Текст книги "Юный техник, 2001 № 01"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 6 страниц)

ПО СЛЕДАМ СОБЫТИЙ
Пожар на вертикали

Довелось слышать, что после памятного всем пожара на Останкинской телебашне специалисты спохватились и стали разрабатывать специальную технику для тушения пожара в подобных сооружениях. Так ли это?

Виктор Сапегин,

г. Сасово

Схема действия пожарного вертолета.

Вообще-то история эта давняя. С тех пор как в начале XX века в мире стали строить высотные здания, возникла и проблема тушения пожаров в них. Для проникновения внутрь здания, эвакуации людей пожарные наряду с традиционными брандспойтами стали использовать и пожарные лестницы. Однако с самого начала длина лестниц заметно отставала от роста небоскребов. И пожары, произошедшие в 70-е годы в США, Японии и у нас, в гостинице «Россия», когда погибло немало людей, довели общественное мнение до высочайшего накала. Власти были вынуждены заняться этой проблемой всерьез.

В полном смысле слова в пожарном порядке были разработаны новые конструкции автолестниц. Но поскольку и они не могли достать выше 10–12 этажа, пришлось подумать о возможности укрощения огня и спасения людей сверху, с воздуха.

Пожарные самолеты, сбрасывающие десятки тонн воды на очаги лесных пожаров, явно не годились – ведь нужно было вести «водометание» не по площадям, а по точечным целям, зачастую находящимся к тому же на вертикальной плоскости – скажем, по окнам горящей квартиры. И тогда в воздухе появились первые пожарные вертолеты.

Совершенствуют их и сейчас. Фирма «Камов», например, работает над специальной вертолетной системой для тушения пожаров на высотных объектах. Разработка ведется в расчете на вертолет Ка-32А, сертифицированный для проведения противопожарных работ в городских условиях. Средства на это выделило правительство Москвы.

Водяная пушка, разрабатываемая для вертолета Ка-32А, отличается от прочих тем, что у нее предусмотрен вынос штанги для подачи пламегасящего состава за винты вертолета. Благодаря этому струю не размывает потоком воздуха и она точнее попадает на очаг возгорания.

К штанге прикрепляется рукав-шланг пожарной машины, и вертолет зависает у объекта. Давление в 20 атмосфер, развиваемое в гидранте, позволяет поднять рукав на высоту до 200 м.

«Дальнобойность» струи порядка 50 м. Однако для тушения пожаров на таком объекте, как Останкинская башня, и этого мало – ведь высота здесь более 500 м. Поэтому конструкторы предусмотрели возможность использования пожарного вертолета в автономном режиме. Для этого на него монтируют сменные баки. За один раз вертолет может поднять два бака емкостью по 1700 литров на высоту до километра.

В настоящее время начались испытания новой системы. Однако достаточно ли будет усилий воздушных пожарных, если нечто подобное повторится снова? Увы, нет. Вспомните, башня загорелась изнутри, огонь распространялся по лифтовым шахтам. Да и вообще конструкция телевышки такова, что окон на ней сравнительно немного.

Передвижение же пожарных с ранцевыми огнетушителями по внутренним лестницам блокировалось огнем. Именно это привело к жертвам, да и оборудование, конструкции самой башни пострадали значительно больше, чем могли бы.

В общем, пожарным позарез нужен боец, который мог бы бесстрашно войти в самое пекло, вести наступление на сам очаг возгорания.

В свое время (см. «ЮТ» № 7 за 1995 г.) мы писали, как в Институте проблем механики РАН совместно со специалистами Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны был создан прототип специализированного пожарного робота, способный передвигаться даже по вертикальным стенкам.

Первые испытания на полигоне показали – путь конструкторы выбрали правильный, применение подобной техники может быть весьма эффективным. Специалисты, напомним, воспользовались некоторыми «патентами» природы. Скажем, мухи, пауки, некоторые ящерицы легко бегают по стенам, по потолку. Вот в лаборатории института и было создано несколько конструкций роботов, способных, подобно древесным лягушкам-квакшам, перемещаться по вертикальной поверхности с помощью «лап» с присосками. Для последних использовали термостойкий пластик, специально разработали эффективные системы вакуумного отсоса.

Всего же их у «железного пожарного» шестнадцать. Разделены они на три группы. Восемь присосок расположены непосредственно на днище транспортного модуля, еще по две распределены на четырех «лапах».

Так выглядит прототип пожарного робота.

Поднявшись на запланированную высоту, робот пускает в ход одну или две газовые горелки, которыми оснащены его «руки», и прорезает в стене окно, в которое затем закачивают пену. Использование же плазменных или лазерных резаков намного ускоряет дело. А можно прибегнуть еще к кумулятивному взрыву – тогда отверстие пробивается в считанные доли секунды.

Рассматривают специалисты и возможность самой безопасной резки – водяной струей под высоким давлением. Вот только нет пока в нашей стране насосов достаточной мощности – ведь давление нужно поднимать до 100 МПа.

Впрочем, это не единственная трудность у специалистов. Главное – нет средств, чтобы завершить разработки, наладить массовый выпуск механизмов. А в Институте проблем механики создано уже около десятка роботов, способных не только тушить пожары на телебашнях и в резервуарах нефтеперерабатывающих заводов, но и вести дезактивацию помещений АЭС, мыть стекла небоскребов, трудиться на стройках высотных зданий, лазать в корабельных доках по бортам судов, внутри нефте– и газопроводов при их осмотре и ремонте.

С той поры прошло уже пять лет, случился еще один крупнейший пожар (более мелкие происходят в нашей стране ежегодно десятками), но воз, как говорится, и ныне там. Какого же несчастья надо еще дожидаться, чтобы в стране наконец появилась современная пожарная техника?

С.НИКОЛАЕВ, инженер

Художник В. КОЖИН

КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА

Плывите по течению

Венгерский физик Тамаш Вишек из Будапешта решил выяснить, отчего некоторые виды перелетных птиц осуществляют путешествие в дальние края клином. Согласитесь, это довольно загадочное явление: ведь у птиц, по-видимому, нет никаких врожденных навыков строиться в ряды в определенном порядке и при этом сохранять строй в течение продолжительного времени.

Просчитав движения птиц на компьютере, Вишек предположил, что ими руководит нечто вроде магнитных сил.

Подобно тому, как они заставляют атомы металлов выстраиваться в ряд по отношению друг к другу. Однако аналогия оказалась не вполне точной. В то время как птицы легко сбиваются в «плоские» стаи, атомы в магните выстраиваются в трех измерениях.

Помочь Вишеку справиться с этим затруднением решили Джон Тонер из Орегонского университета в Юджине и Юхай Ту из Уогсоновского исследовательского центра IBM в Нью-Йорке.

Ученые попытались сравнить движение птиц в стае с перемещением молекул в жидкости. С точки зрения математики, эти процессы оказались почти идентичными. И когда исследователи смоделировали полет стаи подобно потоку воды, используя такие показатели, как плотность клина и скорость птиц в каждой его точке, выяснилось, что изменение траектории каждой птицы «поглощается» стаей и потому не влияет на ее движение. Говоря попросту, птицы подвластны «эффекту толпы» и, попав в строй, вынуждены подчиняться усредненному ритму его движения.

Исследователи убеждены, что их работа вскоре найдет практическое применение. «Физика стаи» позволит по-новому взглянуть на оптимальное конструирование станций метро и стадионов и даже управлять потоками автомобилей.

Афера века

Вспомните, как настороженно многие ждали наступления 1 января 2000 года. Во-первых, нам обещали, что с Новым годом наступит и новый век. Во-вторых, предсказывали страшнейшие компьютерные сбои, связанные с «Проблемой-2000». ЭВМ, дескать, собьются на двух нулях, в результате чего может произойти нечто страшное.

И оба раза нас провели. XXI столетие наступает только в 2001 году. Что же касается компьютеров, то некоторые происшествия в ночь на 1 января 2000 года все же были.

Так, Пентагон на несколько часов потерял связь со своим спутником. В Федеральном центре авиации США на краткое время отключалось питание принтеров. В Японии ненадолго вышел из строя компьютер, отслеживающий уровень радиации на атомном реакторе. Южнокорейский суд разослал повестки о необходимости прибыть на слушание дела 4 января 1900 года… В той же Корее более 900 семей на несколько часов остались без тепла. Машины по продаже автобусных билетов в Австралии на совсем короткое время перестали выполнять свои функции. Во Франции на табло с прогнозом погоды на миг высветилось «01/01/19100». В норвежской больнице отказался работать рентгеновский аппарат. Согласитесь, не так уж страшно.

Сенсацией стало отсутствие проблем с вступлением в 2000 год в России. Министр атомной энергетики Евгений Адамов на пресс-конференции сообщил, что самой большой его проблемой на Новый год стала поломка… лопаты во время расчистки дачной дорожки от снега.

Самым оригинальным отчетом среди тех, что все американские компании были обязаны представить в информационные центры до утра 1 января, оказалось сообщение от Microsoft: «Свет горит везде, машины вроде бы работают». В общем, правы оказались скептики, которые твердили, что никакой «Проблемы-2000» не существует, а есть лишь желание компьютерных и прочих фирм выжать из своих правительств побольше денег. И надо сказать, им это удалось.

Миллионы людей встречали новый год на рабочих местах. Остальные в спешке опустошали свои банковские счета и запасались сухим топливом с не меньшим энтузиазмом, чем горячительными напитками. Свечные заводики и производители фонариков пережили свой звездный час – никогда больше не будет в мире такого спроса на их продукцию. И что? Конца света не случилось.

Компьютерные монстры нажились на апокалиптических ожиданиях, хотя по идее должны были бы прогореть. Ведь признав факт существования «Проблемы-2000», они тем самым расписались перед всем миром в том, что они поставили потребителям некондиционный товар! По идее замена некачественных компьютеров и программного обеспечения должна была бы проводиться за счет производителя. Но Билл Гейтс со товарищи умудрились убедить весь мир в том, что за устранение их просчетов заплатить должны сами пользователи.

И они заплатили. В мире на решение пресловутой проблемы были потрачены десятки миллиардов долларов. В итоге получается, что компьютерная отрасль недурно поживилась на собственной оплошности и всеобщей наивности.

РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…

Как стать невидимым?

Прочел в газете, будто один американский профессор сделал хомячку укол какой-то жидкости и тот стал прозрачным, словно стеклянный. Не появятся ли так, глядишь, в скором времени и люди-невидимки?

Петр Иконников,

Саратовская область

Исследователям Техасского университета, видимо, действительно удалось реализовать фантазии английского писателя-фантаста Герберта Уэллса. Они утверждают, что создали эликсир, способный делать невидимыми живые ткани.

Биологи ввели полученное вещество под кожу подопытному хомячку, и на месте укола образовалось прозрачное пятнышко диаметром с монету. Стали видны пульсирующие кровеносные сосуды, даже некоторые внутренние органы…

Эффект объясняется тем, что вода, из которой большей частью состоит живой организм, рассеивает попадающий на кожу свет. Чтобы сделать кожу невидимой, в нее вводят вещество, меняющее оптический коэффициент преломления. И световые лучи уже не отражаются, а проникают вглубь, освещая внутренние структуры организма.

Так может ли и человек стать прозрачным, словно воздух или, на худой конец, стекло? Давайте порассуждаем вслед за Уэллсом.

Человеческое тело на 65 процентов состоит из воды, которая совершенно прозрачна. Все основные наши «части» – кости, мышцы, кожа – это бесцветные органические материалы, по своей природе похожие на дерево или на обычную бумагу. Непрозрачны они лишь благодаря своему строению.

Возьмите лист белой бумаги и смажьте его маслом, например, подсолнечным. Бумага на глазах станет прозрачной. Масло заполнит промежутки между волокнами бумаги, и теперь отражение и преломление света происходит только на ее поверхности, точь-в-точь как на стекле.

Есть и более впечатляющий фокус.

Говорят, стоит прозрачные кристаллики алмазов поместить в сосуд с чистой водой, и они исчезнут, как бы растворятся в ней. А секрет прост: коэффициент преломления алмаза близок к коэффициенту преломления воды. Не зря же говорят иной раз: «Бриллиант чистой воды»…

Так что логичнее, наверное, создавать человека-невидимку для подводного мира. Это проще. И такие попытки делались еще в конце XIX века. Герберт Уэллс, наверное, слышал об опытах немецких исследователей, которые умели добиваться прозрачности отдельных частей человеческого тела и даже небольших животных. Поначалу это делалось лишь в растворе, а потом и на воздухе.

Однако не будем забывать, что опыты тогда проводились не на живых существах, поскольку вещества, с которыми экспериментировали исследователи, были на редкость ядовитыми.

Техасские биохимики, об эксперименте которых говорилось в самом начале, сделали следующий шаг – нашли, видимо, безвредный для хомячка способ обретения прозрачности. Но до экспериментов с людьми, конечно же, все еще очень далеко. Да и нужны ли они?

Представим себе на миг, что нам удалось добиться желаемого – изобрести эликсир, который способен сделать абсолютно прозрачным человеческое тело. Что же, можно налаживать массовое производство людей-невидимок? Но стоит ли?

Вспомните, что герою Уэллса пришлось отнюдь не сладко. Ему предстояло ходить голышом даже в холод дабы его присутствие не выдавала одежда.

А вот еще, о чем забыл (или не захотел) упомянуть Герберт Уэллс: человек-невидимка одновременно стал бы и… слепым! Ведь мы видим предметы опять-таки благодаря преломлению световых лучей в хрусталике и «отпечатыванию» их на глазной сетчатке. А коль они станут проходить сквозь глаза, как и сквозь тело, человек-невидимка превратится в слепого котенка. Так что пока неясно, какое практическое применение получит открытие техасских ученых.

Говорят, новую технологию можно будет использовать при диагностике некоторых кожных и сосудистых заболеваний.

Что же касается желания военных реализовать свою давнюю мечту о создании войск, невидимых для противника, то она, наверное, так и останется мечтой. И милитаристам придется поискать иной рецепт невидимости…

В. ЧЕТВЕРГОВ

Как детские книжки стали настольным пособием военных

Трудно представить себе современную армию без камуфляжной одежды. Интересно, кто и когда ее придумал?

Виктор Самохин,

г. Тула

В первой четверти XIX века, как известно, армии выходили на поля сражений в ярких мундирах и шли в атаку плотными, чуть ли не парадными колоннами. Конец этой традиции положила англо-бурская война 1899–1902 годов в Южно-Африканской Республике. Неся большие потери в боях с местными колонистами, выходцами из Голландии, англичане срочно переодевали свою армию в неприметную форму цвета хаки, что в переводе значит «грязь». В отличие от красных мундиров, она хорошо маскировала солдат в складках местности. А кроме того, во время позиционных боев солдаты стали закапываться в землю, спасаясь от губительного огня противника.

Первая мировая война подтвердила правильность такого решения. Потери на полях сражений были бы куда большими, если бы солдаты не научились этому искусству.

КТО ПРИДУМАЛ КАМУФЛЯЖ?

Как ни странно, его изобретение связывают с сугубо мирным человеком – детским художником Эбботом Тэйером.

Эббот Хендерсон Тэйер родился в США 150 лет назад, учился в Бруклинской художественной школе и в Национальной академии дизайна. В 1869 году Эббот основал свою собственную студию и мастерскую, а в 1875 году переехал в Париж, где некоторое время стажировался у известного пейзажиста Леона Жерома.

В 1879 году Тэйер возвратился в США, где вскоре завоевал репутацию добротного мастера салонных полотен. Но прославился он вовсе не этим. В 1901 году ему вдруг наскучили сентиментальные схожести, и художник углубился в изучение живой природы, где натурщиками ему стали звери и птицы.

Наблюдения за ними и привели его к изучению разнообразия красок в природе. В итоге он сформулировал теоретические основы защитных свойств цвета, установив, например, что участки тела животных, которые чаще бывают обращены к свету, обычно темнее, а скрытые от солнца – светлее. Этот принцип получил в США название «Закон Тэйера». Впоследствии этот закон нашел широкое применение.

Тэйеру было уже шестьдесят лет, и его по-стариковски тянуло к общению с малышами – хотелось развлечь детей, создать для них что-нибудь забавное. В этом духе и была создана Тэйером книга «Защитные окрасы в царстве животных», которая увидела свет в 1909 году. Каждая страница ее представляла собой «загадочную картинку», где было изображено переплетение стеблей и листьев, и читателю предлагалось определить, кто за ними скрывается. На обороте страницы находилась «подсказка»: тот же кусочек пространства, только растения были не пропечатаны, и читатель без труда узнавал змей или птиц.

Книга воспринималась юными читателями как увлекательная настольная игра. И со временем и сам художник, и читатели с удивлением узнали, что на издание обратили внимание военные чины США! «Закон Тэйера» лег в основу научной теории мимикрии – защитной окраски. На ее базе была выработана система принципов… военного камуфляжа!

Художника поблагодарили за его ценные разработки, книгу несколько раз переиздали.

Бойцам для маскировки приходилось раскрашивать даже лица.

Когда Тэйер понял, что каждый вновь проектируемый камуфляжный костюм создается на основе его работ, изложенных в книге «Защитные окрасы…», он потребовал денежного вознаграждения. Однако ему пояснили, что наука уже шагнула далеко вперед в создании камуфляжа. Человечество научилось прятать от посторонних глаз военные корабли, самолеты, пушки, целые аэродромы. Разгневанный Тэйер хотел было судиться с военным руководством, но ему объяснили, что в усовершенствовании его принципов есть доля многих других специалистов.

В военных академиях даже ввели специальные курсы по основам маскировки. Началось изготовление камуфлированных красок. И считалось, что к этим вещам Тэйер уже не имеет никакого отношения…

В 1921 году художник скончался, так и не примирившись с Пентагоном. А опыт Второй мировой войны выявил непреходящую ценность открытий Эббота Тэйера – его идеи спасли не только десятки тысяч людей, но и составили основу маскировки сотен городов. И никому теперь не приходит в голову, что все началось со скромной детской книжки о животных, в которой надо было разглядеть змею или птичку в траве.

Маскировочная раскраска боевого самолета.

Вот такие пятна, нанесенные на танк позволяют ему прятаться на местности.

Современные солдаты без камуфляжной формы ныне никуда…

СЕКРЕТЫ ХАМЕЛЕОНА И…

И поныне многие специалисты по маскировке, сами, быть может, того не подозревая, используют хитрости детской раскраски. Но этим только дело уже не ограничивается. Современные исследователи, обратив свой взгляд к природе, черпают из нее все новые идеи.

В настоящее время в секретных лабораториях США и многих других стран мира тщательнейшим образом изучается секрет хамелеона. Как известно, это пресмыкающееся умеет искусно изменять цвет своей кожи под окружающий ландшафт. Шутят даже, если хамелеона поместить на шахматную доску, то вскоре его шкура сольется с ее темными и светлыми квадратиками.

Ученые уже раскрыли, как хамелеону и ему подобным удаются эти чудеса. Оказывается, в специальные подкожные клетки по мере надобности накачивается темный пигмент. Чем больше пигмента, тем более темной выглядит данная клетка. Кроме того, сам состав этого красящего вещества может меняться, приобретая в зависимости от конкретной обстановки тот или иной цветовой оттенок – коричневый, желтый, зеленоватый…

Все это, повторим, известно. Однако вовсе не означает, что уже завтра на десантниках и разведчиках появятся маскхалаты, способные перекрашиваться, подобно коже хамелеона. Одно дело – знать, и совсем другое – перенять опыт, научиться воспроизводить подобные же эффекты.

Точно так же, чисто теоретически, исследователи знают, как может быть устроена, скажем, сказочная шапка-невидимка. Мы уже рассказывали вам (см. «ЮТ» № 5 за 1996 г.), как московские изобретатели И.А. Наумов, В.А. Каплун и В.П. Литвинов разработали некое оптическое устройство, позволяющее делать невидимым практически любой объект.

Суть изобретения в том, что поверхность маскирующей накидки состоит из множества линз-объективов и линз-окуляров, которые воспринимают изображение окружающего ландшафта и транслируют его по световодам. Наблюдатель, таким образом, видит все, что находится по другую сторону замаскированного объекта, смотрит как бы сквозь него, а потому приходит к выводу, что самого объекта вовсе не существует.

Примерно к таким же методам прибегают фокусники, когда им нужно спрятать какой-нибудь громоздкий предмет, например, самолет или железнодорожный вагон.

Но что там вагон? Современные специалисты по маскировке ухитряются прятать огромные линкоры и даже авианосцы. Я был свидетелем, как командир полка авиаразведчиков на Черном море торопил своих подчиненных:

– Давайте, ребята, скорее, а то ведь спрячется – неделю искать будем!

Речь, как потом выяснилось, шла об американском фрегате, затесавшемся в Черное море из Средиземного.

– Но корабль ведь не иголка, и Черное море не такое уж большое, – резонно, как мне показалось, заметил я, когда экипаж уже вылетел…

– Все так, – согласился командир. – Но пристанет фрегат к берегу, накинут на него маскировочную сеть, и ищи его потом.

Как оказалось, в таких случаях даже радар не всегда помогает, поскольку цель может затеряться в «местниках» – помехах, создаваемых местными предметами – горами, холмами, грозовыми облаками…

Выручает тогда разведчиков зоркий глаз и… сообразительность. Иной раз искомый объект удается распознать по тени, которую он отбрасывает. Кстати, ее даже прозвали «тень-предательница».

Обнаруживают объекты также по разнице температур между ним и окружающим ландшафтом. При этом наблюдение и аэрофотосъемку ведут уже не в обычных, а в тепловых, инфракрасных лучах. Танки и самолеты при этом выдает жар работающих моторов, а человека – его собственное тепло…

Конечно, все эти приемы знают и маскировщики. Моторы стараются поглубже спрятать в корпуса машин, прикрыть сверху теплоотражающими кожухами. Маскировку ведут так, чтобы тень из предательницы стала спасительницей: если, например, танк спрятать в овраге, чтобы косые лучи солнца туда не заглядывали, то разведчикам его никак не заметить. Остается ждать полудня, когда отвесные лучи достигнут дна оврага. А танкистов к этому времени с их машиной уже там и нет…

Игру в прятки военные ведут вполне серьезно, тратя немало времени, труда, выдумки и денег на изобретения все новых и новых хитростей. В их ряду и секреты хамелеона. И последние сведения: в США начаты испытания так называемой «умной» обшивки для самолетов, бронемашин и кораблей. В нее вмонтировано множество датчиков, реагирующих на освещенность окружающей среды, а значит, и температуру. И в зависимости от нагрева меняется и ее цвет, поскольку окрашена она специальной термокраской. Ну, чем не хамелеон?..

Олег СЛАВИН

Художник Ю. САРАФАНОВ