кабины, и процедуру закрытия люка пришлось произвести повторно.

Наконец все было готово. Специалисты отъехали от готовой к старту ракеты, а пусковая команда заняла свои места в бункере управления. Прозвучало предупреждение о минутной готовности, пошли команды: «Ключ на старт!..», «Зажигание!», «Подъем!» И все присутствовавшие на командном пункте услышали, как из динамиков сквозь грохот ревущих двигателей прозвучал голос Гагарина: «Поехали-и-и!..»

Сам полет прошел более-менее нормально. Во всяком случае, по возвращении через 108 минут на Землю, Ю.А. Гагарин в тот же день написал в своем отчете: «До полета я прошел соответствующую подготовку, программа которой была разработана нашими учеными. Технику изучил хорошо, был полон уверенности в успешном исходе полета».

Далее он указывал, что «гул был не сильнее того, который слышишь в кабине реактивного самолета». Вот только перегрузки все росли, но тренированный организм постепенно привыкал к ним. Правда, на 70-й секунде возникла тряска, а перегрузки возросли настолько, что стало «трудно разговаривать, т. к. стягивало мышцы лица».

После выхода на орбиту появилась невесомость. Космонавт испытывал легкость в теле и не всплыл под потолок кабины только потому, что его удержали в кресле привязные ремни.

«Земля с высоты 175–327 км просматривается очень хорошо, – отмечает космонавт в своем отчете. – Различимы крупные горные массивы, большие реки, лесные массивы, береговая линия, острова. Хорошо видны облака, небо имеет черный цвет»…

Однако не успел Юрий Алексеевич как следует освоиться на орбите, как пришла пора готовиться к посадке. Ведь полет с самого начала был рассчитан всего на один оборот вокруг нашей планеты. В заранее рассчитанное время сработала ТДУ – тормозная двигательная установка, и корабль пошел на снижение. При этом он вдруг «начал вращаться вокруг своих осей с большой скоростью», отмечает Гагарин. Сделать он ничего не мог, поскольку был по существу пассажиром на своем «Востоке-1», все управление осуществлялось с Земли.

А когда сработала автоматика, произошла накладка. При разделении спускаемого аппарата и агрегатного отсека не отстрелился кабель, соединявший аппаратуру в обеих частях корабля. Окончательное разделение произошло, лишь когда кабель перегорел в плотных слоях атмосферы. Таким образом окончательное разделение произошло на 10 минут позже намеченного, в 10.35 по корабельному времени. Самого же космонавта спасла от перегрева специальная обмазка кабины, принявшая на себя весь жар.

Космический корабль «Восток-1»

Система отображения информации и сигнализации корабля «Восток»

В атмосфере вступила в действие парашютная система, постепенно затормозившая падение кабины. «На высоте 7000 метров происходит отстрел крышки люка № 1, хлопок – и крышка люка ушла, я катапультировался быстро, хорошо и мягко. Я стал спускаться на основном парашюте», – отмечает Гагарин.

Казалось бы, все хорошо. Но тут выяснилось, что заело клапан, который должен был дать доступ воздуху в скафандр из атмосферы. И космонавт возился с ним минут шесть, пока не разобрался, в чем дело, и не открыл клапан.

Дальше было приземление на саратовской земле, где космонавта чуть было не приняли за летчика-шпиона. Но крупные красные буквы «СССР» на шлеме и объяснения самого Ю.А. Гагарина привели встречающих в восторг. А сам он, стартовав старшим лейтенантом, приземлился уже майором.

Корабль «Восток-1»

Теперь давайте поговорим о некоторых технических подробностях того памятного полета. Корабль «Восток-1» был выведен на орбиту ракетой-носителем «СЛ-3» – модификацией баллистической военной ракеты «Р-7», при помощи которой запускали еще «Спутник-1». К ракете была добавлена еще одна ступень, которая и вывела «Восток» на орбиту.

Сам космический корабль, весивший 4730 кг, имел длину 4,4 м и диаметр 2,4 м. Космонавт находился в сферическом спускаемом аппарате диаметром 2,3 м и весом 2460 кг. Кресло космонавта было катапультируемым, поскольку спускаемый аппарат при приземлении имел скорость 10 метров в секунду, несмотря на свой парашют, и перегрузка в 100 g оказалась бы смертельной для человека. Поэтому космонавт катапультировался и спустился на собственном парашюте со скоростью 5 метров в секунду. Установить на спускаемом аппарате больший парашют и двигатель мягкой посадки не позволяли жесткие ограничения по весу всей конструкции.

Кроме того, катапультируемое кресло могло оказаться полезным и при аварии на старте. Тогда космонавт тоже бы катапультировался и, отлетев с помощью особого заряда на сотни метров от места старта, приземлился бы на парашюте.

В кабине корабля были шкафчик с едой в тюбиках, устройство радиосвязи, приборы ориентации и иллюминатор. Сверху на модуле были установлены внешние антенны связи, управления и телеметрии. Тепловая защита эта покрывала всю поверхность капсулы, и обмазка должна была постепенно сгорать в процессе торможения в плотных слоях атмосферы.

Под спускаемым аппаратом крепился аппаратный отсек, соединенный с обитаемым модулем кабелями и шлангами. Он имел вес 2270 кг, длину 225 см и диаметр 240 см. Из установленных по его периметру сферических баллонов в кабину подавалась дыхательная смесь азота и кислорода. В нижней части конуса располагался тормозной двигатель, предназначенный для схода корабля с орбиты.

Тормозной двигатель работал на азотной кислоте в качестве окислителя и диметилгидразине в качестве горючего. При смешивании компоненты самовоспламенялись, поэтому специального устройства зажигания не требовалось. Двигатель развивал тягу в 1,6 т в течение 40–45 с, что обеспечивало снижение орбитальной скорости корабля примерно на 155 м/с.

Публикацию подготовил С. ЗИГУНЕНКО

Кстати…

ПЕРВЫЙ ПОЛЕТ АСТРОНАВТА США

Американцы смогли послать в космос ракету «Меркурий Редстоун-3» с мыса Канаверал лишь 5 мая 1961 года. В капсуле «Фридом-7» находился астронавт Алан Шепард. Его 15-минутный суборбитальный полет и стал первым достижением США в этой области.

По программе «Меркурий» ракета-носитель «Редстоун» подняла капсулу с астронавтом на высоту порядка 100 км. Суборбитальный полет продолжался всего 15 минут 27 секунд, после чего капсула приводнилась в Атлантическом океане. Она была такой маленькой, что астронавты шутили: дескать, они не входят в нее, а надевают ее на себя.

На самом деле аппарат имел длину 2,76 м (9 футов) и диаметр в основании 185 см (6 футов 1 дюйм). Его стартовый вес – 1350 кг. В основании располагался тепловой экран, поэтому при входе в плотные слои атмосферы требовалось развернуть капсулу задом наперед. К тепловому экрану крепился твердотопливный тормозной двигатель, который отстреливался после окончания работы.

Правда, в отличие от «Востока», «Меркурий» имел внутри более 100 различных приборов и органов управления. Однако много ли успел «нарулить» астронавт за четверть часа?

Посадка «Меркурия» осуществлялась на воду. Аппарат сначала снизил скорость при помощи тормозного парашюта, потом выпустил основной купол, а непосредственно перед приводнением внизу надулся посадочный мешок, чтобы смягчить удар о воду. Иначе перегрузка при посадке составила бы 10 g. Не зря же говорят, что вода мягка, пока об нее не ударишься…

ЗУБНАЯ ЩЕТКА ДЛЯ КОСМОНАВТОВ

Дмитрий Резников, ученик 7-го класса школы № 1415 г. Москвы, при помощи специалистов Московского государственного медико-стоматологического университета изобрел уникальную зубную щетку для космонавтов.

Вот что об этом рассказал сам Дима, выступая на академических Королёвских чтениях по космонавтике, прошедших недавно в МГТУ имени Н.Э. Баумана: «Воды на борту орбитальной станции либо мало, либо она дорогая. Поэтому стояла задача разработать зубную щетку, не требующую жидкости».

За основу изобретатель взял обычную электрическую зубную щетку. И доработал ее в соответствии с новыми условиями. На ручке щетки имеются три кнопки. При нажатии на первую – из специальных канальцев между щетинками подается зубная паста. Вторая кнопка включает микрокомпрессор, который прогоняет воздух через щетинки, чтобы паста не застывала в отверстиях. При нажатии третьей кнопки компрессор работает в обратном направлении, засасывая оставшуюся зубную пасту в микроконтейнер.

В настоящее время изобретение проходит патентную экспертизу. И, как говорят эксперты, весьма велика вероятность, что школьник получит патент на свое изобретение. А саму щетку отправят с оказией на МКС для проверки ее работоспособности в реальных условиях.

ИНФОРМАЦИЯ

УНИКАЛЬНЫЙ НАНОПОРОШОК для снятия отпечатков пальцев изготовили ученые Томского политехнического университета. С его помощью отпечатки пальцев можно снять даже с таких трудных для дактилоскопии материалов, как полиэтилен и глянцевая бумага, отметила кандидат химических наук Ксения Иконникова. И даже если получен не целый отпечаток, а лишь малая его часть, то за счет четкости и контрастности линий эксперт однозначно может заключить, кому принадлежат отпечатки. Разработка получила диплом Международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, проходившего в Москве.

НОВЫЙ МЕТЕОРАДАР введен в строй в районе Валдая (Новгородская область). Это первый в России доплеровский метеорологический радар отечественного производства. Он предназначен для краткосрочных прогнозов погоды на период от 1 часа до двух суток. Радиус его действия – 200 км.

Доплеровский радар – это устройство, которое измеряет изменение частоты сигнала, отраженного от объекта, и таким образом вычисляет скорость его передвижения. Локатор сконструирован Лианозовским электромеханическим заводом концерна «Алмаз-Антей».

По планам Росгидромета, с помощью 140 таких локаторов в России за ближайшие 5 лет намечается создать единое метеорадиолокационное поле от Владивостока до Калининграда, которое будет работать в режиме реального времени. Это позволит авиационным, транспортным и коммунальным службам получать точную текущую информацию об облаках, осадках, смерчах и других явлениях погоды, отметил специалист. Эти данные будут доступны в Интернете, и ими сможет воспользоваться любой человек.

ЛИЦЕЙ АВИАТОРОВ. Так довольно часто называют московский лицей № 1550. Он и в самом деле особенный. Здесь учатся ребята, которым не дает покоя небо. Точнее, самолеты, которые его бороздят. Дело в том, что сам лицей находится в особом районе столицы. Неподалеку предприятия, на которых их дедушки и бабушки, отцы и матери создают самолеты, известные всему миру под марками МиГ и Су.

Но со временем на этих предприятиях, как и на многих других в нашей стране, стал ощущаться недостаток в кадрах, в притоке молодежи. И вот лет десять тому назад к директору лицея Виктору Михайловичу Желякову обратился Генеральный директор ОАО «Салют» Юрий Сергеевич Елисеев с просьбой усилить в лицее преподавание математики, физики, черчения с тем, чтобы ориентировать ребят на поступление в технические вузы – МГТУ имени Баумана, МАИ, МАТИ.

Семь часов математики и физики в неделю дали свои плоды. Так, например, прошлым летом 80 % выпускников лицея без особых трудов поступили в ведущие технические вузы страны. Этому способствует и Клуб авиастроителей, в работе которого тоже принимают участие ребята. Они изучают историю авиации, имеют свою экспозицию на МАКСе, посещают предприятия, имеющие непосредственное отношение к авиации. Так что к концу обучения в лицее многие уже твердо знают, чем им заниматься в жизни.

ВЫСТАВКИ
Грузовозы XXI века, или какой нам нужен грузовик?

В отличие от Московского международного автосалона, о котором мы рассказали в «ЮТ» № 12 за 2010 год, выставка «Комтранс-2010» рассчитана на тех, для кого автомобиль не роскошь и даже не средство передвижения, а рабочее место. Ведь большая часть, до 70 процентов, грузов перемещается по России и за ее рубежи именно на автотранспорте.

Итак, сегодняшний разговор – о грузовиках.

Совместимы ли надежность и комфорт?

Две мировые премьеры и с десяток российских мог увидеть на стендах выставки каждый посетитель. Мы привыкли ругать наши легковушки, но многие думают, что с грузовиками у нас более-менее порядок. Вон наши «КамАЗы» регулярно занимают призовые места на международных ралли.

Однако, как показал разговор премьер-министра В.В. Путина с водителями-дальнобойщиками на Дальнем Востоке, многие отечественные профессионалы предпочитают нашим новеньким «КамАЗам» изрядно подержанных «американцев». «Они и надежнее и комфортабельнее», – пояснили водители.

И в самом деле: для водителя-профессионала в дальнем рейсе кабина грузовика не только рабочее место, но еще и дом. Ведь придорожными мотелями Россия транспортников не балует. И даже там, где они есть, водители зачастую предпочитают ночевать в кабине – и деньги сэкономишь, и от воров машину с ее ценным грузом заодно посторожишь… Так вот спать в трейлере зарубежного производства намного удобнее, чем в нашем. Там и диваны шире, и кондиционеры есть.

К чести наших производителей, они понимают, что их конструкции далеки от идеала. И на том же Камском автомобильном заводе намерены вскоре начать сборку грузовиков Fuso Canter. Концерн Daimler AG (ему принадлежит японская Mitsubishi Fuso) создал с российским КамАЗом совместное предприятие, которое займется производством «японцев» серии Canter. В зависимости от колесной базы грузоподъемность машины может достигать 4,5 т, а 150-сильный двигатель снабжен 6-ступенчатой механической коробкой передач.

На выставке в Москве дебютировал также седельный тягач MAN TGS, который в Европе продаваться не будет. Он оснащен 350-сильным двигателем (Евро 3) и 16-ступенчатой коробкой передач МКП ZF. Ожидается, что TGS составит достойную конкуренцию другим грузовикам, например, огромному полноприводному грузовику Zetros концерна Mercedes-Benz, который предназначен для эксплуатации в тяжелых условиях, например в тундре.

Из наших производителей более-менее достойно выглядел, пожалуй, лишь ГАЗ, представивший целый ряд грузовиков самого разного назначения, начиная от небольших машин на базе «Газели» и кончая строительными самосвалами, способными разгружаться на любую из трех сторон, фургонами и цистернами.

1. Грузовик MAN TGS.

2. Грузовик Fuso Canter.

3. Полноприводный грузовик для строек Volvo FMX.

4. «Газель-Бизнес» выпускается в разных вариантах.

Зачем шоферу телевизор?

Один из самых распространенных вариантов ДТП: легковушка с лихачом за рулем обгоняет автопоезд и тут же принимается тормозить, чтобы вписаться в ближайший съезд с трассы. А ведь огромная фура обладает значительной инерцией: ее враз не остановишь. И хорошо еще, если торопыга отделается лишь помятой задней частью своей легковушки.

Предотвратить аварию призвана система адаптивного круиз-контроля XF, которая старается поддерживать дистанцию на дороге с запасом, ограничивая подачу топлива. Если этого недостаточно и легковушка все равно оказывается слишком близко перед грузовиком, система начнет автоматически притормаживать. Когда же и после этого дистанция продолжит сокращаться, на щитке приборов грузовика появится предупреждающий значок и прозвучит звуковой сигнал.

Обгон справа, как известно, запрещен правилами дорожного движения, но на практике случается довольно часто. В случае с тяжеловозом он особенно опасен. Специалисты концерна DAF подумали и об этом. Даже если легковушка «спрячется» в мертвой зоне по правому борту, специальная видеокамера ее «засечет» и покажет на бортовом телеэкране.

Кроме того, современный грузовоз может быть оснащен, например, системой ABS/EBS или Anti Blockier System (по-немецки). Английское же название – Electronic Brake System. Она препятствует блокировке колес при интенсивном торможении, предотвращая занос грузовика. A Brake Assist автоматически увеличивает давление в тормозной системе для максимального замедления.

Наконец, DAF Telematics System позволяет отследить местонахождение грузовика, передать или получить различные данные от диспетчера по ходу рейса.

Так выглядит перспективный грузовик XXI века и его кабина (внизу). Пока что на картинке, нарисованной российскими дизайнерами.

«Портрет» покорителя дорог

Ну а какие автопоезда предлагают российские конструкторы? По словам заведующего автомобильным отделом Центрального научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ), кандидата технических наук Л. Е. Глинера, «портрет» покорителя дальних дорог нашим специалистам рисуется таким.

Автофургон с прицепом общей дайной около 20 м и суммарной массой порядка 50 т. Учитывая, что дороги в России оставляют желать лучшего, у тягача предусмотрены три ведущих моста. Три оси и у прицепа. В кабине водителей наряду с аппаратурой спутниковой связи есть система GPS, позволяющая диспетчеру и самому водителю с точностью до десятков метров определить, на каком участке трассы находится автопоезд.

Чтобы улучшить маневренность на погрузочно-разгрузочных площадках, которые, как правило, не очень просторны, сделаны управляемыми не только передние колеса, но и средние. Грузовик оборудован более эффективными дисковыми тормозами на все колеса, предпусковым подогревателем двигателя.

Таков автопоезд «Поиск» (он же – «Тайфун-1»), конструкция которого была разработана в 1988–1990 годах. Тогда же был изготовлен и опытный образец. Однако и этому автопоезду не суждено было поколесить по большим дорогам. Первоначальную программу пришлось скорректировать.

Усовершенствованную машину назвали «Русь». Ее тщательно доводили до кондиции. В НИИ шин по заказу НАМИ разработали для «Руси» широкопрофильные бескамерные с пробегом 100–120 тыс. км вместо обычных 60–70. Ярославские моторостроители создали для «Руси» дизель с регулируемым наддувом и микропроцессорной системой снижения подачи топлива, электронным выбором оптимальных режимов работы.

Конструкторы основательно переосмыслили и трансмиссию. Из нее полностью исключены фрикционные материалы, содержащие асбест, который, как стало известно, при истирании засоряет атмосферу микрочастицами, провоцирующими различные заболевания.

Однако денег у разработчиков мало. Их едва хватает, чтобы модернизированный узел обкатать на стенде. Об испытаниях на полигоне, а тем более – на трассе пока и не помышляют.

Но идеи у наших конструкторов есть. Так, например, среди победителей конкурса Michelin Challenge Design в Детройте был представлен макет городского грузовика будущего. Авторы проекта – выпускники Академии имени Строганова Александр Федотов и Андрей Хренов.

Модульная конструкция рамного шасси позволяет менять длину «тележки». Силовая установка – мотор-колеса и съемные аккумуляторы – расположена здесь же, в пределах рамы. По желанию водителя поворачиваются все четыре колеса. А потому автомобиль способен передвигаться даже «по-крабьи» – боком; иногда удобнее парковаться именно так.

Кабина чудо-грузовика сужается к передней части, а двери открываются против хода. Таким образом, открытая дверь почти не выходит за габариты грузовика и позволяет водителю выйти из машины даже в самом тесном переулке.

Для традиционной приборной доски места не предусмотрено. Зато в центре рулевого колеса установлен сенсорный дисплей, отображающий скорость, маршрут движения и другие параметры. Водитель может вызывать необходимую информацию, а также изменять размер и положение индикаторов по своему усмотрению.

Еще один дисплей расположен на потолке. На него выводится вспомогательная информация и изображения с камер бокового и заднего обзора.

И. ЗВЕРЕВ, спецкор «ЮТ»