Помоги проекту - поделись книгой:
Системы, аккумулирующие энергию торможения, разработаны на основе двух технических принципов. Первая из них — гидравлическая, которая включает в себя трансмиссию, соединяющую колеса автомобиля с двигателем. При движении автомобиля двигатель вращает колеса с помощью этой трансмиссии и гидравлических двигателей, которые позволяют изменять число оборотов и крутящий момент колес, подобно тому, как это производится с помощью обычной трансмиссии.
При торможении двигатель автоматически отсоединяется. Специальная передача соединяет колеса с насосом, который нагнетает масло в большие гидравлические цилиндры, создает при этом нагрузку на колеса и тормозит автомобиль. При трогании и разгоне автомобиля это масло под давлением выпускается из гидроцилиндров в гидродвигатели и вращает колеса. Энергии масла, находящегося под давлением в цилиндрах, достаточно, чтобы разогнать автомобиль со стоянки до скорости 48 км/ч. Затем включается основной двигатель автомобиля, который вращает насос и гидродвигатели до момента следующей остановки. При разгоне автомобиля масло из баллона высокого давления протекает через гидродвигатель в два цилиндра низкого давления, где накапливается до следующего цикла торможения. Кроме экономии топлива, уменьшения шума и загрязнения воздуха, такая гидравлическая система резко снижает износ тормозной системы.
А вот англичане решили, что подобные системы могут оказаться весьма полезны и на железной дороге. Министерство транспорта Великобритании сделало заказ компании
Сейчас по железнодорожной линии уже курсируют 12 вагончиков в режиме опытной эксплуатации. Уже перевезено 100 000 человек. Вагоны проявили себя как очень надежные. Теперь решено ввести мини-поезда на маховиках на несколько линий и продлить эксперимент еще на пять лет.
Действует маховичная двигательная установка следующим образом. Двухлитровый двигатель внутреннего сгорания, который работает на пропане, приводит в движение маховик. Тот, в свою очередь, соединен гидравлической трансмиссией с передней ведущей осью. Предельная скорость вагона — 65 км/ч.
Компании
ШАРОХОД ТОЖЕ ПОШЕЛ…
Мы уже несколько раз рассказывали об идеях наших соотечественников, пытавшихся создать и шароходы. В 30-е годы прошлого века были попытки пустить шаропоезд особой грузоподъемности. А в 90-е годы наш читатель А. Волков предложил проект шарохода-вездехода для Арктики. Следующий шаг сделал болгарский изобретатель Казимир Асенов.
Транспортный шар под названием «
Кроме того, шар снабжен амортизаторами, благодаря чему человеку внутри будет комфортнее при езде по бездорожью. За прочность же самого шара тоже беспокоиться не стоит, поскольку изготовлен он из карбона и титана.
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Ядерная материя профессора Болонкина
В наши дни специалисты особое внимание стали обращать на нанотехнологии и получаемые с их помощью нано материалы. По это еще не все. Как полагает наш соотечественник, доктор технических наук, известный по работе в НАСА и научных лабораториях ВВС США, профессор Александр Александрович Болонкин, следующий шаг материаловедов — обращение к ядерной материи.
Как известно, любой материал в мире можно составить примерно из сотни атомов элементов, входящих в таблицу Д. И. Менделеева. Атом, в свою очередь, состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Ядро состоит из протонов и нейтронов, и количество протонов, нейтронов и электронов определяет тип атома и его свойства.
Размер атома — доли нанометра (нанометр — одна миллиардная доля метра, 10-9 м). Но размер ядра в нем еще в миллион раз меньше и равен нескольким фемтометрам (10-15 м). То есть практически все вещества состоят в основном из пустоты, в которой частицы материи связаны друг с другом ядерными и электромагнитными силами.
Развивающаяся в последние 15 лет нанотехнология занимается проектированием новых материалов из атомов и молекул. Главное ее достижение — это нанотрубки — искусственные волокна из графита, а также графен — тончайшая (в один атом) графитовая пленка. Они теоретически примерно в 10–50 раз прочнее стали. Но это предел прочности атомных материалов.
В 2008 году А. А. Болонкин разработал теорию проектирования материалов из ядер. Ядерные силы в миллионы раз больше атомных и молекулярных сил, и соответственно прочность ядерных материалов в миллионы раз выше прочности нанотрубок. Кроме того, ядерная материя как показывают расчеты, обладает удивительными свойствами, например, способностью не терять прочность при температуре в миллионы градусов.
Ядерная материя уже существует в природе на нейтронных звездах, напоминает исследователь. Но там она собрана в единый большой комок и очень тяжела. Ядерная материя профессора Болонкина, которую он еще именует АБ-материей — по первым буквам своего имени, — должна отличаться тем, что она будет производиться в виде ажурных конструкций — нитей, пленок, сеток, которые будут обладать фантастической прочностью.
«На поверхности нейтронных звезд давление равно нулю, — говорит профессор Болонкин. — Эго значит, что ядерная материя может существовать и в нашем мире. Известно, что протоны (частицы ядерной материи) ученые получают и используют в своих экспериментах. Надо научиться составлять из них ядерные конструкции…»
По мнению исследователя, ядерная материя должна также иметь почти нулевую теплоемкость и теплопроводность. Это следует из того, что обычные атомы не способны передать часть своей энергии плотной ядерной материи, как мячики пинг-понга не способны раскачать стальную стенку, ударяясь о нее. Кроме того, по его мнению ядерная материя абсолютна химически стабильна, а значит, может существовать практически вечно.
«Ядерная материя может быть практически невидимой, — добавляет профессор. — Ведь если расстояние между нитями АБ-материи в несколько раз больше, чем длина волны видимого света (400…800)х10-9 м, свет будет беспрепятственно проходить через такую конструкцию и она станет невидимой. Если автомобиль, самолет или космический корабль будет сделан из такого материала, вы будете видеть человека, но не будете видеть корабль, в котором он летит. Вместе с тем материал будет совершенно непроницаем для газов, жидкостей и твердых тел, поскольку ячейки сетки ядерной материи меньше расстояния между атомами — 10-10 м. Поэтому такая сетка может не только быть защитой от радиации, отравляющих газов, но также послужит надежной броней против пуль, снарядов и ракет. А кроме того, будет обладать сверхпроводимостью при обычных температурах, гигантской электрической прочностью, нулевым коэффициентом трения и многими еще удивительными свойствами.
Исходя из выше сказанного, получается, что из ядерной материи можно будет строить всевозможные механизмы, обладающие немыслимыми ныне свойствами. Так, к примеру, полагает профессор Болонкин, автомобиль, имеющий 2-граммовый маховик, сможет всю свою жизнь ездить на одной раскрутке. А самолет летать многие десятилетия, имея всего лишь 100-граммовый маховик. Космические корабли смогут развивать скорость в 10 тысяч раз больше, чем нынешние ракетные двигатели, и достигать скорости 0,1 от скорости света.
В общем, ядерная материя — практически идеальный материал, о котором можно только мечтать. Только пока неизвестно, как его можно создать. На нейтронных звездах получению такой материи способствует гигантское тяготение. Как его добиться в условиях нашей планеты?
При современном развитии науки и техники это кажется невозможным. Однако исследователь утверждает, что его задумка может быть осуществлена в скором будущем. Физики научились расщеплять ядра атомов на протоны и нейтроны, разгонять частицы до неимоверных скоростей и сталкивать их. И потому чего-то сверхъестественного при изготовлении АБ-материи не потребуется. По мнению профессора, все должно происходить примерно по той же технологии, по которой сейчас производятся микросхемы. Например, один из вариантов производства АБ-нитей и сеток может выглядеть так. «В вакуумный контейнер нужно с одной стороны поместить экран, своеобразную матрицу, в которую с противоположной стороны будут стрелять протонные и нейтронные пушки, — рассказывает профессор. — В свою очередь элементарные частицы станут дополнительно ускорять при помощи металлических сеток, на которые подадут необходимое напряжение. Оседая на матрице, протоны и нейтроны благодаря своей скорости смогут преодолеть электромагнитные силы, мешающие им сблизиться в обычных условиях. Подлетая друг к другу на минимальное расстояние, они сцепятся под воздействием ядерных сил, и уже мало что сможет их разъединить».
При этом, полагает ученый, можно будет создавать материю любого вида, достаточно только поместить перед матрицей специальную маску, пропускающую частицы в нужных местах, а в остальных — задерживающую их. Например, если производитель захочет создать материал, который сможет пропускать сквозь себя определенное вещество, то нужно сделать ячейку больше, чем молекула этого вещества. Так, мелкая рыбешка не застревает в сети, поставленной на более крупных сородичей, а проплывает сквозь нее. Единственное, что создаст преграду, — это нити, образующие сетку. И если толщину нити сделать меньше атома — например, в 100 раз, — такой материал будет очень полезен при создании сверхпрочной брони, а также для защиты от радиации.
Конечно, Александр Александрович Болонкин — личность известная. Он специалист в области авиации, космонавтики, математики и компьютерной техники. В СССР работал в самолетостроительном ОКБ имени O.K. Антонова, в ракетном ОКБ имени В.П. Глушко… После переезда в середине 80-х годов за океан преподавал в американских университетах, работал старшим научным сотрудником в НАСА, в научных лабораториях ВВС США. Он — автор более 170 научных трудов и книг, 17 запатентованных изобретений, половина из которых засекречены.
Он, к примеру, предложил теорию кабельного запуска кораблей и спутников и электростатического паруса, а также создания бессмертных Е-личностей путем объединения людей и компьютеров… Не менее интересны последние теоретические исследования профессора. Скажем, он разработал теорию получения любого количества энергии из миниатюрной черной дыры…
Что же касается экзотической ядерной материи, то сначала исследователь рассказал о ней своим коллегам по Корнеллскому университету. Физики признали идею хотя и любопытной, но спорной, годящейся пока лишь для фантастического романа.
Наши ученые тоже относятся к рассуждениям Болонкина с известной долей скептицизма. Например, по мнению доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией ядерной оптики НИИ ядерных проблем Белоруссии Виктора Тихомирова пока непонятно, как можно получать ядерную материю. Ведь ядра атомов в обычной материи соединяются в молекулы, объединяя свои электронные «облака». А как объединить одни «голые» ядра? Попытки воздействовать на них силой, то есть заставляя одни частицы сталкиваться с другими, разгоняя их в ускорителях, приводят к превращению одних атомов в другие и попутному появлению множества элементарных частиц, многие из которых живут лишь краткие мгновенья. Правда, при термоядерной реакции два ядра атома водорода могут превратиться в гелий. Но такая реакция синтеза, кроме прочего, чревата еще и термоядерным взрывом…
С тем, что процесс получения ядерной материи может оказаться сродни термоядерной реакции синтеза, согласен и доцент лаборатории фемтосекундной нанофотоники физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Сергей Магницкий. «Идея Александра Болонкина очень интересна, — полагает он. — Тем не менее, само формирование АБ-материи вызывает серьезные сомнения». Создавать ее нужно из нуклонов (протонов и нейтронов). Но известно, что в природе атомы тяжелых элементов, в которых около 100 нуклонов, очень нестабильны. Они быстро распадаются, едва успев образоваться. А профессор Болонкин предлагает делать материю из куда большего количества нуклонов. Как они смогут держаться вместе долгое время?.. Пока непонятно.
С ПОЛКИ АРХИВАРИУСА
Линейка для Луны
В 70-е годы прошлого столетия почти у каждого старшеклассника, студента и инженера была логарифмическая линейка. До появления калькуляторов именно на линейке ловким движением рук умелый человек перемножал и делил любые числа и извлекал квадратные и кубические корни, вычислял синусы и тангенсы… Это был столь необходимый инструмент, что космонавты его даже брали с собой на Луну.
Складывать числа столбиком, а уж тем более перемножать и делить их вручную на бумаге довольно муторное дело. Причем не только для школьников. Сохранилось любопытное свидетельство друга Исаака Ньютона, президента Королевского общества Сэмюэля Пипса, который писал, что встал в пять утра только для того, чтобы упорядочить свои расчеты, провести операции умножения…
Спас всех от мучительного сидения над расчетами шотландский математик Джон Непер, о котором немецкий астроном Иоганн Кеплер, много лет потративший на астрономические вычисления, отозвался так: «Некий шотландский барон, имени которого я не запомнил, выступил с блестящим достижением: он каждую задачу на умножение и деление превращает в чистое сложение и вычитание»…
Да и сам Непер отчетливо понимал важность своего труда. Изданный в 1614 году его «Канон о логарифмах» начинался так: «Осознав, что в математике нет ничего более скучного и утомительного, чем умножение, деление, извлечение квадратных и кубических корней, и что названные операции являются бесполезной тратой времени и неиссякаемым источником неуловимых ошибок, я решил найти простое и надежное средство, чтобы избавиться от них».
Так что логарифмы — головная боль старшеклассников — были придуманы для того, чтобы облегчить нам жизнь. Непер полагал, что это именно так. Он советовал: «Отбросьте числа, произведение, частное или корень которых необходимо найти, и возьмите вместо них такие, которые дадут тот же результат после сложения, вычитания и деления на два и на три».
Иными словами, используя логарифмы, умножение удалось упростить до сложения, деление превратить в вычитание, а извлечение квадратного и кубического корней — в деление на два и на три соответственно. Например, чтобы перемножить числа 3,8 и 6,61, определим с помощью таблицы и сложим их логарифмы: 0,58 + 0,82 = 1,4. Теперь найдем в таблице число, логарифм которого равен полученной сумме, и получим почти точное значение искомого произведения: 25,12.
Используя логарифмы, тот же И. Кеплер в начале XVII века рассчитал орбиту Марса, а потом и других планет, выведя, в конце концов, законы движения небесных тел по своим орбитам. Непер и в самом деле упростил многие вычисления. Однако для решения приходилось всегда иметь под рукой таблицы логарифмов. И тогда в 1620 году лондонский математик Эдмунд Гюнтер нанес на линейку шкалу, на которой положение каждого числа было пропорционально его логарифму. С тех пор для перемножения двух чисел достаточно стало зафиксировать циркулем расстояние от начала шкалы до первого сомножителя, а затем установить одну его ножку на втором сомножителе и прочитать число, на которое укажет другая ножка.
В 1622 году англиканский священник Уильям Отред, выпускник Итонской школы и Кембриджского королевского колледжа, отказался и от циркуля. Он расположил рядом две подвижные логарифмические шкалы и создал первую в мире логарифмическую линейку. Позднее он изготовил и ее круговой аналог. Отред не придавал особого значения своим изобретениям, а своих многочисленных учеников учил совершенно бесплатно. Этими качествами характера Отреда воспользовался в 1630 году один из его учеников. Ричард Деламейн напечатал статью о круговой логарифмической линейке, в которой объявил себя автором изобретения. Тут уж Отред разгневался и обрушился на Деламейна, упрекая того в заимствовании чужой идеи. Скандал длился много лет и затих лишь после смерти Деламейна.
Так или иначе, с появлением линейки Отреда логарифмические таблицы стали ненужными: чтобы перемножить два числа, достаточно было просто совместить цифры на шкалах и прочитать ответ. И все же, несмотря на портативность и удобство, логарифмическая линейка получила всеобщее признание только спустя два столетия. В 1850 году английский математик Август де Морган все еще удивлялся консервативности своих коллег: «Многие до сих пор жалеют несколько шиллингов на приобретение карманного устройства, облегчающего сложнейшие вычисления в сотни раз!»
В первой половине XIX века логарифмическая линейка была усовершенствована. В 1814 г. Питер Роджет представил Королевскому научному обществу линейку с двойной логарифмической шкалой, которая позволяла без труда вычислять дробные степени и корни (например, возводить 30,6 в степень 2,7).
Широкую известность логарифмической линейке принес 19-летний французский артиллерист Амадей Манхейм. В 1850 г. он выбрал четыре самые полезные шкалы и добавил бегунок (подвижный указатель, помогающий совмещать числовые отметки).
В 1921 г. лондонский инженер Отис Кинг вспомнил об опыте Отреда, свернул полутораметровую логарифмическую шкалу в спираль и нанес ее на поверхность стержня диаметром в один дюйм. Устройство обеспечивало точность до четырех знаков. Еще на порядок точнее была линейка Фуллера: цилиндр высотой 30 см обвивала 12-метровая шкала.
Во время Второй мировой войны для военно-воздушных сил США была изобретена особая логарифмическая линейка: в алюминиевый корпус с пластиковым бегунком вставлялись специализированные целлулоидные шкалы для расчета высоты, дальности полета и расхода горючего.
В 60-х годах XX века учащемуся инженерного колледжа, технического вуза нужно было пройти обязательный курс по пользованию логарифмической линейкой. Таким образом, благодаря двум скользящим планкам на свет появились знаменитые нью-йоркские небоскребы и телебашни, огромные плотины ГЭС, подвесные и арочные мосты, гидравлическая коробка передач, транзисторное радио, телевидение и авиалайнеры…
Создатель немецкой ракеты «Фау-2» и американской лунной ракеты-носителя «Сатурн-5» Вернер фон Браун пользовался относительно простой логарифмической линейкой немецкой фирмы
Наш знаменитый инженер-конструктор, основоположник практической космонавтики Сергей Павлович Королев и его коллеги использовали логарифмические линейки при проектировании первого в истории человечества искусственного спутника Земли и пилотируемого космического корабля «Восток-1».
Эра логарифмических линеек закончилась к концу 70-х годов XX века, когда в продажу поступили калькуляторы.
РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
Гипервинтовки суперснайперов
В книге Т. Грица «Меткие стрелки» рассказывается об истории снайперского искусства. Но поскольку книжка была издана в 1956 году, то рассказ в ней заканчивается по существу периодом Второй мировой войны. Что нового появилось с тех пор? Как изменилось с тех пор оружие снайперов?
Алексей Круглов, г. Самара
После Второй мировой войны, с появлением ядерного оружия массового поражения и ракет, многим стало казаться, что снайперы больше не нужны. Однако практика вьетнамской войны, Афганистана, Чечни и других локальных конфликтов показала, что это далеко не так. Разница лишь в том, что ныне в войсках появилось большое количество бронежилетов, которые не пробивают пули из обычных винтовок, особенно при стрельбе с больших расстояний. Пришлось вспомнить, что во время Великой Отечественной войны довольно широко применялись «бронебойки» — винтовки большого калибра, предназначенные для стрельбы по бронированным целям. На их основе и было разработано новое поколение снайперских винтовок для стрельбы на большие расстояния (порядка 1,5–2 км) и поражения защищенных целей.
Появился также новый вид спортивной стрельбы на дальние расстояния — бенчрест, для которого тоже необходимо специальное оружие. Что это за оружие, каковы его возможности и как его делают, давайте посмотрим на примере уникальной компании «Царь-пушка», которая до недавнего времени базировалась в г. Тарусе, неподалеку от Москвы.
Организовал эту фирму Владислав Лобаев — человек, имя которого известно специалистам. Поначалу он был сам классным стрелком, не раз участвовал в мировых первенствах по стрельбе на дальние расстояния, судил такие соревнования. И на своем опыте вскоре понял, как важно для победы иметь хорошую винтовку. А такие делали только в США.
Тогда он поехал в Америку, сумел пройти стажировку у Спиди Гонсалеса и Клэя Спенсера — мировых корифеев-оружейников, специализирующихся именно на таком оружии. Потом вернулся в Россию, назанимал денег у своих друзей-стрелков, купил за рубежом станки, инструмент для производства высокоточного оружия и основал компанию «Царь-пушка». Он даже сумел получить в Федеральном агентстве по промышленности соответствующую лицензию — случай небывалый в отечественной практике.
В немалой степени тому способствовали его знакомые из службы охраны президента и национальной ассоциации стрелков. Один из них рассказал, что еще во время Второй мировой войны появилась новая специальность — охотники на снайперов. Эти асы, суперснайперы, и потребовали создания для них специализированного снаряжения.
Отличие работы охотника за снайперами от действий самих снайперов заключается вот в чем. Снайперы обычно работают парами — один находит цель, определяет расстояние до нее и выдает координаты напарнику, который стреляет. При этом напарники, как правило, вольны в выборе жертв для своей «охоты», могут выждать соответствующий момент — вот пролетел вертолет, и в грохоте его мотора выстрела и не слышно. Причем, выстрелив один раз, снайпер тут же меняет позицию. Таким образом, чтобы поразить его, охотник за снайпером должен в считаные мгновенья выяснить, откуда произведен выстрел, выстрелить самому и в то же время уберечься от огня с противоположной стороны.
Поделиться книгой: