Текст книги "Юный техник, 2008 № 03"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 5 страниц)

НАШ ДОМ
Главный инструмент маляра

Нет, это вовсе не кисть. О том, что, чем и как красить, мы с вами поговорим как-нибудь в следующий раз. Сегодня разговор о том, как подготовить поверхности стен и потолка перед окраской. И вот тут незаменим шпатель – универсальный малярный инструмент широкого профиля.

Небольшой лопаточкой с деревянной, металлической или пластиковой ручкой можно сделать почти все: зачистить поверхность от старой замазки, обоев и краски, выровнять ее, нанести шпатлевку и заделать трещины, грунтовать, размешать краску или клей…

Каких только шпателей нет сегодня на строительных рынках и в специализированных магазинах!

Длинные, средние и короткие, широкие и узкие, зубчатые и гладкие, из нержавеющей стали и резиновые… Как же правильно выбрать инструмент, который подойдет именно вам?

Профессионалы обычно имеют набор шпателей с шириной рабочего лезвия от 5 до 60 см. Но для начала можно, пожалуй, ограничиться шпателем с 10 – 15-сантиметровым лезвием без зубчиков на рабочем конце.

Кстати, зубчатый шпатель предназначен для нанесения клеевой смеси при кладке керамической плитки. Благодаря такой конструкции состав равномерно распределяется по поверхности частыми полосами, поскольку зубчики как бы забирают излишки. При укладке кафельной плитки профессионалы используют резиновый шпатель, которым удобно затирать швы. Фасадный шпатель – это особо прочный инструмент, предназначенный для предварительной обработки поверхностей при штукатурных и облицовочных работах на внешней поверхности стен. Он позволяет быстро избавиться от старой шпатлевки и краски. Ну, а так называемый японский шпатель отличается тонкой, гибкой пластиковой пластиной с идеальными, без малейших зазубрин, краями и служит для шпатлевания особо ровной плоскости.

Однако класть плитку, вести ремонт фасадов и заниматься ажурными работами мы с вами пока не будем. Они требуют хорошей квалификации, и лучше их оставить на долю профессионалов. А для ремонта своей комнаты вполне достаточно и обычной шпательной лопатки.

Прежде всего, выбирая инструмент, постарайтесь, чтобы он вам был по руке – не слишком легкий и не слишком тяжелый. Кому-то, возможно, приглянется облегченный вариант шпателя – с пластмассовой ручкой. Работать им легче, чем шпателем с деревянной или металлической рукояткой. Зато несколько утяжеленный шпатель поможет вам прилагать меньше усилий при очистке поверхности от старой краски или обоев. Подцепив единожды старый слой, инструмент, благодаря своей массе, гораздо быстрее очистит большую площадь, нежели его легкий собрат.

Шпатели бывают разной ширины и с разными ручками.

Ремонт обычно начинают со сдирания старых обоев.

Грунтовку начинают с углов.

Далее обратите внимание, насколько гибка сама лопатка шпателя. Слишком жесткие шпатели, как правило, ломаются в самый неподходящий момент. Сверхгибкий же инструмент может не выдержать массы взятой на него шпатлевочной смеси, и она упадет с него раньше, чем окажется на стене.

Ну и конечно, стоит проверить надежность крепления пластины в ручке. Дополнительную прочность соединению обеспечивает стальное кольцо. Так что будет лучше, если вы купите именно шпатель с кольцом.

При зачистке шпатель следует держать так, чтобы он двигался от вас под углом вперед – так проще подцепить слой штукатурки или шпатлевки, отделить его от стены. Не ленитесь поковыряться в трещинах, расчистите их хорошенько. Не надо думать, что трещины достаточно просто замазать. Тогда ваш ремонт может оказаться весьма недолговечным – старые трещины вскоре проявятся вновь…

Правила пользования шпатлевочной смесью обычно указаны в инструкции или на упаковке. Мы же можем добавить к ним следующее. Поверхности сначала очистите от пыли сухой щеткой, а потом слегка смочите при помощи чистой малярной кисти. Шпатлевку наносите тонкими слоями, причем направление движения шпателя на себя должно быть перпендикулярно его кромке.

Шпатлевание или грунтовку внутренних поверхностей (стены, пол, потолок) следует начинать из самого непроветриваемого угла, то есть подальше от окна. Первый слой нужно положить в одном направлении, а второй и все последующие – в разных; тогда поверхность стены будет ровнее.

После того, как зашпатлеванная поверхность подсохнет, нужно затереть ее при помощи деревянной доски-затирки. А особо ответственные участки еще и шлифуют мелкой шкуркой, обернув ею деревянный брусок. Шпатель же после использования вымойте, высушите и протрите тонким слоем машинного масла, чтобы не образовалась ржавчина. Тогда он верой и правдой прослужит вам не один год.

И. ЗВЕРЕВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Эта винтовка, известная во всем мире как M107, предназначена для уничтожения легкового и грузового транспорта, легкобронированой боевой техники, самолетов и вертолетов на стоянках, живой силы противника.

Автор конструкции, отставной офицер правоохранительных органов США Ронни Баретт, первый вариант винтовки создал в своей мастерской в 1982 году (отсюда название M82). После безуспешных попыток продать свою конструкцию винтовки нескольким всемирно известным оружейным компаниям, Баретт основал собственную компанию Barett Firearms Companyи начал мелкосерийную сборку и продажу винтовки на внутреннем рынке США.

В немалой степени успеху способствовал тот факт, что в 1987 году винтовка была использована при съемках фильма «Робокоп», а в 1990 году миллионы зрителей увидели ее в фильме «Морские котики». Сейчас М107 используют армии и полиция более 40 стран мира.

Технические характеристики:

Калибр… 50 BMG (12,7x99 мм)

Механизм… полуавтоматический

Длина общая…1448 мм

Длина ствола… 737 мм

Вес без патронов… 12,9 кг

Скорость пули… 868 м/c

Магазин…10 патронов

Вес магазина… 1,87 кг

Прицел… х10

Максимальная дальность… 6800 м

Максимальная эффективная дальность… 1800 м

Точность стрельбы… 1,5–2 угловые минуты

В основу конструкции флагмана ВМФ Испании, легкого многоцелевого авианосца «Принц Астурийский», был положен сильно измененный американский проект «SCS» ( Sea Control Ship– «Корабль контроля моря»), отвергнутый в 1975 году конгрессом США.

Авианосец был заложен в 1982 году, а в 1988 году строительство было завершено, и «Принц Астурийский» поступил на вооружение ВМФ Испании на смену устаревшему авианосцу «Дедало», построенному в 1943 году в США и переданному Испании в 60-х годах прошлого века.

Изменения в проект «Принца Астурийского» вносились специально для использования самолетов с вертикальным и укороченным взлетом и посадкой типа «Си Харриер». На этом корабле впервые была применена оригинальная архитектура корпуса со значительным подъемом полетной палубы в носовой ее части по всей ширине, чтобы облегчить взлет самолетов с большей боевой нагрузкой.

Тактико-технические данные:

Длина судна…195,9 м

Ширина полетной палубы… 24,3 м

Водоизмещение… 16 700 т

Осадка… 9,4 м

Мощность силовой установки… 46 400 л.с.

Скорость… 26 узлов

Дальность плавания… 10 500 км

Экипаж… 765 чел.

Вооружение:

противокорабельные комплексы «Гарпун»… 4

зенитные установки… 4

самолеты… 8

вертолеты… 14

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
Закон полного тока

Если фюзеляж первых самолетов представлял собою ажурную ферму для крепления хвостового оперения, по которой свободно гулял ветер, то к середине 1960-х годов число агрегатов самолета достигло тысячи, и все они были связаны множеством проводов общей длиною более километра. К ним по этим проводам от бортового блока управления непрерывно передавались сигналы управления. Они носили импульсный характер, имели высокие частоты, и это нередко приводило к взаимным наводкам – сигналы, предназначенные для одного агрегата, через электромагнитные поля проводов попадали в другой. Поэтому агрегаты, прекрасно работавшие по отдельности, внутри фюзеляжа решительно отказывались служить.

Для того чтобы определить правильное расположение проводов, попытались применить теорию. Согласно закону полного тока напряженность магнитного поля в какой-то точке возле проводника обратно пропорциональна ее расстоянию до этого проводника. Работы показали, что провода следует разнести так далеко друг от друга, что фюзеляж самолета вырастет до размеров… дирижабля.

Попробовали прокладывать провода в медных трубах. Но они лишь незначительно ослабляли наводки: медь хорошо защищает от электрических полей, но магнитные через нее проникают беспрепятственно. Хотели было применить трубы железные, но оказалось, что они получатся такими тяжелыми, что самолет не сможет взлететь.

Казалось бы, тупик…

Тем не менее практика показывала, что провода все же удается расположить так, что они, вопреки теории, перестают влиять друг на друга. Но почему?

Ученые одного из московских НИИ во главе с профессором В.А. Ацюковским решили поставить несложный эксперимент, который вы можете повторить. Были взяты два одинаковых прямоугольных контура из медного провода. Один из них имел размеры 0,5х0,5 м. Другой можно было делать шире или уже. К первому контуру подключили звуковой генератор, а к проводам второго – вольтметр (см. схему).

Размеры первого контура не меняли. Во втором контуре провод, расположенный рядом с первым контуром, оставался неподвижным. Другой же провод параллельно сдвигали все дальше и дальше, измеряя при этом возникавшую в контуре ЭДС.

Согласно теории, величина ЭДС второго контура должна расти пропорционально логарифму его ширины. Но это наблюдалось лишь в очень небольших пределах – пока ширина второго контура была много меньше, чем расстояние между контурами. Как только ширина второго контура становилась больше, чем два расстояния между контурами, дальнейший рост ЭДС прекращался.

Почему так – до сих пор точно не известно. Но стало ясно, что если расстояние между проводами одной пары сделать больше, чем расстояние до проводов соседней пары, то их взаимное влияние снизится до приемлемой величины. А потому «обратные» провода различных агрегатов можно объединить в один общий, не опасаясь взаимного влияния.

Измерения можно вести на частоте около 400 Гц при токе в контуре от 0,1 до 1 А, включив между генератором и контуром понижающий трансформатор от адаптера, рассчитанного на такие токи. Проводники можно расположить на листе фанеры, закрепив их гвоздиками. Вольтметр – переменного тока с пределом измерения 2,5 В.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ПОЛИГОН
Представляем: биотопливо

Налейте в колбу 50 г любого растительного масла, добавьте 10 г аптечного спирта и всыпьте четверть чайной ложки соды. После взбалтывания и нагревания на водяной бане вы получите… новый вид моторного топлива, способного заменить получаемую из нефти солярку. Это так называемый «биодизель».

Собственно биотопливо – это традиционное топливо наших предков – уголь, дрова, хворост, солома…

Словом, все, что горит и имеет биологическое происхождение. Но специалисты понимают, что пилить деревья на дрова, а потом сжигать их в печи – варварство. Гораздо лучше делать из них доски или бумагу. А вот отходы – другое дело. Из коры и опилок давно научились делать маленькие, одинаковые по размерам, прекрасно горящие чурки и полешки. Их засыпают в бункер домового водогрейного котла, и простенький автомат аккуратно подкладывает их в топку. Оказывается, что отапливать дом такими искусственными дровами значительно дешевле, чем мазутом или газом. Но вот для двигателя автомобиля чурки не подойдут. А нефть, из которой делают бензин, все растет в цене.

США потребляют четвертую часть добываемой в мире нефти и, вероятно, более других стран страдают от роста цен на нефтепродукты, автомобильное топливо. Согласно последним сообщениям, они намерены сократить его потребление почти на одну треть, частично переведя свои автомобили на биотопливо. Но, конечно, не на искусственные дрова, а на спирт.

В начале 1910-х годов в одной из наших дореволюционных газет был помещен отчет о состоявшемся в Москве «съезде шоферов-алкоголиков». На съезд приехали на собственных автомобилях здоровые трезвые мужчины в кожаных костюмах и шлемах.

При чем здесь алкоголики? Так называли в то время людей, употребляющих спирт для полезного дела: шоферы заливали его в баки машин вместо бензина и прекрасно ездили, причем абсолютно без запаха и дыма.

Спирт тогда получали, сбраживая отходы сельскохозяйственного производства, например, кукурузные стебли и початки, солому и даже древесные опилки…

Сырья для его производства было сколько угодно, и спирт стоил в два раза дешевле бензина. Правда, при запуске двигателей на спирту в холодную погоду возникали некоторые трудности. Но их шоферы научились успешно преодолевать. А в остальном спирт бензину не уступал.

Можно, конечно, возразить, что 1 кг бензина при сгорании выделяет 10 000 килокалорий, а спирт только 6000. Это так, но для сгорания спирта требуется меньше кислорода и потому на частичных нагрузках автомобильный двигатель работает более эффективно. Пробег автомобиля по трассе на литре спирта составляет 85 % от пробега на литре бензина, а при езде по городу и того больше. В общем езда на спирте получалась не только экологически более чистой, но и гораздо дешевле.

К сожалению, со временем в России был введен сухой закон, и продажу спирта запретили, так что вопрос о его использовании на транспорте отпал сам собой.

Такой завод на десять тонн биодизеля в сутки можно разместить на любой ферме.

…Но производить биотопливо можно даже в реакторе размером с холодильник.

В конце 1970-х годов в нашей стране был испытан оригинальный процесс использования спирта в автомобильном двигателе. Его не просто сжигали в цилиндре, а предварительно подогревали в присутствии катализатора, и он распадался на окись углерода и водород. Эти два газа, как известно, сами по себе прекрасное топливо, не дающее ни запаха ни дыма, а при их сгорании выделялось почти в два раза больше тепла, чем при сгорании спирта. Но, как вы, наверное, заметили, на разложение спирта требуется тепло. Если брать его от какого-либо топлива, то в процессе не будет никакого смысла. Однако наши ученые использовали бросовое тепло выхлопных газов того же двигателя и в результате получили автомобиль, который мог на литре спирта проехать больше, чем на литре бензина.

К сожалению, примеси, которые всегда есть в спирте, «отравляли» катализатор, и он очень быстро прекращал свою работу. Не удалось эту проблему решить и ученым других стран…

Еще один вид современного биотоплива – это газ, получающийся при брожении. В зависимости от используемых бактерий можно вести процесс брожения таким образом, что будет получаться чистый метан – прекрасное топливо для газовых плит. Несложная аппаратура позволяет получать его из любых практически сельскохозяйственных отходов.

Но вернемся к эксперименту, описанному в самом начале статьи.

Для опыта действительно можно использовать любое растительное масло. Но в промышленных масштабах выгоднее всего использовать рапсовое.

Рапс – это чрезвычайно урожайная культура, дающая до 100 кг масла с гектара. Если смешать тонну масла с 200 кг спирта и добавить в качестве катализатора ту же соду, то получится около тонны прекрасного дизельного топлива – рапсметилового эфира. Кроме того, в процессе производства получится около 200 кг глицерина. Биодизель в 2–3 раза дешевле солярки и пользуется на рынке огромным спросом. Любопытно, что при хорошей очистке получаемый глицерин стоит дороже, чем биодизель. Все это привело к тому, что в мире в производство такого биотоплива включается все больше фермерских хозяйств и сельскохозяйственных кооперативов, а в США и крупные фирмы.

Для производства биодизеля уже сегодня выпускаются установки, самые разные по мощности – от небольшого завода до крохотного реактора размером с холодильник.

А. ВАРГИН

Рисунки автора

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Серхэкономичный индикатор

(Продолжение. Начало см. в «ЮТ» № 1 за 2008 г.)

Блокинг-генератор – обратноходовый инвертор. Такой индикатор еще экономичнее двух ранее описанных. Что такое блокинг-генератор и как он работает, разберем по схеме первого, простейшего индикатора, показанной на рисунке 1.

Рис. 1

Его основные элементы – усилитель на транзисторе VT1 и трансформатор Тр1. Число витков основной обмотки, включенной в коллекторную цепь, должно быть в 3…4 раза больше, чем у обмотки обратной связи, включенной в цепь базы транзистора. Важна также полярность включения обмоток. Их начала (намотка в одну сторону) отмечены точками.

При включении питания ток заряда конденсатора С1 будет протекать через переход база-эмиттер транзистора и откроет его. Коллекторный ток, проходя через индуктивность обмотки трансформатора, будет линейно нарастать, а напряжение на коллекторе упадет почти до нуля. Этот импульс, переданный обмоткой обратной связи на базу транзистора, еще более его откроет. Процесс открывания транзистора происходит лавинообразно и очень быстро. Импульс закончится, когда либо зарядится конденсатор С1, либо магнитопровод трансформатора войдет в насыщение.

При этом напряжение на коллекторе начнет расти, это изменение будет передано на базу и закроет транзистор. Второй лавинообразный процесс приведет к быстрому и полному закрыванию транзистора. Генератор окажется заблокирован (отсюда и название) и не будет потреблять тока от источника питания до тех пор, пока не разрядится конденсатор С1 через большое сопротивление резистора R1. Постоянная времени R1C1 определяет длительность паузы. Таким образом, блокинг-генератор создает короткие импульсы с длинными паузами, что нам и нужно.

Однако амплитуда отрицательных импульсов на коллекторе транзистора примерно равна напряжению питания, и для питания светодиода (СД) они не подходят. Но после окончания импульса в индуктивности основной обмотки трансформатора осталась накопленная энергия! Если не принять мер, она вызовет огромный положительный всплеск напряжения на коллекторе транзистора и может даже пробить его.

Эту энергию и удобно использовать для питания СД. Во время самого импульса (прямого хода) СД не горит, поскольку включен в обратной полярности по отношению к импульсу. Положительный всплеск напряжения после импульса (обратный ход) откроет его, и энергия трансформатора будет передана в СД при том напряжении, при котором он загорится. Длительность свечения определяется накопленной энергией, она тем больше, чем ниже напряжение зажигания.

В радиотехнике, например, в блоках питания телевизоров и компьютеров, широко используют подобные (обратноходовые) преобразователи напряжения, но там они гораздо сложнее и мощнее. Их достоинство в том, что они могут работать в очень широком диапазоне входных напряжений, поддерживая стабильные напряжения на выходах. Телевизоры с такими блоками питания работают при напряжениях сети от 100 до 230 В без каких бы то ни было переключений.

Нежелание наматывать в трансформаторе катушку обратной связи побудило автора составить схему на двух транзисторах (рис. 2).

Рис. 2

Второй транзистор VT1 обратной структуры нужен для инвертирования импульса, поступающего с катушки L1 через конденсатор С1. Он открывается этим импульсом, и его коллекторный ток открывает транзистор VT2. В остальном генератор работает так же, как было описано. Поскольку усиление двух транзисторов больше, сопротивление R1 увеличено. Развязывающая цепочка R2C2 в обоих генераторах устраняет возможные помехи от них по цепи питания; в радиоприемнике это может быть важно.

Индуктивность катушки L1 может быть в пределах от 470 мкГн до нескольких миллигенри. С катушкой большой индуктивности СД HL1 мигает несколько ярче. Этот генератор легко возбуждается с любыми катушками – дросселями на железных и ферритовых сердечниках, с ДВ-катушкой на стержне магнитной антенны, с малогабаритными индуктивностями от импортных телевизоров, мониторов и компьютеров.

При самостоятельной намотке удобно использовать ферритовый сердечник-каркас, по форме напоминающий шпульку для ниток от швейной машинки. На него следует намотать 300…600 витков любого тонкого изолированного провода (автор так и сделал). Индикатор работает при напряжениях питания от 1,5 (один элемент) до 9…12 В, потребляемый ток – десятки микроампер! Он особенно экономичен при малых напряжениях питания: 1,5 В – 10 мкА, 3 В – 40 мкА.

СД во всех индикаторах можно использовать любые, но предпочтительнее сверхъяркие, особенно при низких питающих напряжениях – они ярче и еще заметнее.

Питание индикаторов свободной энергией.

Сверхэкономичные индикаторы, особенно на основе блокинг-генератора, потребляют так мало энергии, что позволяют использовать нетрадиционный источник питания. Им может служить даже заряженный конденсатор.

Если емкость конденсатора С2 (рис. 1 и 2) увеличить до нескольких тысяч, а лучше десятков тысяч микрофарад, включить индикатор, а потом отсоединить батарею, СД все равно будет мигать еще несколько часов или даже целую ночь. Если же использовать ионистор с емкостью в несколько фарад, то его заряда хватит на много суток. Такой индикатор вполне может имитировать работу охранного устройства на даче или в автомобиле (для отпугивания злоумышленников).

В развитие идеи интересно устроить подзарядку конденсатора от солнечных элементов или миниатюрного ветрогенератора, а то и от обоих этих устройств вместе. Подключать их надо через диоды, чтобы в темное время суток или при отсутствии ветра накопительный конденсатор не разряжался (рис. 3а).

Ветрогенератором послужит моторчик от плеера, магнитофона или электрической игрушки, надо только приделать к нему пропеллер из жести или пластмассы. Поворотное устройство не нужно, если установить ветрогенератор за окном или на балконе – ведь ветер не может дуть в стену дома или от нее, он всегда дует вдоль стены, следовательно, ось пропеллера должна быть параллельна стене. Направление же вращения не имеет значения, если использовать мостовой выпрямитель, автоматически обеспечивающий нужную полярность напряжения на выходе.

Автору показалось интереснее использовать для питания индикатора энергию радиоволн, которые приходят к нам со всех направлений от многочисленных радиостанций. Для этого нужна антенна – провод длиной не менее 10 м, протянутый от окна к соседнему дереву, например. Провод может быть любым, но лучше изолированным, тогда мокрые ветки не слишком снизят эффективность антенны. Поскольку мы собираемся принимать сигналы сразу всех радиостанций, никаких элементов настройки делать не нужно. Эксперименты показали, что эффективнее всего работает детектор, показанный на рисунке 3б.

По сути, это выпрямитель с удвоением напряжения, питаемый высокочастотным сигналом через емкость, в данном случае – через емкость антенны. Положительная полуволна ВЧ-тока проходит через диод VD1, а отрицательная – через VD2, в результате конденсатор С1 заряжается почти до удвоенной амплитуды входного сигнала. В ряде случаев полезно заземление – соединение любого выходного провода с трубами отопления, например. Иногда же достаточно и естественной емкостной связи выходных проводов с землей. Диоды можно использовать любые маломощные, но лучше германиевые Д2, Д9, Д18…20, Д311, ГД507. С ними детектор получается чувствительнее.

Известен этот детектор очень давно, чуть ли не с первых лет радиотехники, когда только появились первые кристаллические (полупроводниковые) диоды (1906…1911 г). Тем не менее, время от времени его «открывают» заново, каждый раз удивляясь высокой эффективности. Так, известный радиолюбитель Виктор Беседин из г. Тюмень описал его в статье о детекторном приемнике «Еще один…».

В серьезном НИИ, занимающемся однопроводными системами передачи энергии, устройство получило название «вилки Авраменко». Американский радиоинженер Тэйт, живущий в Калифорнии, присоединил к выходу подобного детектора самописец и много месяцев отслеживал уровень радиосигналов в эфире. Анализируя записи, ему удалось установить, что резкие ослабления сигналов предшествуют землетрясениям, на что он и получил патент США.

И, наконец, несколько лет назад автору прислал письмо школьник Василий из глухой белорусской деревеньки. Он сам придумал этот детектор и принимал на него несколько радиостанций!

Превратить детектор в радиоприемник несложно – надо просто подключить к его выходу высокоомные наушники, отключив на это время индикатор. Автор испытывал детектор (рис. 3б) с индикатором (рис. 2) на даче, где имелась наружная антенна длиной около 12 м (тонкий изолированный провод с привязанной гайкой на конце, закинутый из окна дома на ветку соседней березы). Индикатор мигал довольно ярко до часа ночи, пока работали московские радиостанции, но продолжал мигать и позже! Проверка наушниками показала наличие сигналов по крайней мере четырех радиостанций, двух с вещанием на русском языке и двух иностранных. Наблюдались «фединги» – периодические изменения силы сигнала – обычное явление при дальнем приеме. Напряжение на выходе, измеренное цифровым вольтметром, колебалось от 1 до 2,5 В. Попробуйте повторить эти эксперименты – они захватывающе интересны!

В. ПОЛЯКОВ, профессор