Текст книги "Юный техник, 2002 № 02"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 6 страниц)

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

«ПРИГЛАШАЮ В НАШ УНИВЕРСИТЕТ БЕЗ ЭКЗАМЕНОВ»

Этими словами закончил свое выступление проректор по учебной работе Тульского государственного университета по завершении работы очередного Всероссийского слета юных техников и изобретателей, состоявшегося осенью прошлого года в городе Туле. 64 участника из 18 регионов нашей страны приехали сюда, чтобы еще раз подтвердить, что не оскудела наша земля талантами, удивить широтой эрудиции в различных областях науки и техники, изобретательском творчестве, умением ставить условия и находить решение сложнейшим задачам.

Всего четыре дня продолжался слет. Но как много успели сделать ребята. В университете была развернута выставка ребячьих работ. Смотреть их приходили не только студенты университета, но и ученые, преподаватели, инженеры и научные работники известных тульских оборонных предприятий, научно-исследовательских институтов и опытных конструкторских бюро. Ребята осмотрели достопримечательности города, побывали в известном всему миру Тульском оружейном музее, в конструкторских бюро и цехах предприятий, где производится современное оружие.

Но вершиной работы слета стала защита ребятами своих исследовательских работ, проектов и изобретений. С некоторыми из них мы и предлагаем сегодня познакомиться.

Большой друг нашего журнала Николай Петрович Колчев отмечен дипломом Министерства просвещения за подготовку юных изобретателей.

ЧТО ТАКОЕ КЭС?

Каждый школьник знает, что такое ГЭС, АЭС, ТЭС. Но вот аббревиатуру КЭС многие встретят впервые. А ведь это тоже электростанция, только, в отличие от известных, КЭС будет работать в космосе. Зачем строить станцию на орбите, если на Земле еще немало места?

На этот счет у Кирилла Рябухи, члена объединения Так выглядит макет космической электростанции Кирилла Рябухи, космического моделирования Центра технического творчества учащейся молодежи из г. Курска, есть ответ.

Бурное развитие промышленности и быстрый рост населения Земли в прошлом веке привели к увеличению потребления топлива. Ежегодно в котлах электростанций, в двигателях и печах сжигается свыше 20х10⁹ тонн условного топлива. И количество тепловой энергии, выбрасываемой в атмосферу, уже приближается к количеству энергии, падающей на Землю от Солнца. А при этом образуется углекислый газ, и его все больше и больше. Усиливается так называемый «парниковый» эффект. И если не вмешаться в процесс, к концу нового столетия средняя температура на Земле поднимется еще на 3 °C, что может привести к катастрофическим изменениям климата на Земле.

Ограничить рост промышленного производства и транспорта – задача вряд ли выполнимая, ведь и слаборазвитые страны хотят подняться в своем развитии до уровня стран высокоразвитых. А потому человечество уже сегодня должно выработать стратегию своего развития на Земле и в космосе. Конечно, большая часть промышленности должна остаться на Земле, а вот производство энергии было бы выгодно разместить в космосе. Конечно, возить туда нефть, газ и уголь никто не будет. Туда выгоднее переместить атомные, а в будущем и термоядерные энергетические установки. Найдут, конечно, применение там и станции солнечные.

Кирилл Рябуха считает, что атомные и солнечные станции нужно объединить в одном комплексе, и тогда они будут дополнять друг друга, производя энергию непрерывно и в больших количествах. Он даже придумал название своему комплексу – «Гелиос».

А теперь познакомимся с конструкцией КЭС юного изобретателя. Приемное зеркало солнечной энергии диаметром 70 м обеспечивает постоянную мощность 450 кВт. В фокусе солнечной печи установлен теплообменник. Через него также пропущен первый контур ядерной установки. Нагретое в теплообменнике рабочее вещество (аргон) направляется в турбину и далее на лазер. Турбинный отсек находится в основном модуле. Для устранения крутящих моментов две турбины вращаются встречно. Передача энергии на земную приемную станцию производится лучом мощного лазера.

Взаимодействие всех систем на «Гелиосе» обеспечивает высокоорганизованная система связи. Комплекс оборудован двумя передающими антеннами, системами индивидуального наведения для связи внутри его и с Землей. Мощные компьютеры обеспечат сбор и обработку информации, поступающей с Земли, с других космических комплексов и технологических установок. Основные параметры управляющих систем дублированы. Особое внимание уделено системе ориентации. Коррекция положения комплекса в пространстве производится системой газовых рулей, а радиосистем – механическими и индивидуальными системами наведения. Необходимый уровень защиты обслуживающего персонала обеспечивает система безопасности, включающая несколько уровней. Так, жилой отсек и отсек управления обеспечены повышенной радиационной и противопожарной защитой. Вычислительный комплекс обеспечивает управление этими системами в автоматическом режиме, в том числе при нарушении герметичности отдельных отсеков.

При аварийной ситуации отсеки заполняются аргоном после того, как персонал наденет скафандры либо автоматизированная система убедится, что людей в отсеках нет. Самое серьезное внимание уделено защите комплекса от несанкционированного использования лазера для разрушения объектов на Земле. С этой целью в системе управления зашит неразрушаемый алгоритм управления, включающий ориентацию лазера. В случае захвата комплекса террористами или возникновения малейшей опасности несанкционированного использования взрываются наиболее важные энергетические системы. Система жизнеобеспечения – стандартная, она состоит из комплекса регенерации воздуха и питьевой воды. Продукты питания периодически доставляются с Земли транспортными кораблями.

Так выглядит макет космической электростанции Кирилла Рябухи.

СОЕДИНИТЬ НЕСОВМЕСТИМОЕ

Этой проблемой вот уже второй год занимается Виталий Тетера, член кружка юных изобретателей из г. Сосновый Бор. И вот что у него получилось. ДВС – двигатель внутреннего сгорания. ППМ – поршневая паровая машина. Оба эти двигателя существуют отдельно уже не один десяток лет и доведены практически до совершенства. Правда, были в разных странах робкие попытки объединить их в один блок, но практического выхода они не имели. И это понятно, ведь ДВС работает на органическом топливе, а ППМ – на пару. Гибрид получался громоздким, а главное – малоэффективным.

Виталий Тетера получает заслуженные награды.

С попыток разобраться в сути вопроса и начал свою исследовательскую работу Виталий. Сначала досконально разобрался в мере рассматривается четырехцилиндровый вариант, состоящий из двух цилиндров ДВС и двух цилиндров ППМ.

Цилиндры сгорания 1, 2 и цилиндры паровой машины 3, 4 соединены через шатуны с коленчатым валом 5. На цилиндрах обозначены клапаны: а – ввода топливной смеси, б – выхода выхлопных газов, в – ввода выхлопных газов в паровой цилиндр, г – впрыска воды ид – выхода отработанного пара. Установка включает также систему питания ДВС 6, конденсатор 7, фильтр очистки воды 8 и водяной насос 9. Элементы установки соединены линиями: 10 – от системы питания ДВС к цилиндрам 1 и 2; 11 – от водяного насоса 9 к цилиндрам 3 и 4; 12 – от цилиндров 3 и 4 к конденсатору 7; 13 – от цилиндра 1 к цилиндру 3 и от цилиндра 2 к цилиндру 4; 14 – от конденсатора 7 к фильтру 8; 15 – от фильтра 8 к водяному насосу 9 и 16 – выброс газов в атмосферу.

Рассмотрим сначала пары цилиндров 1 и 3. Рабочий ход в цилиндре проворачивает коленчатый вал на пол-оборота.

По его завершению открывается клапан «б», а на цилиндре 3 – клапан «в». Выхлопные газы из первого цилиндра перепускаются в цилиндр 3. Затем при открытии клапана «а» всасывается топливная смесь. Одновременно с этим в цилиндре 3 происходит сжатие выхлопных газов и повышение их температуры. В следующем такте в цилиндре 1 происходит сжатие топливной смеси. В цилиндре 3 при закрытых клапанах «в» и «д» через клапан «г» впрыскивается вода, и клапан «г» закрывается. Капельки воды мгновенно испаряются, и образовавшийся пар толкает поршень – происходит рабочий ход в цилиндре паровой машины. Цилиндры 2 и 4 работают аналогично.

В конденсаторе 7 отработанная парогазовая смесь охлаждается. Пары воды конденсируются. Большая часть примесей из выхлопных газов переходит в конденсат, который по линии 14 подается на фильтр 8 и далее, после очистки, на водяной насос 9. Воздух и газы из конденсатора 7 по линии 16 выбрасываются в атмосферу.

Коленчатый и распределительный валы, а также ряд вспомогательных систем являются общими для ДВС и ППМ. Вполне очевидно, что это позволяет заметно снизить массу и габариты установки. Если сравнивать даже самый лучший ДВС с двигателем Тетеры при условии равного литража их рабочих камер, то КПД последнего будет выше. А это значит, что при прочих равных условиях новый двигатель будет расходовать меньше бензина. И еще, растворение и осаждение в конденсаторе примесей выхлопных газов и очистка конденсата на фильтре снизят выбросы вредных примесей и газов в атмосферу.

Принципиальная схема нового двигателя В. Тетеры.

ОТМЕНЯЮТСЯ НОЧНЫЕ ДЕЖУРСТВА

Ежегодно почти треть урожая плодов и ягод не попадает на наш стол из-за весенних утренних заморозков. Случается, волна за волной накатываются холода в мае месяце, когда садовые культуры обильно цветут. Минусовая ночная температура убивает нежные почки и завязи. Холодные утренники случаются на севере под Петрозаводском, бывают в Нечерноземной и Черноземной зонах, даже Ставропольский край от них не застрахован. Вот почему все взрослое население небольшого городка Новоалександровска каждую весну внимательно слушает прогноз погоды и по тревожному сигналу не спит ночами, сжигая кучи мусора и старой травы, чтобы защитить дымом свои сады.

Юрию Сидоренко, члену кружка радиоэлектроники городской Станции юных техников, весной этого года тоже пришлось дежурить ночью в саду, а утром сонному идти в школу. Вот тогда и подумал он о решении этой задачи техническими средствами.

Но с чего начинать? Юрий взялся за литературу. Вот, скажем, дым. Во-первых, он создает в приземных слоях искусственное облако, которое не дает быстро выхолаживаться поверхности земли. Но есть и еще одно обстоятельство, на которое редко кто обращает внимание. С точки зрения химии, дым состоит из не полностью сгоревших частиц углерода и мелких кристалликов соли. Попадая в атмосферу, они становятся центрами кристаллизации водяного пара. Соль растворяется в каплях воды и оседает на листьях, почках и цветущих завязях. А ведь хорошо известно, что соленая вода замерзает ниже нулевой отметки на градуснике.

Увеличить попадание солей в воздух можно, если сжигать не ветви, траву и опилки, а специальные химические дымовые шашки. Экспериментально подобрал для них Юрий и состав – мельчайшие кристаллы соли, парафина и порох. Смесь при поджоге не взрывается, а медленно горит, выделяя клубы белого неядовитого дыма. Зачем нужна соль – теперь это понятно всем. А вот зачем нужен парафин? Оказывается, он благоприятно влияет на растения, покрывая их тончайшей водоотталкивающей пленкой, препятствующей росе снизить концентрацию солей в капиллярах растений. Первые же эксперименты показали, что дымовая шашка массой всего в 200 г надежно защищает участок площадью 750 кв.м.

Оставалось решить и другую задачу: как в нужное время и при строго определенной температуре поджигать шашку. И ее мастерски решил юный изобретатель.

Идею подсказал электронный терморегулятор, опубликованный в «ЮТ» несколько лет назад. Всего-то и нужно, что погрузить в верхний слой дымовой шашки электроды с термозапалом. При падении температуры ниже —2 °C, срабатывает электронная схема и тонкая нихромовая нить раскаляется до белого каления, воспламеняя химическую шашку. Главное – все это теперь происходит без участия человека. И вот теперь жители Новоалександровска весной нового года теперь будут спокойно спать, зная, что сконструированный их земляком простой прибор сохранит урожай. Желающие смогут познакомиться с разработкой Юрия Сидоренко в журнале «Левша» № 3 за 2002 год.

В. ЗАВОРОТОВ, П. ЛЕБЕДЕВ

ВОЗВРАЩАЯСЬ К НАПЕЧАТАННОМУ
Ждите ответа

В «ЮТ» № 12 за 2001 г. мы рассказали вам о том, как школьники России и Украины отправили послание звездам. Когда ждать ответ – и стоит ли вообще его ждать?

М-13 ПОКА НЕ ОТВЕЧАЕТ

Послание школьников далеко не первое, отправленное к звездам. С тех пор, как человечество в мае 1895 года вышло в эфир с первыми радиопередачами, оно шумит на всю Вселенную. За это время, по самым скромным подсчетам, радиосигналы распространились уже по космосу на расстояние в 10¹⁵ км! Цифра настолько огромная, что и название ей не сразу подберешь: шутка ли – единица с 15 нулями!..

Тем не менее, люди, привыкшие к астрономическим расстояниям, утверждают, что первые радиопередачи еще не успели удалиться от Земли на сколько-нибудь серьезное расстояние. Ведь только диаметр нашей Солнечной системы составляет примерно 12x10⁹ км.

Когда 16 ноября 1974 года с радиотелескопа Аресибо на Гавайских островах был послан трехминутный радиосигнал, пиковая мощность которого превзошла мощность всех электростанций мира, радиоастрономы рассчитывали, что он достигнет звездного скопления М-13 в созвездии Геркулеса лишь через 24 тысячи лет! И еще столько же придется ждать ответа.

ИНОПЛАНЕТЯНЕ ПОШЛИ НА ПЕРЕХВАТ?!

Так что и нашим школьникам не стоит ждать быстрой реакции адресатов. Если только сообщение не перехватит кто-нибудь по пути. А судя по высказываниям некоторых уфологов, не исключено, что это уже произошло!

Первый «перехват», о котором сообщили средства массовой информации со ссылкой на представителя норвежской уфологической организации Торстена Густаффсона, относится к американской межпланетной станции «Пионер-10», стартовавшей с Земли в 70-х годах ушедшего века. На всякий случай к станции была прикреплена пластинка с указанием места Солнечной системы в Галактике, срока старта, а также с некоторыми данными о человечестве.

Подозрения о «перехвате» порождены следующими обстоятельствами. Во-первых, станция по непонятным причинам замедлила свой ход, хотя в космическом пространстве она должна была бы двигаться с постоянной скоростью практически вечно. Во-вторых, вдруг заработал после многих месяцев молчания радиопередатчик станции. Батареи на «Пионере-10» давно исчерпали свой ресурс, а подзарядиться от Солнца они уже не могли из-за дальности расстояния. Кто сменил элементы питания? Ко всему сказанному можно добавить, что со станции были приняты какие-то закодированные сигналы, информация о которых была тут же засекречена…

КРИПТОГРАММЫ НА ПШЕНИЧНЫХ ПОЛЯХ

Еще одно явление, которое уфологи связывают с «радиоперехватом», – это всем известные, но, тем не менее, загадочные круги (а точнее – узоры), которые время от времени появляются на полях Англии, Японии, России и других стран.

Об их происхождении было много споров, пока два шутника в Англии не заявили, что это дело их рук. И продемонстрировали, как можно создать тот или иной узор с помощью веревки и привязанной к ней палки.

Уфологи им не поверили, указав, что при таком способе стебли пшеницы довольно-таки часто ломаются, в то время как на «истинных» узорах они остаются в целости. Непонятная сила лишь пригибает их к земле. А в августе 2000 года недалеко от обсерватории Чилболтон в графстве Гемпшир (Англия) произошло событие, которое, по мнению уфологов, должно развеять последние сомнения. За ночь на поле появилось сразу два изображения. Причем большее из них представляет собой не что иное, как отклик на наше космическое послание, отправленное радиотелескопом в Аресибо 27 лет тому назад: оно представляет как бы его копию, но отчасти модернизированную.

Например, в строке, изображающей нашу планетную систему, кверху сдвинуты целых три планеты – Земля, Марс, Юпитер (у нас одна – Земля). Не следует ли расценивать это как попытку сообщить нам об обитаемости Марса и Юпитера?

Далее, фигура человека заменена силуэтом, сильно напоминающим контуры большеголового гуманоида, хорошо знакомого уфологам! Да и рост его соответствует – примерно 1 метр против среднечеловеческих 1,67 м. К тому же двойная спираль ДНК у гуманоида деформирована. Небезынтересно и добавление в структуру компонентов ДНК… кремния! Говорили же наши ученые о возможности существования жизни не на основе углерода, а на основе кремния. И вот тому подтверждение…

Схема же радиотелескопа в Аресибо заменена изображением какого-то иного, весьма сложного технического сооружения.

Антенна радиотелескопа Аресибо, расположенная в кратере потухшего вулкана диаметром более 300 метров. Кратер выложили алюминиевыми листами и над этой гигантской чашей на высоте 50-этажного дома вознесли 300-тонную конструкцию, представляющую собой приемопередающее устройство. Оно поддерживается на весу тремя толстенными стальными тросами, концы которых закреплены на мощных железобетонных столбах, установленных по краям чаши. Именно этот крупнейший в мире радиотелескоп и является ныне форпостом планеты Земля в программе связи с иноземными цивилизациями.

КАК МНОГО ЧУДЕС НА ПОЛЯХ САРАТОВЩИНЫ!

Известный нашим постоянным читателям уфолог, руководитель КБ «Астра» Вадим Чернобров организовал несколько экспедиций в Саратовскую и Волгоградскую области. Исследователи хотели понаблюдать за НЛО типа «три звезды» – теми, что видны по ночам как три крупных светящихся шара. А в результате в Красноармейском районе Саратовской области наткнулись на людей, которые не только были в контактах с «летающими тарелками» в былые времена, но… и установили с ними коммерческие отношения.

Так, по свидетельству бывшего командира танкового полка полковника Павла Кравченко, в сентябре 1983 года его часть была поднята по боевой тревоге и срочно переброшена в Саратовскую область. На его глазах авиация и ракетчики атаковали какие-то непонятные объекты. Потом военным сказали, что то были просто учения, однако полковник и поныне уверен, что косвенным образом участвовал в уничтожении высадившегося инопланетного десанта.

Слева направо: «Телеграмма», посланная с Земли. – > «Ответ» из космоса. – > Он же, с высоты птичьего полета.

_{На светлом прямоугольнике внизу – инопланетная «телеграмма», посланная из Аресибо.}

_{Объем информации в отправленном сигнале составляет 1679 бит (двоичных единиц 0 и 1). Сообразительные инопланетяне должны догадаться, что число 1679 является произведением простых чисел – 73 и 23.}

_{А когда догадаются, им нужно будет разместить в каждой строчке по 23 ячейки с цифрами 1 и 0. Всего будет 73 строки. После завершения работы перед их органами зрения возникнет некая картинка, образованная единицами (а промежутки между ними будут обозначены нулями), напоминающая ковровый рисунок. Верхняя строка послания изображает числа натурального ряда от 1 до 10 в двоичном коде (смотреть надо справа налево). Тем самым сообщается о существующей у нас десятичной системе счисления. В следующей строке указаны атомные числа водорода, углерода, азота, кислорода и фосфора. Ниже идет химическая структура компонентов наследственного вещества, а за ней – изображение двойной спирали ДНК. Слева от фигурки человека нанесены данные о среднем росте земного жителя и о его весе, справа – о количестве людей на Земле. Строка под фигуркой человека изображает нашу планетную систему (квадрат справа – Солнце). Третья от квадрата точка, чуть смещенная кверху, обозначает Землю. Нижняя картинка представляет собой схематическое изображение радиотелескопа, отправившего послание, с указанием диаметра его чаши.}

Еще один свидетель, бывший председатель колхоза, не пожелавший, чтобы в печати указывали его фамилию, рассказал, что компенсации за перепаханные бомбами и реактивными снарядами поля колхозники от армейских чинов так и не дождались. А когда прошлись по полю, не обнаружили и малейших обломков инопланетной техники – значит, те благополучно улетели. Чему селяне сильно обрадовались. Поскольку, как сознался председатель, к тому времени уже шесть лет как совершали с инопланетянами бартерный обмен. Им – зерно с полей, а также право помещать на них свои загадочные узоры, а взамен – дефицитные запчасти для сельскохозяйственной техники.

Однако и на сей раз никаких документальных доказательств уфологам предоставлено не было. Запчасти оказались вполне земного производства, а недостача зерна в наших хозяйствах случается ежегодно и повсюду. И отнюдь не по вине инопланетян…

Единственное, что получило более-менее рациональное объяснение: для чего инопланетянам нужны узоры на полях. Оказалось, таким образом, с помощью своеобразных пиктограмм, они общаются со своим начальством. Создадут узор, а те зашифрованное послание в свои телескопы рассмотрят и все сразу поймут.

…Верить всему этому или нет, судите сами. Мне же позвольте в заключение добавить еще пару фактов. Как сообщили информационные агентства, ныне лишь 13 процентов жителей Земли допускают существование инопланетян. А на Британских островах недавно закрыли бюро по наблюдению за «летающими тарелками». Причина: резко упавшее количество сообщений о появлении НЛО над Туманным Альбионом.

Станислав ЗИГУНЕНКО