Юный техник, 2010 № 09

Ищу друзей по ICQ-переписке: 416149608 — пишите, буду рад знакомству.

КУРЬЕР «ЮТ»

Фестиваль роботов

На II Всероссийском фестивале робототехники съехались более 100 команд из 25 регионов России. Конкурсанты представили самодельных роботов, которые должны были отличаться не только оригинальным внешним видом, но и уметь проходить трассу с препятствиями за минимальное время.

Этот фестиваль — одно из крупнейших в России мероприятий в области инновационных технологий, робототехники и механотроники среди детей и молодежи. Программа направлена на выявление и обучение талантов в возрасте от 8 до 30 лет, которые интересуются проблемами робототехники.

В ходе фестиваля для участников и зрителей были проведены соревнования роботов по движению по трассе на скорость, турнир по теннису и другие виды состязаний, показана фотовыставка работ участников общероссийской Программы «Робототехника»; прошли мастер-классы для студентов и молодых специалистов…

В рамках направления «Инновации и предпринимательство были представлены проекты и состоялось награждение победителей программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (УМНИК).

Авторы 30 лучших проектов получили возможность бесплатно принять участие в выставке НТТМ-2010.

В рамках направления «Профессиональная робототехника» состоялись соревнования «Дефиле», где роботы преодолевали на время заданную трассу, и «Навигация», где оценивалась способность робота ориентироваться по сигналам спутников. Самым умным был признан робот, собранный командой МАДИ. Кроме того, членам десяти лучших команд по итогам соревнований были вручены сертификаты-приглашения на участие в смене «Инновации и техническое творчество» форума «Селигер-2010». Три лучшие команды получат также возможность в сентябре бесплатно посетить Японию в рамках межправительственной программы молодежного обмена.

Наконец, в рамках направления «Общая робототехника» прошел национальный отборочный этап World Robot Olympiad, победители которого примут участие в финале на Филиппинах в ноябре 2010 года.

Последняя проверка роботов перед стартом.

«Готовы?.. Стартуем»

Роботы — участники соревнований по теннису.

Кстати…

РОБОТЫ СПОРИЛИ, КТО УМНЕЕ…

Параллельно с Фестивалем робототехники студенты и молодые ученые из России, Украины и Белоруссии представляли свои оригинальные разработки, практические навыки, общались с коллегами и в рамках Международного форума «Роботы — 2010».

Одной из самых перспективных конструкций был признан робот-марсоход, созданный студентами Московского государственного университета приборостроения и информатики (МГУПИ). По словам Александра Кузнецова из научно-конструкторского бюро МГУПИ робот принимает участие в имитациях высадки на Марс, официально используется в программе «Марс-500». Предполагается, что когда-нибудь марсоход будет передвигаться по поверхности планеты, устанавливать датчики и собирать образцы для анализа.

Кроме того, свои достижения демонстрировали студенты других ведущих технических вузов России, молодые ученые из Белоруссии и Украины, а также ученики московских школ.

Изобретатели из Санкт-Петербургского госуниверситета показали, как работает робот-парковщик. С виду это обычная тележка, однако она умеет самостоятельно заехать на стоянку перед «магазином».

Студент шестого курса Московского энергетического института Алексей Костин представил модель робота, который может использоваться при сварочных работах.

Пока что, наклоняя «руку» над доской для игры в шашки, механизм перемещает фигурки по клеткам. «К следующему году робот уже сможет сыграть в шашки с человеком», — пообещал Алексей.

Студенты Брестского государственного технического университета привезли с собой команду роботов-футболистов. «В игровых условиях мы отрабатываем взаимодействие группы роботов — это уже совершенно новый уровень, которым наука начала заниматься совсем недавно», — сказал по этому поводу аспирант Белорусской академии наук Григорий Прокопович.

РАЗБЕРЕМСЯ, НЕ ТОРОПЯСЬ…

По примеру Карлсона

«Предлагаю снабдить каждого человека индивидуальным пропеллером с моторчиком, примерно таким же, как был у всем известного Карлсона. Тогда, между прочим, мы избавились бы не только от транспортных пробок на улицах, но и от лифтов в домах»….

Такое вот письмо прислал когда-то в «Патентное бюро» 4-классник Алексей Орлов из Тулы. Назвать это изобретением, увы, нельзя, ведь никакого технического решения Алексей не предложил. Но повод для разговора есть.

Если посмотреть на двигатель Карлсона взглядом специалиста, получится примерно следующее: Карлсон имел летательный аппарат индивидуального пользования вертолетного типа. Снаряженная масса около 3 кг, максимальная грузоподъемность 50 кг, тип двигателя поршневой, четырехтактный, использует в качестве топлива сахаристые углеводороды (варенье), расход топлива 3 л на полет, максимальная скорость — около 10 км/ч.

Теперь, отталкиваясь от этой модели, давайте поищем аналоги подобных устройств в арсенале современных конструкторов.

Начнем, с ракеты

Оказывается, при создании индивидуальных летательных аппаратов конструкторы прежде всего обратили внимание на ракеты. Так, еще в 1965 году легендарный шпион Джеймс Бонд в исполнении киноактера Шона Коннери продемонстрировал полет с помощью ракетного ранца. Причем такое устройство было вполне реальным.

Называлось оно Small Rocket Lift Device («маленькое ракетное подъемное устройство»), сокращенно SLRD.

Создал его еще в 1958 году инженер компании Bell Aerospace Уэнделл Мур. В качестве топлива SLRD использовал перекись водорода. В камере сгорания она соединялась с катализатором и, разогревшись до 700 °C, создавала реактивную струю, которая и поднимала одетого в термозащитный костюм пилота в воздух.

Первым испытателем аппарата был сам автор. Ему удалось подняться на высоту 4,5 м и маневрировать в течение 18 секунд. Немного, конечно, но ведь и автомобили начинали не с 1000-километровых пробегов.

В 60-х годах ранец имел большой успех у публики. Его показывали на выставках, снимали в фильмах, с ним устраивали разные шоу. Только не покупали, поскольку изобретатель просил за свое детище 150 000 долларов. В итоге последний раз SLRD продемонстрировали в 1984 году на открытии Олимпийских игр в Лос-Анджелесе, после чего сдали в музей Нью-Йоркского университета, где он хранится и поныне.

В начале 90-х годов американские инженеры Лэрри Стэнли и Бред Баркер создали новую версию ранца Мура — RB 2000 Rocket Belt. Их аппарат мог летать уже 30 секунд и развивал при этом скорость до 160 км/ч. Однако опасность и скоротечность таких полетов привела к тому, что и поныне ракетные ранцы считают редкой экзотикой.

Персональные геликоптеры.

Иное дело — вертолет, рассчитанный на одного человека. Таких конструкций, начиная с 60-х годов, тоже создавалось немало. И дело в конце концов дошло до того, что в декабре 2000 года американский инженер Майкл Мошье продемонстрировал разработанный им индивидуальный вертолет SoloTrek. Масса аппарата 150 кг, высота — 2,5 м. Бензиновый двигатель вращает два пропеллера над головой пилота, который находится в вертикальном положении и маневрирует в воздухе с помощью двух ручек управления.

В перспективе Мошье собирался оснастить «Солотрек» навигационным оборудованием и креслом-катапультой с парашютом.

Уже через год, 18 декабря 2001 года, аппарат прошел первые испытания. Он поднялся на 60 см и парил в воздухе 19 секунд. Экспертам этого показалось явно недостаточно, и они хотели прекратить финансирование проекта. Однако Мошье доработал конструкцию, и весной 2005 года успешно прошли испытания его четвертой версии, носящей название Springtail EFV-4A.

Теперь изобретатель предлагает свой аппарат киностудиям и паркам развлечений. Военные в качестве заказчиков тоже не исключаются: для них разработана специальная версия — Springtail XVC-4.

Индивидуальные летательные аппараты:

1 — проект Леонардо да Винчи

2 — вертолет Ка-8;

3, 4, 5 — вертолет «Соло-трек» и его модификации.

Впрочем, Майкл Мошье и его конструкция — не единственные в своем роде. Немецкому конструктору-одиночке Андреасу Петзольдту недавно удалось разработать конструкцию газотурбинного монокоптера, который, считают эксперты, наиболее близок к тому, чтобы стать массовым.

Двигатель этого 30-килограммового летательного аппарата ранцевого типа содержит в себе камеру сгорания из титана, снабженную 12 инжекторами, впрыскивающими топливо. Поддерживающий работу турбины компрессор вращается со скоростью 1100 оборотов в секунду.

По расчетам изобретателя, одной заправки авиационным топливом хватит монокоптеру примерно на 20 минут свободного полета. Стендовые испытания модели прошли успешно, однако подниматься на аппарате в воздух пока рановато: у монокоптера недоработаны системы управления и поддержания устойчивости.

А параплан-то лучше…

Здесь, видимо, самое время вспомнить, что в 70-е годы XX века американские инженеры пытались создать для терпящих бедствие пилотов оригинальное спасательное средство — кресло-вертолет. В случае необходимости пилот катапультировался, как обычно. Только вместо традиционного парашютного купола над ним раскрывался вертолетный ротор. Раскрутившись потоком набегающего воздуха, он замедлял падение кресла с пилотом. После этого переходил в рабочее положение, и включался небольшой реактивный двигатель за спиной пилота, и тот мог до посадки улететь километров на восемьдесят, развивая скорость до 200 км/ч.

Как вариант этого устройства рассматривалась и конструкция кресла-самолета. После катапультирования стабилизирующий парашют вытягивал из спинки кресла телескопическую балку, на которой размещались раздвижные киль и стабилизатор. После этого из кресла выдвигались плоскости крыла. Далее спереди надувался обтекатель, а под креслом начинал работать реактивный двигатель.

Так выглядит аппарат Карлсона — параплан — в наши дни.

Обе конструкции прошли предварительные летные испытания, но в серию так и не пошли. Уж слишком капризны они оказались — обычный парашют куда надежнее.

«А нельзя ли еще к парашюту приделать пропеллер с моторчиком?..» Именно эта идея и привела к созданию в конце XX века параплана. Сейчас такие конструкции изготовляются серийно и стоят относительно недорого.

Например, парамотор «Пегас» вместе с пропеллером и куполом типа «летающее крыло» весит 27 кг и имеет мощность 25 л.с.

Навесив такую конструкцию на спину, словно рюкзак, парапланерист включает мотор, раздувает купол, разгоняется и взлетает, развивая скорость 20–30 км/ч.

…Получается, что с конструкцией Карлсона современные инженеры пока тягаться не могут, кое-чего добиться им все же удалось. Летать над транспортными пробками уже есть на чем. Вот только как-то трудно представить, что бабушки и мамы с колясками будут выпархивать из окон многоэтажек на парапланах. Так что лифты, наверное, из домов исчезнут еще не скоро…

Андрей СЕВЕРЦЕВ

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Бабочка и самолет

Говорят, люди научились летать, наблюдая за птицами. Однако не будем забывать и еще об одной разновидности замечательных летунов. Это насекомые. Не могут ли они подсказать современным ученым и инженерам, как усовершенствовать летательные аппараты, все еще уступающие по маневренности, экономичности и другим параметрам природным летунам?

Вот что рассказал нам об этом бионик Игорь КОВАЛЕВ, ученик замечательного советского исследователя полетов насекомых, кандидата биологических наук Ольги Михайловны Бочаровой-Месснер.