Текст книги "Юный техник, 2001 № 10"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 5 страниц)

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}
№ 10 октябрь 2001

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

КАРТИНКИ С ВЫСТАВКИ
Десять лет спустя

Поскольку Московский аэрокосмический салон проводится раз в два года, то получается, что нынешний, 5-й по счету, смотр современной авиационной и космической техники состоялся спустя 10 лет после первого. Отрадно сознавать, что за эти годы салон значительно расширился: в нынешнем, например, приняли участие 537 фирм и организаций из 34 стран мира. Что же увидел на стендах МАКС-2001 наш специальный корреспондент Станислав ЗИГУНЕНКО?

«Ангара» на пару с «Байкалом»

Эту огромную ракету, да еще поднятую на высоком пьедестале, было видно практически с любой точки МАКС-2001. И народ сюда тянуло как магнитом: сколько раз я ни проходил мимо, а толпа любопытных у «Байкала» не убывала.

В «ЮТ» № 9 за 2001 г. мы уже упоминали об этой разработке, ставшей сенсацией аэрокосмического салона в Ле Бурже – нигде в мире пока еще нет ничего подобного. Американцы, например, еще только прикидывают первые варианты подобной конструкции, а тут вот она – можно пощупать…

Чем же интересна принципиально новая конструкция Государственного космического научно-производственного центра имени М.В. Хруничева?

Посылка грузов на орбиту весьма дорога – до 2000 долларов за 1 кг. В свое время американцы, а следом и мы попытались удешевить транспортные операции за счет применения многоразовых космических кораблей типа «шаттл». Но, как показала практика, поторопились. И американские «челноки», и наш «Буран» могут быть рентабельны лишь в том случае, когда с орбиты на Землю они будут доставлять примерно столько же груза, сколько с Земли на орбиту. Скажем, вывез «шаттл» в космос спутник весом в 25 т, а на обратном пути забрал 20 т контейнеров с суперчистыми полупроводниками и металлами с орбитального завода – вот полет и окупился. Если же гонять «челноки» с грузом только в одну сторону, а назад возвращаться, по существу, порожняком, то выкладывать по 400–500 млн. долларов за каждый полет – это дорого даже американцам.

Полеты на одноразовых ракетах дешевле, однако и здесь не все в порядке: как-то не по-хозяйски разбрасываться ступенями ракет-носителей, да и экологии это не на пользу. Зоны отчуждения, куда падают первые, а то и вторые ступени ракет, оказываются, как правило, отравлены отходами ракетного топлива.

Вот потому наши специалисты и предлагают ныне в составе нового ракетного комплекса «Ангара» использовать компромиссный вариант. В зависимости от нагрузки, первой ступенью такого комплекса могут послужить 1, 2 или 4 ракетных ускорителя типа «Байкал». Они своей тягой поднимают ракетный комплекс на высоту порядка 60 км.

Здесь происходит расстыковка, включается вторая ступень, выводящая полезную нагрузку на космическую высоту. А отработавшие свое первые ступени превращаются в самолеты и возвращаются к месту старта на собственных крыльях.

Где были эти крылья при старте? Оказывается, наши конструкторы нашли остроумное решение. При старте крыло развернуто таким образом, что его плоскости плотно прилегают к корпусу ускорителя. А настало время возвращаться – крыло поворачивается на 90° и его плоскости оказываются расположены перпендикулярно к корпусу ускорителя. Они создают подъемную силу и вместе с двумя воздушно-реактивными двигателями и автономной системой посадки (во многом, кстати, позаимствованной у того же «Бурана») позволяют произвести прицельную посадку на аэродромную полосу. Причем пробег при посадке составляет 1200 м – примерно столько же, сколько у обычного самолета.

Приземлившийся ускоритель осматривают, ремонтируют, если нужно, снова заправляют, и он опять готов к взлету.

Стартовый вес «Байкала» – 150 т, длина около 27 м, топливо – керосин и кислород. Предполагается, что поначалу первые ступени «Ангары» и «Байкала» будут оборудоваться одним и тем же ракетным двигателем РД-191, успешные испытания которого недавно завершили специалисты НПО «Энергомаш» имени В.П. Глушко.

Уже при проектировании предполагалось, что «Байкал» станет универсальным модулем. При использовании его в качестве носителей легкого класса он будет способен заменить ракеты, выводящие ныне на низкую орбиту до 2 т полезной нагрузки. В составе носителя среднего класса пара «Байкалов» позволит выводить на низкие орбиты нагрузки до 14 т. Наконец, 4 «Байкала» в связке смогут поднять на ту же высоту до 22 т полезного груза.

Поскольку в наши дни модно говорить о международной кооперации, то конструкторы нашли возможность при соответствующей модернизации использовать наши «Байкалы» и в составе европейского комплекса «Ариан-5» вместо нынешних твердотопливных ускорителей. Экономия на каждом запуске при этом будет составлять от 30 до 50 %.

По словам генерального конструктора ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, академика Александра Медведева, работы над «Байкалом» ведутся совместно со специалистами НПО «Молния», имеющего большой опыт в создании многоразовых космических аппаратов. В аэродинамических трубах ЦАГИ проведены соответствующие продувки. Так что, по расчетам, первый образец «Байкала» будет готов к запуску через 3–4 года после начала летных испытаний «Ангары» в упрощенном варианте.

Многое также, конечно, будет зависеть от финансирования проекта. Сейчас ГКНПЦ ведет разработку, по существу, на собственные средства, заработанные на коммерческих запусках нынешней техники.

Импровизированную пресс-конференцию у подножия «Байкала» ведет представитель ГКНПЦ О.Соколов.

Ракетный комплекс «Ангара» в разных вариантах. Пока на выставке были представлены лишь макеты будущей разработки.

Новые профессии спутников

В ноябре – декабре этого года Россия запустит первый отечественный спутник для прогноза землетрясений. Если его старт пройдет успешно, то через несколько лет на орбите будет развернута целая группировка таких аппаратов.

Разработан космический аппарат в Государственном ракетном центре «КБ имени академика Макеева» (Челябинская область), основной профиль которого – создание баллистических ракет для атомных подводных лодок. Спутник весит всего 80 кг и выводится на орбиту в качестве дополнительной полезной нагрузки, в данном случае – вместе с американским коммерческим аппаратом. Старт намечается произвести с космодрома Байконур на носителе «Зенит». Прогнозирование землетрясения основано на таком интересном факте. Оказывается, тектонический разлом имеет свойство воздействовать на ионосферу, та начинает светиться, и это свечение фиксирует космический аппарат. Будущая глобальная система прогноза землетрясений будет состоять из шести подобных спутников, которые расположатся на геостационарной орбите, наблюдая за всей поверхностью Земли.

Разработка вызвала большой интерес как российских, так и зарубежных специалистов. В частности, новинкой заинтересовались представители Ирана, с которыми, возможно, будет вестись сотрудничество в данной области.

А российско-австралийский спутник WESTRAC, предназначенный для краткосрочного прогноза землетрясений, изучения гравитационного поля Земли, и того меньше. Его масса – 23,76 кг, диаметр – 24,5 см, а на поверхности установлено 60 эффективных отражателей лазерного излучения.

Если на спутник, находящийся на орбите высотой в 835 км, направить лазерный луч, он тотчас же отразится обратно.

Поскольку скорость движения светового луча известна, а орбита спутника весьма стабильна, то малейшее колебание времени прохождения луча говорит об изменении расстояния от излучателя до отражателя. Или, говоря иначе, о колебаниях платформы, на которой стоит излучатель. Трясется же такая платформа вместе с поверхностью Земли, на которой находится. Таким образом, появляется возможность отслеживать малейшие перемещения земной коры. Первый такой спутник был запущен еще в 1998 году, отделившись после выхода на орбиту от основного космического аппарата «Ресурс-01» № 4. Он показал хорошие эксплуатационные качества. И ныне сотрудники НИИ прецизионного приборостроения готовы поставить на орбиту еще несколько таких космических аппаратов.

Пассивный спутник WЕSТRАС с лазерными отражателями.

Одежда не для прогулок

Свои новые интересные разработки продемонстрировала на МАКС-2001 фирма «Звезда», базирующаяся в подмосковном Томилине. По словам главного специалиста предприятия по скафандрам и системам жизнеобеспечения Михаила Дудника, экипажи международной космической станции (МКС) уже в следующем году должны получить новые российские скафандры для выходов в открытый космос. Космонавты не будут больше бояться сорваться с поверхности станции, поскольку новый космический костюм оборудован индивидуальной системой спасения. Она размещается в ранце скафандра за спиной космонавта и позволяет возвращаться на станцию с расстояния в несколько десятков метров. В дальнейшем планируется увеличить «зону безопасности» на сотни метров.

Таким образом, будут модернизированы используемые сейчас на МКС российские скафандры «Орлан-М». Такой костюм весит 120 кг и сделан из нескольких сотен слоев специальных материалов. Например, только его внешняя оболочка имеет более 10 слоев, которые позволяют поддерживать определенные давление и температуру внутри скафандра, обеспечивают защиту от микрометеоритов, которые пролетают со скоростью до 20 км/с и, как пуля, могут прошить обычные материалы.

Космонавты надевают скафандры, отодвинув ранец-дверь на спине в сторону. Скафандры безразмерные и подгоняются под фигуру космонавта. Единственная индивидуальная деталь в таком костюме – перчатки. Каждый скафандр может использоваться для 12 выходов в открытый космос продолжительностью по 7 часов. М. Дудник подчеркнул, что и эксперты, и сами космонавты признают, что российские костюмы для работы за пределами орбитальной станции намного удобнее американских.

И это не единственная разработка фирмы «Звезда», представленная на МАКС-2001. Большим вниманием специалистов пользовались и новые системы жизнеобеспечения КС-129 и КС-130, а также уникальная бортовая кислорододобывающая установка БКДУ-130. На ней и остановимся.

Обычно пилоты на большой высоте получают кислород для дыхания из специальных баллонов. Однако ныне самолеты могут летать многие часы, дозаправляясь в воздухе, поэтому на борту иной раз скапливаются целые батареи кислородных баллонов, занимая место и создавая дополнительный взлетный вес.

И вот специалисты «Звезды» разработали систему, которая позволяет добывать кислород для дыхания из… двигателя. А точнее – из компрессора, который обеспечивает воздухом двигатель. Теперь часть сжатого компрессором воздуха поступает в установку обогащения, в которой специальные фильтры отделяют из поступающего воздуха излишнее количество азота, доводя процентное содержание кислорода до той же величины, что и на поверхности Земли.

Возвращение к автожиру

Летательные аппараты этого класса – своего рода гибрид самолета с вертолетом – были популярны в 30-е годы XX века. Однако серия аварий, произошедшая в те годы, привела к тому, что вертолеты вышли на первое место.

Но и у автожира – летательного аппарата, ротор которого приводится во вращение не силой мотора, а исключительно набегающим потоком воздуха, – есть свои преимущества. Прежде всего, эксплуатация автожира за счет меньшего расхода топлива, использования силовой установки меньшей мощности обходится в 2–3 раза дешевле, чем вертолета аналогичного класса.

Поэтому специалисты Иркутского авиационного производственного объединения и решили вернуться к старой схеме на новом уровне. Проведя соответствующие научно-исследовательские работы, они смогли создать надежную конструкцию легкого автожира «Иркут», рассчитанного на пилота и двух пассажиров.

Закрытая обогреваемая кабина, двойное спаренное управление позволяют использовать автожир как для обучения молодых пилотов, так и для поисково-спасательных работ, оказания срочной медицинской помощи, для разведки ледовой обстановки, метеоусловий и запасов рыбы. Кроме того, по словам менеджера проекта В.Выговского, автожир может пригодиться для контроля состояния трубопроводов, линий электропередачи, обработки химикатами сельхозугодий, патрулирования автотрасс.

Габариты аппарата позволяют хранить его в обычном автомобильном гараже-ракушке и буксировать к месту старта легковым автомобилем. Взлетать автожир способен даже с обычной дороги, поля или луга. Садится он по-вертолетному вертикально и способен обеспечить безопасный спуск при заглушенном двигателе.

Учебно-тренировочный самолет Миг-АТ. Скорость – 850 км/ч. Дальность – до 2000 км. При необходимости он может быть оснащен также вооружением.

Боевой вертолет Ми-35 PH оборудован системой ночного целеуказания, позволяющей экипажу видеть цели ночью столь же ясно, как и днем.

С авиасалона – своим самолетом.

НОВАЯ ЖИЗНЬ СТАРЫХ ИДЕЙ
Вперед, на встречу… каменному веку!

Не зря говорят, новое – это хорошо забытое старое. Об этом напоминает технология с непривычным на слух названием – петрургия. Или, говоря проще, каменное литье.

Ныне мало кто помнит, что в конце 20-х годов XX века советские академики В. Гинзбург и Ф. Левинсон научились в своих лабораториях переводить в расплав базальт и диабаз – одни из самых твердых горных пород. А в Московском химико-технологическом институте имени Д.И. Менделеева каменные расплавы стали разливать по формам, получая всевозможные детали.

Изобретению сулили радужное будущее, ведь изделия из камня по своим параметрам намного превосходят металлические и железобетонные. Так, скажем, стойкость к истиранию изделий из каменного литья в 20 раз выше, чем у чугуна, 10 раз – чем у стали и в 4–5 раз больше, чем даже у природного камня. Причем камень не боится коррозии, кислот и щелочей.

Из него можно делать канализационные и водопроводные трубы, плиты перекрытий в домах и даже корпуса судов и двигателей внутреннего сгорания!

Более того, из камня отливают даже тончайшие нити, из которых затем можно ткать текстильные изделия. И «каменный» скафандр для космонавта или костюм для пожарного будет служить надежнее и дольше нынешних.

Однако, как это, к сожалению, бывает, в свое время технология «не пошла». Несолидным показалось руководителям тогдашнего правительства СССР возвращаться в каменный век – ведь никто в мире этого не делает. Да и расплавлять камень, создавая температуры в тысячи градусов, оказалось не так-то просто. С металлом как-то привычней.

Ныне, похоже, интерес к технологии каменного литья постепенно возвращается. Во всяком случае, директор Государственного унитарного предприятия ВНИППстромсырье, вице-президент Академии горных наук Ю. Бункин и заведующий отделом облицовочных материалов того же института Ю.Сычев убеждены, что начавшееся XXI столетие все же станет удачным для технологии каменного литья.

И не одни они так полагают. Специалисты подсчитали, что в России доля общих потерь тепла в системах централизованного теплоснабжения по вине прохудившихся труб составляет, по меньшей мере, 20–25 процентов, что в 3–4 раза превышает аналогичный показатель в развитых странах. А долговечность отечественных тепловых сетей в 1,5–2 раза ниже, чем за рубежом, и не превышает в лучшем случае 12–15 лет.

Недавно в Центральном научно-конструкторском бюро (г. Москва) совместно с НПО «Полимерстроймаш» разработана технология, рецептура и конструкция базальтопластиковых труб из сверхтонкого волокна с добавлением специальных полимерных компонентов. Такие трубы диаметром от 50 до 200 мм и длиной до 8,6 м, как показывают испытания, хорошо выдерживают требуемый температурный режим при рабочем давлении до 16 атмосфер и вполне могут заменить стальные.

Камнелитые трубы хорошо выдерживают действие агрессивных грунтов и не требуют специальной электрохимической защиты. Срок их службы – как минимум 50 лет. Кроме того, каменные трубы обладают повышенной пропускной способностью, поскольку гидравлическое сопротивление в них в 1,5 раза ниже, чем в стальных. Весьма важно и то, что базальтопластиковые трубы в 3–4 раза легче металлических, и потому они гораздо удобнее для транспортировки.

Еще один немаловажный фактор – базальтового сырья в нашей стране огромные запасы, и стоит оно весьма недорого.

Отечественную новинку не раз представляли на крупных выставках в России и за рубежом (в частности, в Германии), где она получила высокую оценку специалистов.

Однако если мы не хотим, чтобы нас в очередной раз обставили, следует поторопиться. Так, Украинская академия наук в последние годы активно совершенствует технологии каменного литья и помогает внедрять их в производство. Два крупнейших завода – Криворожский и Донецкий – уже начали производство петрургической продукции – кислотоупорных блоков. А Госплан Украины подсчитал: если все заводы республики перейдут с металлических изделий на камнелитые, то страна сможет экономить каждый год 300 тысяч тонн чугуна, тысячи тонн углеродистых сталей и свинца.

С интересом рассматривают возможности каменного литья специалисты Турции и некоторых других стран, где много строят, но не имеют больших запасов леса и металла.

У нас же, как обычно, от теории до практики – дистанция громадного размера. В Карелии недавно остановился Кондопожский завод, на котором работала плавильная печь по производству камнелитых труб и плит для химических производств. Причина проста – нет денег на развитие производства. По той же причине прекращены научно-исследовательские работы на ОАО «Стекло». И только на Первоуральском заводе бурового оборудования еще остался маленький цех, где выпускают небольшими партиями изделия из каменного литья по мере поступления заказов.

И все-таки лед, похоже, тронулся. Московское правительство, которому приходится ныне менять многие сотни километров подземных коммуникаций столицы, вроде бы заинтересовалось петрургией. Ведь каменные водопроводы и канализация в Древнем Риме служили много веков, и лишь недавно их заменили более современными, но опять-таки каменными – керамическими и бетонными.

Виктор ЧЕТВЕРГОВ

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Стометровый телескоп поможет заглянуть в эпоху… Большого взрыва

Мы еще с привычной гордостью говорим о 5-метровом телескопе Маунт-Вилсоновской обсерватории, построенном в 1949 году, или о 6-метровом телескопе, расположенном близ станицы Зеленчукской (1975 год).

Между тем в планах астрономов Европейской южной обсерватории (ESО) значится создание к 2015 году «Overwhelmingly Large Telescope» (OWL) – нового оптического телескопа, возможности которого превзойдут все ныне существующие рекорды по этой части.

Диаметр зеркала OWL, возвести который задумали в Гархинге, близ Мюнхена, почти в центре Европы, составит 100 м, а вес – 20 000 т.

С помощью подобного прибора высотой 135 м можно будет без труда прочитать надпись на монете, лежащей в 1000 км от него. Говоря иными словами, во Львове грош упадет, в Мюнхене его заметят.

Даже самый крупный на сегодняшний день астрономический прибор – Кеск-телескоп, установленный на Гавайских островах, – по сравнению с проектируемым аппаратом выглядит сущим карликом. В его куполе высотой 31 м хватило места лишь для 10-метрового зеркала. Таким образом, гордость современной науки окажется в 1000 раз слабее будущего гиганта.

Конечно, возвести громадную оптику телескопа ОWL можно, лишь прибегнув к определенным хитростям, ибо отлить цельное зеркало диаметром 100 м невозможно. Его придется составить из 2000 отдельных шестиугольных зеркал. При создании вторичного зеркала диаметром 19 м ученые намерены использовать технологию, чем-то напоминающую, как они шутят, детский конструктор. Зато дополнительные направляющие зеркала диаметром 8,2 и 5,6 м будут отлиты из цельных кусков стекла и очень тщательно отшлифованы.

Упомянем еще одну проблему. Долгое время ученые не знали, как избавиться от такой досадной помехи, как атмосферная рябь. Встроить в телескоп электронные элементы, которые компенсируют искажения, вносимые атмосферой? Это ослабит его прочность. В конце концов, астрономы придумали особую конструкцию. На пути лучей они поставят еще одно, пятое, тончайшее зеркало диаметром всего 65 см – чудо современной техники. На его обратной стороне расположатся полмиллиона крохотных моторчиков, которые, сто раз в секунду меняя форму зеркала, сгладят искажения. Ну а чтобы этот громадный телескоп не обрушился, его поместят в огромную ванну, наполненную маслом.

С появлением нового телескопа сбудется давняя мечта астрономов: наконец-то они сумеют заглянуть на окраину Вселенной (напомним, наше мироздание простерлось на 30 млрд. световых лет). Возможно, тогда ученые сумеют разгадать тайну возникновения Вселенной и объяснят, каким образом 13–15 млрд. лет назад сформировались первые галактики и как черные дыры влияют на звездные системы.

Публикацию по иностранным источникам подготовил А.ВОЛКОВ

Художник Ю.САРАФАНОВ