Юный техник, 2010 № 08

СВЕТОФОРЫ И МАШИНЫ

«Давно известно, что в троллейбусах и трамваях при движении под уклон и торможении используют режим рекуперации. То есть электродвигатель начинает работать, как генератор, и полученная электроэнергия возвращается назад в электросеть. Но ведь «даровая» энергия на транспорте выделяется не только при торможении. Например, любая машина, будь то автобус, грузовик или легковушка, имеет определенную массу. И если поставить на трассе некую панель на пружинах или с пьезоэлементами, то, наезжая на эту панель, машина собственным весом будет вырабатывать электроэнергию, которую можно использовать, например, для работы светофора или подсветки дорожных знаков»…

Такое вот предложение содержится в письме Евгения Колесникова из Элисты. Мы же к нему можем добавить, что подобный преобразователь можно поставить не только на дороге, но и на самом автомобиле. Так, например, бельгийские микроэлектронщики недавно создали дешевый собиратель энергии, который может питать небольшой датчик.

Например, катится шина по дороге. При этом она неизбежно деформируется. Деформацию резины в принципе можно превратить в электричество и дать питание датчику, который будет следить за сцеплением шины с дорогой и сообщать об этом бортовому компьютеру.

А тот уж принимает меры для предотвращения аварии.

Для такого устройства исследователи из расположенного в бельгийском Левине Межуниверситетского микроэлектронного центра предложили в качестве пьезоэлектрика взять нитрид алюминия. Его наносят на платиновый электрод, а сверху накрывают алюминиевой пластиной и помещают в шину, выводя проводники на диск колеса.

«Такие собиратели легко делать в массовом количестве с помощью обычной технологии изготовления микросхем. Параметры же у него рекордные: выходное напряжение 60 мкВ, а оптимальная частота колебаний — всего 500 раз в секунду», — уверяют авторы разработки.

А какие еще способы получения и применения «даровой» энергии можете предложить вы? Ждем ваших писем!

НАШ ДОМ

Что, чем и как покрасить?

Такая проблема возникает всякий раз, когда приходит время ремонта квартиры, дома или дачи. Нужно только помнить, что краска или иное покрытие предназначены не только для красоты, но и для защиты строения или иного творения рук человеческих от капризов погоды, от коррозии и порчи.

На первое место по вредности надо, наверное, поставить ржавчину. Коррозии не могут противостоять даже такие уникальные творения человеческого гения, как Эйфелева башня в Париже или Шуховская башня на Шаболовке в Москве. А всего ежегодно ржавчина съедает продукцию десятка металлургических заводов. До конца коррозию победить так никому и не удается. Но продлить век металлических конструкций люди умеют. Здесь мы поговорим лишь о том, что приходится делать для защиты дома и его коммуникаций.

Пожалуй, в первую очередь стоит подумать о защите трубопроводов холодной и горячей воды, централизованного отопления, а также труб канализации. Сейчас все чаще такие трубы делают из полиэтилена, не боящегося ржавчины. Но там, где все еще стоят трубы металлические, приходится думать о защитных покрытиях.

В промышленных условиях трубопроводы защищают так. Многослойное покрытие чаще всего состоит из слоя грунтовки (битумной, например «Биом-2», битумно-полимерной типа «Ижоры»), нескольких слоев мастики (на основе того же материала), выполняющих армирующую функцию стеклохолста или стеклосетки и защитной полимерной (реже битумно-полимерной) обертки.

Но так изолируют чаще всего лишь трубопроводы общего пользования, где стоят трубы диаметров 10–12 см и более.

Согласитесь, домашние трубопроводы защищать таким образом весьма неудобно, да и ни к чему. Поэтому лучше просто красить трубы и батареи отопления специализированными красками. Например, специально для батарей продают краски, которые хорошо выдерживают повышенную температуру — ведь в морозы иной раз батареи нагреваются так, что к ним не притронуться. А вот для трубопроводов лучше подойдут краски с преобразователем ржавчины. Ими можно красить металлические поверхности, не зачищая их.

Вообще до недавнего времени наиболее распространены были два вида красок — масляные и эмалевые. Масляными было принято красить наружные поверхности, поскольку считается, что они лучше противостоят превратностям погоды. Эмали же использовали для внутренних работ. Эти краски быстро сохнут и дают ровную блестящую поверхность.

В наши дни все большее распространение получают акриловые краски — экологически чистые, без резкого запаха, с экономичным расходом, поскольку для покраски фасада дома, как правило, достаточно одного слоя краски. При этом краска подсыхает примерно через 4–6 часов, а ее полная полимеризация происходит в течение примерно месяца.

Работая с акриловыми красками, нужно, впрочем, знать некоторые тонкости. В средней полосе России для покраски фасадов нужно использовать морозостойкую модификацию акрила. Но это не значит, что даже морозостойкой краской можно красить фасад при -20 °C; покрытие на морозе просто растрескается. Покраску проводят при температуре не ниже +8 °C. Не стоит красить фасад и в жару, так как краска настолько быстро сохнет, что трудно прокрасить поверхность как следует.

Нужно также учитывать, что акриловые краски плохо сохнут при влажности более 80 %. Если идет моросящий дождик, то он будет попросту смывать акрил.

Да и вообще акриловая краска плохо ложится на влажные поверхности. Это относится прежде всего к древесине, которая вбирает в себя влагу, а потому долго сохнет. Для таких случаев предусмотрены специальные сильно проникающие грунтовки, которыми нужно перед покраской обработать поверхность и дать ей высохнуть.

Для каждого вида краски существует свой вид грунтовки, и лучше, если это будет продукт того же производителя, что и краска.

Кроме того, несмотря на наличие в большинстве акриловых красок противомикробных добавок, деревянные поверхности стоит дополнительно обработать фунгицидным раствором против микроорганизмов.

Сухие деревянные участки также требуют предварительной подготовки с помощью грунтовки, иначе после высыхания на поверхности поднимутся тонкие волоски дерева — акриловая краска за счет большого количества полимеров в своем составе образует сильное поверхностное натяжение.

Стоит также учитывать, что акриловые краски плохо совместимы с щелочными основаниями (бетон, штукатурка). Необходимо дать свежеотделанной стене выстояться; красить ее можно лишь спустя месяц-полтора после оштукатуривания.

Для неоштукатуренного бетона хороши акриловые краски на водной основе или на органических растворителях, имеющие стойкость к щелочам. Другие водные краски — водоэмульсионные — вытягивают щелочь из основания, что приводит к разрушению металлической арматуры и очень быстрому выцветанию окрашенной поверхности.

Акриловые краски хорошо защищают от коррозии армированный бетон, но малопригодны для окраски зданий с плохой гидроизоляцией фундамента, потому что не пропускают пары углекислого газа и быстро отслаиваются.

Что и в какой цвет красить? На вкус и цвет товарищей нет; у каждого свои предпочтения. Но вот вам некие общие рекомендации. Менее всего выцветают на солнце природные спокойные оттенки (зеленый, охра, коричневый), более всего подвержены выгоранию сложные тона (фиолетовый, лазурный, розовый).

При выборе будущего интерьера учитывайте характер освещения. Лампа накаливания, например, дает желтоватый свет, а люминесцентная — голубой. Любопытно, что при ярком свете мы лучше воспринимаем предметы теплых тонов, а при тусклом — холодных. Эго необходимо учитывать особенно при окраске гостиной и спальни.

Наиболее важным свойством цвета является его влияние на эмоции людей. В психологии есть целое направление, посвященное коррекции душевного состояния человека с помощью разных оттенков цвета. Например, если долго находиться в комнате, стены которой выкрашены в красный цвет, то может подскочить артериальное давление. А, скажем, в желто-оранжевой кухне улучшается аппетит. Приглушенные холодные оттенки расслабляют, их обычно рекомендуют для обустройства спален, а зеленый, благотворно влияющий на зрение, — для кабинетов и рабочих комнат.

Для дизайна жилого пространства важна и иллюзорность цвета. Он может визуально изменить конфигурацию помещения и его величину, способен зрительно утяжелять или облегчать форму предмета. Теплые краски воспринимаются человеческим глазом в первую очередь, отчего словно бы кажутся ближе, а холодные отдаляют объект от зрителя. Поэтому в интерьерах теплые тона используют для сужения пространства, а холодные — для расширения.

Если помещение небольшое и его окна выходят на север, то для создания уюта лучше использовать теплые оттенки. Но так как они визуально сжимают пространство, выбирайте светлые обои.

И наконец, несколько слов о том, чем красить — краскопультом, валиком или кистью.

Краскопульты обычно используют при покрытии больших поверхностей — например, стен или потолков. При этом лучше использовать водорастворимые краски, которые всегда можно развести водой до нужной консистенции. Однако имейте в виду, что только опытные маляры владеют краскопультом настолько виртуозно, что почти не разбрызгивают краску по округе. Валиком можно работать аккуратнее и при этом довольно быстро покрывать большие поверхности. Им обычно пользуются при окраске полов, стен и потолков.

А вот там, где требуется особая аккуратность, например при покраске оконных и дверных переплетов — лучше воспользоваться кистями разных размеров. Многие маляры при этом отдают предпочтение плоским кистям. Повернув такую кисть боком, можно аккуратно покрасить небольшой промежуток, а развернув широкой частью, — быстро прокрашивать обширные поверхности.

Не экономьте на кистях. Лучше купить более дорогие, но качественные кисти, которые верой и правдой послужат вам неоднократно, чем досадовать на себя, пытаясь работать кистью, которая мгновенно «лысеет», оставляя щетину на окрашиваемой поверхности.

После окончания работы обязательно хорошенько вымойте кисти в растворителе и высушите их. И тогда они прослужат вам не один год.

А. ПЕТРОВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

История компании Umarex тесно связана с историей компании Walther, оружие которой не нуждается в представлении. Еще в 1937 году один из сотрудников фирмы Walther по фамилии Рейм получил права на разработку пистолета, стреляющего холостыми патронами. Проект оказался удачным и лег в основу новой оружейной фирмы Umarex. А в 1993 году Umarex приобрела права на использование торговой марки Walther и стала ее владельцем.

Пневматический пистолет Walther СР99 Compact ориентирован на любителей стрельбы из пневматического оружия. Он изготовлен на высокотехнологичном оборудовании и достаточно прочен. От своего прототипа отличается укороченным стволом и рукояткой.

При стрельбе отрабатывается функция Blow-Back, имитирующая ход затвора автоматического пистолета: во время выстрела движется затворная рама, а также предусмотрена затворная задержка после окончания зарядов. Пистолет разрешен к продаже, но ТРЕБУЕТ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО соблюдения мер предосторожности.

Тактико-технические характеристики:

Тип пистолета… полуавтомат

Длина пистолета… 168 мм

Тип магазина… обойма

Емкость магазина… 18 пуль

Калибр… 4,5 мм

Скорость выстрела… до 102 м/с

Энергия выстрела… 3,27 дж

Вес пустого… 755 г

Вес в снаряженном состоянии… 810 г

Eclipse («Затмение») — судно во всех смыслах замечательное. Это, во-первых, самая большая в мире на момент спуска моторная яхта. Во-вторых, спроектирована она была во всемирно известном конструкторском бюро Хермидаса Атабейки (Hermidas Atabeyki), а своим дизайном обязана всемирно известной лондонской студии Terence Disdale Design Ltd. Наконец, построено судно на всемирно известной Гамбургской верфи Blohm+Voss.

Что касается оснащения, то и здесь, пожалуй, Eclipse в мире нет равных: яхта оборудована мини-подлодкой на 12 мест, системой предупреждения о ракетном нападении и ракетными установками, пуленепробиваемыми стеклами иллюминаторов, двумя вертолетами со взлетными площадками и ангарами, четырьмя прогулочными катерами, двадцатью моторными скутерами и даже фотосенсорами.

Кроме того, на яхте есть адмиральская каюта площадью 500 кв. м со сценой и роялем, палуба владельца длиной 56 м, 11 гостевых апартаментов и 15 кают класса «люкс», рассчитанных на 24 гостя, а также гимнастический зал с сауной, бассейн длиной 16 м, кинозал, дискотека и много чего еще.

Технические характеристики:

Длина… 170 м

Ширина… 21,5 м

Количество палуб… 9

Водоизмещение… 13 000 т

Движитель… 2 гребных вала и винта

Подруливающие устройства… 2

Крейсерская скорость… 22 узла

Максимальная скорость до 38 узлов

Корпус судна… сталь

Надстройки… алюминий

Экипаж и персонал… ок. 70 чел.

УНИВЕРСИТЕТЫ «ПБ»

Шаги к изобретению

В прошлом, номере мы начали печатать журнальный вариант книги патентного поверенного РФ, давнего друга нашего журнала А.П. Ефимочкина, в которой говорится о том, какие шаги нужно последовательно предпринять, чтобы мелькнувшая в вашей светлой голове идея превратилась в полноценное изобретение. Продолжаем публикацию.

ШАГ 7. АНАЛИЗ ПРЕДЫСТОРИИ

Проанализируйте этапы, предшествующие возникновению проблемы, выявите, откуда и почему она возникла. Возможно, что некоторые технологические операции повторяются (сборка, разборка, новая сборка и т. д.) и на одном из предшествующих этапов нарушаются требования, например, к чистоте поверхности, составляющих ингредиентов и т. п. Это может внести дополнительные сложности в технологический процесс (подготовка оснастки, требования по чистоте материалов и т. д.).

Возможно, проанализировав предысторию проблемы, вы сможете отыскать и причину возникновения дефекта.

ШАГ 8. ВЫДЕЛЕНИЕ ЗАДАЧИ

В реальной жизни четко сформулированных задач не существует. Они есть только в задачниках по математике или физике. Обычно любая проблема — техническая, общественная, социальная или экономическая — возникает перед нами как некоторая дискомфортная ситуация. Попробуйте вычленить из этой проблемы задачу (или задачи), которые надо решить в первую очередь.

Не доверяйте старым формулировкам. Они ошибочны. Если бы формулировка задачи была верной, то проблема была бы давно решена.

Выделив для себя первостепенные задачи, начинайте их анализировать, стараясь выделить среди них ту, которая наиболее полно отражает сущность проблемной ситуации и ее решение может быть реализовано, исходя из современных возможностей науки и техники.

После этого следует сформулировать конкретную задачу, в которой следует, с одной стороны, описать ситуацию, с другой — поставить цель.

Например, автомобиль нормально работает при скорости до 80 км/ч, а свыше в нем что-то начинает стучать.

Причин такого явления может быть несколько. Первая — большие щели в корпусе автомашины, обусловленные ее конструктивными особенностями или образовавшиеся после кузовного ремонта. Вторая — на автомашине установлены шины от разных производителей (одна с металлическим, другая — с синтетическим кордом). Третья — разбалансированы колеса. И т. д.

Как видим, одна проблема может быть следствием многих причин.

Еще пример. Каждую зиму в России снегопады обрывают электрические и телефонные провода. В этой ситуации сразу видна проблема, и можно сформулировать задачи для решения.

Не бойтесь фантастических предложений. Во-первых, это обедняет процесс решения, а во-вторых, при последующих этапах решения эти фантастические предложения могут оказаться реальными.

Предположим, вы хотели бы сделать так, чтобы снежинки при падении огибали провода. На первый взгляд, это предложение кажется фантастическим. Но этого и в самом деле можно добиться, если придать проводам электрический заряд противоположного знака, нежели заряды снежинок.

А можно ли сделать так, чтобы снежинки сами исчезали при падении на провода? А как сделать, чтобы провод сам сбрасывал с себя снежинки?.. Подумайте над этим сами.

Если вы создаете изобретение в одиночестве, то рекомендуется дать выявленным задачам «отстояться» и приступить к их анализу позднее. К этому моменту затухнут эмоции, четче проявятся все «за» и «против» и легче будет принимать решение по окончательному выбору одной задачи.

Если вы работаете в коллективе, то полученные задачи следует обсудить совместно с членами творческой группы.

Из всех выявленных задач следует выбрать ту, которая в большей степени отражает причину или может быть реализована минимальными средствами.

ШАГ 9. ИСКЛЮЧИТЕ ТЕРМИНЫ

Когда задача сформулирована, необходимо ее записать. Это необходимо для того, чтобы при решении устранить стереотипы, которые могут даже своими названиями намекать на известные решения.

Так, например, при слове «гайка» представляется шестигранник с внутренней резьбой. Заменив, к примеру, слово «гайка» на «крепежный элемент, фиксирующий элемент», вы можете прийти к решению закрепить вместе с гайкой какой-либо другой объект. При этом гайка будет выполнять две функции — крепежную и держателя другого элемента.