Текст книги "Юный техник, 2001 № 11"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 6 страниц)

ИНФОРМАЦИЯ

ПРИКОСНУТЬСЯ К МИРУ ЗВУКОВ оглохшему человеку позволяет изобретение учащихся гимназии № 42 из Барнаула Евгения Валькова и Александра Макаренко.

– Идея родилась во время ремонта колонки аудиосистемы, – рассказал Саша Макаренко. – Все ведь знают, что когда динамик работает, то он вибрирует и его дрожание можно ощутить пальцами. Вот мы и решили, что глухой тоже может воспринимать акустические колебания кожей. Правда, слышать обычную речь таким способом оглохшие люди все же не способны. Зато им можно будет передавать информацию, скажем, по системам связи специальным кодом, отдаленно напоминающим всем известную азбуку Морзе.

Изобретением ребят уже заинтересовались специалисты Центра обучения глухонемых студентов. С его помощью они надеются облегчить своим пациентам восприятие сложной информации.

ПЕРВЫЙ РОССИЙСКИЙ РАБОЧИЙ ДИРИЖАБЛЬ грузоподъемностью до 50 т, вероятно, появится в Санкт-Петербурге. Об этом сообщил на международной выставке в Москве заместитель генерального директора фирмы «Аэролит» города Санкт-Петербурга Владимир Сысоев. Он отметил, что предполагаемая стоимость проекта 50 млн. долларов, срок изготовления – 2 года. Сысоев утверждает, что дирижабль будет незаменим в доставке грузов в малообжитые районы Крайнего Севера на расстояния 500 – 3000 км. Доставка оборудования и стройматериалов будет вестись независимо от сезона работ, скорость дирижабля – до 180 км/ч.

НЕОБЫКНОВЕННЫЙ ТОРТ начали выпускать в г. Красноярске. Специалисты из торгово-экономического института разработали новую рецептуру, позволяющую снизить калорийность тортов и повысить их полезность, вводя добавки из местного растительного сырья. Проще говоря, суть дела обстоит так. Любой диетолог скажет вам, что торт не самая полезная еда. В нем очень много жиров, сахара, а вот минеральных веществ и витаминов почти нет. Тогда специалисты решили добавить в тесто… корни лопуха. Их вымыли, высушили и измельчили в муку. И оказалось, что торт теперь – еда очень даже полезная. Ведь в него из корней лопуха перешли протеины, эфирное масло, пальмовая и стеариновая кислоты, дубильные, белковые и прочие полезные компоненты. Вот только название новому продукту выбрали не совсем удачно. Торт называется «Нежность». Это к лопуху, что ли, теперь прикажете испытывать подобное чувство?

НЛО ИЗ БУРЯТИИ. В Улан-Удэ сделали летающую тарелку. По форме. А по сути – уникальное транспортное средство нового поколения – экраноплан НВА-06-10. Самая мощная из гражданских наземно-воздушных амфибий в мире была впервые выпущена для мирного назначения. До этого 30 лет ее производили для военных. Заказчик – Верхне-Ленское речное пароходство – собирается на ней круглый год развозить грузы по Сибири, не считаясь с встречающимися по дороге реками, озерами и болотами. При скорости 250–300 км/ч экраноплан как минимум в 5 раз экономичнее самолета. Некоторые специалисты считают, что при массовом внедрении экранопланы способны послужить эффективному решению транспортных проблем Сибири.

КОРАБЛИ МОГУТ СТАТЬ НЕВИДИМКАМИ. Россия владеет всеми современными кораблестроительными «стеллс»-технологиями, которые могут быть реализованы при постройке как боевых надводных кораблей, так и подводных лодок для будущего. Эти технологии, обеспечивающие малозаметность судов в лучах радаров, не только не уступают западным, но и превосходят их по целому ряду параметров, заявил директор Государственного научного центра «Центральный научно-исследовательский институт имени А.Н. Крылова», академик Российской академии наук Валентин Пашин.

«Специалисты Соединенных Штатов, когда к ним попал ракетный катер проекта 1241 РЭ из состава ВМФ бывшей ГДР, были удивлены нашими системами размагничивания кораблей, созданными еще в семидесятых годах», – отметил академик. По словам ученого, анализ показывает, что западные страны пока «только рекламируют технологию обеспечения малозаметности, но не демонстрируют каких-либо реальных результатов научных исследований в этой области». По мнению академика, «российские ученые в области малозаметности боевых кораблей сегодня лидируют»…

«КАТЮШИ» ПРЕВРАЩАЮТСЯ В ПОЖАРНЫХ. Ученые и специалисты федерального научно-производственного центра (ФНПЦ) «Алтай», расположенного в Бийске, приступили к реализации оригинального проекта. На базе знаменитых «Катюш» они намерены создать высокоэффективное средство против пожаров. По замыслу разработчиков, реактивные снаряды системы залпового огня со специальной начинкой могут стать незаменимым средством при ликвидации лесных пожаров, объектов военного и другого назначения.

СЕНСАЦИИ
Отрицательное тяготение? Все может быть

В «ЮТ» № 6 за 2000 г. под рубрикой «Сумасшедшие мысли» мы рассказали, что теоретически возможно существование отрицательной массы. Ныне можно сказать, предсказания сбываются…

В мае 2001 года представители НАСА заявили на пресс-конференции в Вашингтоне, что получено первое прямое доказательство фактического существования таинственного отрицательного тяготения, теоретически предсказанного еще Альбертом Эйнштейном. Правда, основано оно пока всего лишь на анализе фотографий, запечатлевших взрыв самой отдаленной из известных нам звезд. Они сделаны орбитальным телескопом «Хаббл» еще в 1997 году, и до поры до времени фотографии лежали в запасниках, дожидаясь своей очереди для рассмотрения. И вот дождались…

Эйнштейн еще в начале XX века предполагал, что космическое пространство заполнено каким-то невидимым видом энергии, создающим взаимное отталкивание между телами, в то время как привычное тяготение, напротив, притягивает небесные тела друг к другу.

Эта таинственная сила, которую Эйнштейн назвал космологической постоянной, самому теоретику показалась настолько странной, что он поспешил отказаться от нее.

Однако было уже поздно: упоминание о ней осталось в инструментарии науки. И вот в 1998 году, когда было обнаружено, что расширение Вселенной ускоряется, группа теоретиков пришла к выводу, что процесс этот обуславливается отрицательным тяготением, действие которого превосходит обычную гравитацию в течение нескольких последних миллиардов лет.

Поскольку интенсивность отрицательного тяготения очень мала, оно практически не ощущается в привычном нам мире. Но на огромных космических расстояниях его эффект оказывается достаточным, чтобы раздвигать галактики, все более отдаляя их друг от друга. Взрывающиеся сверхновые звезды, подобные той, что запечатлены на фотографиях, могут дать убедительное фактическое доказательство существования загадочных сил.

Кстати, звезда на фото, по расчетам астрономов, взорвалась еще 11 млрд. лет тому назад. Но свет ее добрался до нас только-только. Теоретики полагают, что, когда произошел взрыв. Вселенная была вчетверо моложе. И, стало быть, космологическая постоянная, которую еще иногда называют темной энергией (по аналогии со скрытой или темной массой), тоже сравнительно недавно обнаруженной теоретиками, уступала по своей силе гравитации, которую она теперь на окраинах Вселенной уже превосходит.

По этой причине в молодости расширение Вселенной сначала замедлялось. Но затем почему-то влияние этой силы увеличилось. И в итоге разбегание галактик не приостановилось – а именно на это теоретики надеялись еще недавно, – а все более увеличивается.

Впрочем, повторим, весь этот кошмар теоретики вывели пока из одного лишь факта. «Об этом можно судить по яркости звезды, – утверждают астрономы. – На фото она вдвое ярче, чем ей следовало быть, согласно прежним теориям. Отсюда получается, что в момент взрыва сверхновая была ближе к Земле, чем ей следовало бы быть, если исходить из расчетов, сделанных по ранее принятым теориям, базирующимся на царствовании гравитации»…

Данные фотосъемки анализировались сотрудниками Балтиморского института под руководством астрофизика доктора Адама Риса. Сам доктор сказал по этому поводу, что у него теперь нет сомнений по поводу существования темной энергии. Более того, есть предположения, что источником отрицательного тяготения скорее всего могут быть небесные тела с отрицательной массой.

Возможно, по крайней мере, часть их составляет ту самую скрытую или темную массу, о существовании которой астрофизики спорят уже не первое десятилетие.

Исследователи намерены теперь специально понаблюдать за другими отдаленными от нас звездами в надежде уловить в них аномальное поведение.

Станислав СЛАВИН

ПРОВЕРЕНО…
Закон бутерброда

В сентябре этого года английские школьники решили проверить на практике правильность закона падающего бутерброда. Как вы помните, он всегда падает мослом вниз. Намазав хлеб маслом, сталкивали его со стола и отмечали, что происходит. После первой тысячи опытов выяснилось, что в 62 % случаев бутерброд действительно упрямо падал маслом вниз. И такая статистика подкрепляла еще и достоверность закона Мерфи, названного так по имени военного летчика Эда Мерфи, утверждавшего: «Если что-то может случиться, то обязательно случится, причем в наихудшем варианте».

Но виновато ли во всем масло? Быть может, его слой тянет бутерброд падать вниз именно намазанной стороной? Для чистоты опыта вместо масла одну сторону хлебного ломтика просто пометили буквой «В» – первой буквой английского слова butter – масло. Вторая тысяча экспериментов показала, что хлеб падал на помеченную сторону в 58 % случаев. Стало быть, если масло и влияет своей тяжестью, то незначительно.

И, наконец, на этапе третьего эксперимента школьники шаг за шагом увеличивали высоту. И когда дошли до 2,5 м, статистика показала, что бутерброды падают на масляную сторону даже чуть меньше – 50 %.

Стало быть, сделали вывод экспериментаторы, дело в высоте стола, а отнюдь не в зловредности бутерброда. Осталось ответить на последний вопрос: «А с чего это школьники Великобритании вдруг стали участвовать в столь смешных экспериментах? То они прыгали, стараясь вызвать землетрясение, а теперь вот бутерброды бросают?..»

Столь своеобразным способом, оказывается, они отметили начало нового учебного года. А учителя, предложившие необычные эксперименты, дали таким образом подрастающему поколению понять: наука – вовсе не столь скучное занятие, как многие привыкли думать…

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

КОГДА КРЫСЫ… ХОХОЧУТ. То, что крыса – зверь серьезный и сообразительный, ни у кого не вызывает сомнений. Они умеют обходить ловушки, распознают отравленную пищу… А вспомните примету, согласно которой крысы обладают даром предвидения и первыми покидают обреченный корабль…

Но, как выясняется, список необыкновенных «талантов» грызунов этим не исчерпывается. Открытие, сделанное группой ученых из университета в Боулингрине (штат Огайо), еще более удивляет. До последнего времени считалось, что смеяться умеют только человек и «родственные» ему приматы, в частности шимпанзе. Но в результате научного эксперимента ученым удалось установить, что если крысу или крысенка пощекотать, то и они начнут «хохотать». Правда, человеку эти отрывистые звуки не слышны, поскольку издаются на слишком высокой частоте.

КОТ-НАСЕДКА. С этой ролью прекрасно справился сиамский кот по кличке Касьян, который живет в алтайском райцентре Новичиха в доме сельского предпринимателя Владимира Чепрасова. По словам хозяина, когда привезли цыплят, Касьян немедленно проявил к ним вполне понятное кошачье любопытство, чем, естественно, встревожил владельцев подворья. Он осторожно прокрался к желтой пушистой ватаге, прилег. Но глаза его отнюдь не горели азартом охотника, а смотрели ласково. И настрой был самым миролюбивым.

Немного погодя один осмелевший цыпленок приблизился к коту и легонько клюнул его в нос. В ответ Касьян придвинул его лапой к себе и стал лизать, как это делают обычно заботливые мамы-кошки. Вскоре цыплята облепили разомлевшего от удовольствия кота со всех сторон. И даже забрались под него, вероятно, инстинктивно приняв Касьяна за наседку. Пригревшись, цыплята уснули. Задремал и кот. С тех пор, погуляв немного на улице, «усатый нянь» немедленно забирается к цыплятам и проводит в их обществе целые часы.

ЛЕДЯНОЙ ОТЕЛЬ. В Канаде, неподалеку от Квебек-Сити, всю зиму проработал отель, построенный из 250 тонн льда и 4500 тонн снега. Из этих материалов выполнено не только само здание, но и предметы мебели, включая кровати. Как сообщил Франсис Леонар, представитель администрации «Айс-отеля», номера в нем с осени зарезервировали уже более тысячи человек. А одна пара даже устроила в нем свадьбу.

ПОЮЩИЕ РАСТЕНИЯ. Мы уже рассказывали вам (см. «ЮТ» № 3 за 2001 г.) о том, что растения и плоды умеют «петь». И вот новое сообщение на эту тему. На прилавках музыкальных магазинов Великобритании появился необычный компакт-диск. На нем записаны мелодии… петрушки, горчицы и салата. Ботаник Эксетера Лонг обнаружила, что растения поют, когда исследовала их молекулярную структуру. Оказалось, что отдельные нити протеинов растений издают звуки, которые, сливаясь, образуют настоящую музыку. Лонг занесла полученные данные в компьютер, и тот при помощи специальной программы превратил их в звуки.

ИНЖЕНЕРНЫЕ УВЛЕЧЕНИЯ
Алмазы на кухне?

Алхимики все силы потратили на безнадежное дело – превратить ртуть в золото, даже не подозревая, что еще более драгоценная вещь на земле – алмаз – лишь кристаллическая форма углерода. Узнали об этом случайно еще во времена Лавуазье.

Дело в том, что цена алмаза зависит от его веса, измеряемого в каратах. Один карат – двести миллиграммов. Но зависимость эта не линейна. Один алмаз в два карата значительно дороже, чем два алмаза по одному. Это и подтолкнуло на мысль сплавить два маленьких алмаза в один побольше. Велико же было удивление экспериментаторов, когда у них на глазах оба алмаза обуглились и… сгорели!

Более подробно осветил это явление в 1797 году С.Теннан, практикующий врач из Кембриджа. Он поместил бриллиант из своего перстня в герметически запаянный золотой футляр и нагрел. Бриллиант исчез, но футляр оказался наполнен чистым углекислым газом. Вычтя из массы этого газа массу кислорода, ученый доказал: масса присоединившегося к нему углерода равна массе бриллианта, а значит, алмаз – это форма углерода.

При нагревании алмаза до 2500 градусов без доступа воздуха он превращается в графит. Полагая, что возможен и обратный процесс, легко приходим к выводу – сырья для производства алмазов в природе сколько угодно. Но почему они встречаются так редко?

Алмазы рождаются где-то в глубинах земли при давлениях в сотни тысяч атмосфер и температуре под три тысячи градусов. В результате каких-то процессов они поднимаются с многокилометровых глубин. Ничто не запрещает нам думать, что где-то «там» их гораздо больше!

Химики все же набрались смелости и попытались получить алмаз лабораторным путем. Первым такой опыт сделал в 1823 году в Харькове В.Н.Каразин. В результате «особливо долговременного действия весьма постепенно усиливаемого огня» на соединение, богатое углеродом, «случилось мне добыть весьма твердое вещество в кристаллах, которое профессор химии Сухомлинов почел подходящим еще ближе к алмазу», – сообщал Каразин в своем докладе. Вслед за этим до конца столетия было проведено множество экспериментов, в ходе которых появлялись кристаллы, не отличимые по твердости от алмаза.

Экспериментировали по-разному. Французский химик Руссо подвергал действию сильных электрических разрядов газообразный ацетилен. Получались шарики углерода со сверхтвердыми кристалликами внутри.

Но чаще всего химики старались к высокой температуре добавить высокое давление, дабы получить условия, близкие к протекающим в недрах земли. Таких опытов было много, но особенно примечательны работы англичанина Хэннея, проводившиеся с 1878 по 1880 год. Для получения сверхвысоких давлений он брал закрытую с одного конца стальную трубу, на которую поочередно в раскаленном состоянии были надеты еще три стальных трубы. По существу, это был пушечный ствол. В него помещали смесь из 10 частей костного масла и 4 частей лития. Затем в трубу с другого конца загоняли коническую заглушку и заваривали кузнечным способом. Далее трубу выдерживали в печи при температуре темно-красного каления (около 700 градусов) до 14 часов. Это был самый драматичный момент эксперимента. Из восьмидесяти труб семьдесят семь разорвало. Слава богу никто не пострадал. Раскаленную трубу бросали в бак со льдом. От быстрого охлаждения верхних слоев объем трубы сокращался и давление в ней резко возрастало еще до того, как содержимое остывало. Кроме того, в результате быстрого сжатия должна была возрасти и температура сжимаемого вещества. Правда, ни измерений, ни расчетов происходящих процессов в те времена сделать не могли. Как бы там ни было, а маленькие сверхтвердые кристаллики ученый получил.

В 1893 году алмазы более простым способом решил создать Анри Муассан. Он расплавлял в графитовом тигле высокоуглеродистый чугун (рис. 1).

Нагревал его электрической дугой до максимальной температуры и бросал в ледяную воду (рис. 2).

Полученный слиток растворяли в кислоте и находили сверхтвердые кристаллы, которые посчитали алмазами. Муассан в 1906 году получил Нобелевскую премию, но не за алмазы, а за открытие фтора и изобретение дуговой электрической печи.

Вы, наверное, заметили, что, говоря о продуктах вышеперечисленных экспериментов, мы избегаем произносить слово «алмаз». Это не случайно. Сверхвысокая твердость – это еще не обязательно признак алмаза. Другие анализы по причине малого количества вещества химики XIX века произвести не могли. Когда в начале 20-х годов появился рентгеноструктурный анализ, то сразу же проверили многие образцы искусственных кристаллов. Выяснили, что форма кристаллической решетки у них совсем иная – это не алмаз.

А вот кристаллик Хэннея, который нашли через шестьдесят лет после его смерти и проверили рентгеном в 1943 году, оказался действительно алмазом, да еще ювелирной чистоты!

Опыты Хэннея, благо остались подробнейшие их описания, повторили, но воспроизвести результат не удалось… Алмазы, полученные Муассаном, не сохранились. Но очень вероятно» что это тоже были именно алмазы. Доказательством тому служит особый вид чугуна, полученного в Рыбинском авиационно-технологическом институте. Он содержал зерна графита, похожие на алмаз по форме, и включал в себя алмазы. Там же выяснили, что в любом чугуне при застывании первоначально образуются алмазы, которые в массе своей потом превращаются в зерна графита.

Здесь мне трудно удержаться от рассказа, как работал в 20-е годы над получением алмаза мой отец Ильин Николай Николаевич. Это был человек, вечно увлеченный своим делом, – инженер, летчик Первой мировой войны. В детстве со своим отцом (моим дедом) и братьями он отливал колокола, а если не было работы, то все садились писать иконы. Изготовлением алмазов он занялся отнюдь не в надежде разбогатеть, а «из любви к искусству» (рис. 3).

В крохотной лаборатории при электростанции на Вязьме он воспроизвел способ Муассана, но, убедившись в никчемности результатов, решил заменить чугун смесью вольфрама и графита. Ожидалась, что более высокая температура плавления и твердость в сочетании с хорошей теплопроводностью приведут к более высоким, чем может дать чугун, температурам и давлению в фазе сжатия после охлаждения. Это позволяло приблизиться ближе к условиям роста алмазов в недрах земли.

Однако оказалось, что в дуговом разряде вольфрам, смешанный с графитом, плавиться «не хочет». Пришлось прибегнуть к атомарно-водородному (не путать с термоядерным!) процессу. В пламя электрической дуги вдувалась струя водорода (рис. 4).

Он разлагался на атомы, которые уже на поверхности металла вновь соединялись в молекулы, и температура, как утверждала теория, достигала 6000 градусов. В конце концов, вольфрам стал приобретать консистенцию творога. Стоило коснуться куском стальной проволоки, как получалась вольфрамовая, а вероятнее, карбид-вольфрамовая лужица. Температура плавления этого вещества на тысячу градусов выше, чем у чистого вольфрама. Решив еще повысить температуру, отец попытался прибегнуть к нагреву постоянным током от мощной аккумуляторной батареи. Тут случилась «неприятность» – короткое замыкание, в котором сгорел провод толщиной в палец. Грохот. Яркая вспышка лишила отца зрения на несколько часов. Представьте себе: ночь, один в лаборатории, оглушенный, перед глазами лишь красно-зеленый мрак. Но через несколько часов перед глазами стал вырисовываться крест. «Решил поначалу, что уже умер», – вспоминал он. Но это наступал рассвет, зрение восстановилось, и стал виден переплет оконных рам.

До решающего опыта дело так и не дошло. Отца послали строить один из московских авиационных заводов. Работы было столько – не до алмазов. Сегодня эксперимент с получением алмаза при помощи вольфрама с добавлением углерода и, быть может, железа провести гораздо проще, поскольку есть промышленные плазменные горелки, дающие высокую температуру, печи СВЧ, лазеры. Вполне возможно, что давление и температура при застывании будут зависеть от размеров и формы слитка. Эти параметры можно определить в ходе компьютерного моделирования.

Но зачем? Ведь сегодня, как известно, настоящие алмазы делаются в огромном количестве.

Современные искусственные алмазы мелки и имеют лишь техническое назначение. Основной способ их получения – это взрыв гексагена в замкнутом сосуде. (Надеюсь, наш любознательный читатель не станет пытаться это делать.)

На заре перестройки я встречал предпринимателя, который собирался для этих целей купить освободившуюся шахту для запуска межконтинентальных ракет. Она герметична, прочна и оснащена мощным броневым люком, выдерживающим попадание атомной бомбы. Мой знакомец надеялся от взрыва каждой тонны гексагена получать триста килограммов ценнейшей алмазной пыли…

Каждая пылинка – алмаз исключительно чистой воды.

Что же касается алмазов ювелирного назначения, то тут развивающегося при взрыве давления маловато. Предлагают, например, такой процесс. В конце трубы, из которой выкачан воздух, графитовая мишень (рис. 5).

По ней стреляют из пушки килограммовым снарядом со скоростью 10 км/с. Ожидается получить килограмм ювелирных алмазов после каждого выстрела. Очень хорошо, да такой пушки пока никто не сделал.

Правда, не исключено, что есть и более простые способы производства ювелирных алмазов. Писали, что один из них был разработан в Румынии в годы правления Чаушеску. Искусственные алмазы гранили и тайно продавали на черном рынке специальные агенты, получая громадные доходы. Но, памятуя о судьбе четы Чаушеску, задумаешься: делать ювелирные алмазы или нет?

Однако дешевые, чистые и крупные алмазы очень нужны технике. Из них можно делать микропроцессоры, лазеры, объективы. Поэтому рано или поздно производство их будет налажено. Способ же изготовления может оказаться неожиданно простым. Возможно, его возьмут в свои руки крупные корпорации. Обесценятся ли тогда алмазные сокровища, хранящиеся в банках, музеях, украшающие короны? Нет, конечно. Просто ювелиры будут отличать алмазы, сработанные «на кухне», от подлинных даров природы, как научились они, да и простые люди, отличать синтетические рубины – кристаллическую окись алюминия от настоящих рубинов.

А.ИЛЬИН

Рисунки автора