Юный техник, 2009 № 02

Работы В.А. Грачева были замечены и оценены даже в Кремле. Их создатель был удостоен Сталинской премии.

После окончания военных действий с подачи маршала Жукова, ставшего к тому времени министром обороны, при заводе ЗИС, переименованном потом в ЗИЛ, было организовано специализированное КБ внедорожных машин. Возглавил его В.А. Грачев. И всего за полтора месяца выдал «на гора» конструкцию нового вездехода ЗИЛ-167.

В 60-е годы ХХ века В.А. Грачевым и его сотрудниками были разработаны уникальнейшие машины. На стенде в КБ можно увидеть, например, фото плавающее го вездехода с реактивным двигателем, который позволял машине прямо из воды взбираться на самый крутой, обрывистый берег. А самолетное шасси, опять-таки позаимствованное у авиаторов, помогло создать вездеход, способный буквально разворачиваться «на пятке». Тогда же был создан и плавающий автомобиль, которому и по сию пору принадлежит рекорд скорости движения по воде среди машин такого класса.

МАЗ-543 стал первым в семействе советских ракетовозов.

Но, пожалуй, главное достижение КБ Грачева — создание серии ракетовозов — машин, способных перевозить самые разные ракеты, вплоть до самых тяжелых, межконтинентальных. И запускались они прямо с автомобильного шасси.

Не случайно именно эти ракетовозы больше всего фотографировали военные атташе иностранных посольств во время парадов на Красной площади.

Решение задачи пришлось по существу начинать с нуля. Хотя бы потому, что и сами ракеты лишь сравнительно недавно появились на вооружении ведущих стран мира. Серийное производство этих машин было решено передать на Минский автозавод, уже имевший опыт производства большегрузных самосвалов.

Впрочем, в Минске имелись к тому времени и свои разработки. Первая работа созданного в 1954 году на МАЗе Специального конструкторского бюро (СКББ1) — одноосный тягач МАЗ-529. Он использовался в комплекте со скрепером, при собственной массе 9 тонн он мог буксировать 25-тонный прицеп.

Главным конструктором нового подразделения, образованного для разработки многоосных полноприводных тяжеловесов, стал Борис Львович Шапошник. До войны он работал главным конструктором столичного ЗИЛа, а затем возглавлял УльЗИС (позже УАЗ).

Опытный конструктор собрал вокруг себя талантливых специалистов. Благодаря им новые автомобили смогли похвастаться целым набором технических новшеств. Так, здесь впервые в СССР был реализован привод типа «мотор-колесо», когда электродвигатель размещался непосредственно в самой колесной ступице.

Первым серьезным достижением СКБ-1 (позже МЗКТ) стал четырехосный МАЗ-535 со всеми ведущими колесами. Он появился на свет в 1957 году и был предназначен для буксировки 10-тонных артиллерийских систем. Это был первый в СССР тягач с гидромеханической трансмиссией. Правда, переключение передач было еще полуавтоматическим: водитель, а не автомат управления выбирал, какую передачу включить.

Двенадцатиосный ракетовоз МАЗ-7907 можно назвать самым внушительным тягачом Советского Союза. У него было 24 ведущих колеса, 16 из них управляемые, а в движение он приводился от танкового газотурбинного мотора мощностью 1250 л.с.

МАЗ-79221, созданный для перевозки ракетного комплекса «Тополь-М», — один из самых грузоподъемных серийных тягачей. Он рассчитан на перевозку 80 тонн груза по бездорожью.

Для лучшей проходимости и лучшего маневрирования конструкторы применили независимую торсионную подвеску колес. Машина также имела централизованную подкачку шин, рекордное количество дифференциалов (их было 7!), оригинальные конструкции рамы, рулевого механизма и тормозной системы.

Чуть позже автомобильные конструкторы начали вплотную сотрудничать с создателями ракет. Первой подобной разработкой стал четырехосный МАЗ-543, созданный для пусковой установки первой советской твердотопливной оперативно-тактической ракеты «Темп». На основе этого автомобиля было разработано целое семейство советских ракетовозов.

Так, скажем, экспериментальный тягач в виде 6-осного МАЗ-7904 имел полную массу 360 т, а грузоподъемность — 220 т. Но поскольку в СССР тогда не выпускали шины, способные выдерживать колоссальные нагрузки, приходившиеся на каждую ось этой машины, на первых порах тягач ездил на гигантских шинах японского производства Bridgestone диаметром 3,1 м.

Не нашлось в стране и подходящего автомобильного дизеля. Поэтому машина была оборудована не одним, а сразу двумя моторами. Первый, судовой (1500 л.с.), приводил в движение колеса через две гидромеханические передачи, тогда как второй, обычный 330-сильный дизель использовался для привода вспомогательного оборудования. Для проекта «Целина» в 1984 году изготовили два восьмиосных автомобиля МАЗ-7906 со всеми ведущими колесами, а годом позже — еще два 12-осных МАЗ-7907. На этих машинах использовали уже отечественные шины диаметром 2 и 1,66 м. Они были рассчитаны на меньшие нагрузки по сравнению с шинами на МАЗ-7904, но эти тягачи имели меньшую грузоподъемность (150 т) и большее число колес.

Еще одна особенность ракетовозов заключалась в том, что они имели по 2 раздельные двухместные кабины. В одной сидели водитель-механик и его дублер, в другой — командир экипажа со своим дублером. Ракета находилась между кабинами, что позволяло уменьшить общую высоту машины.

Сами кабины впервые в отечественной практике стали делать из стеклопластика. Они не ржавели, были легче металлических. К тому же двухслойная кабина оказалась настолько прочной, что была способна выдерживать ударную волну от ядерного взрыва. На тот же случай были предусмотрены и специальные фотохромные стекла. При взрыве они становились непрозрачными, защищая экипаж от яркой вспышки.

С ростом веса ракет военным требовались и все более мощные тягачи с большей грузоподъемностью. Поэтому вскоре началось производство 6-осного МАЗ-547. А для появившегося позже комплекса «Тополь» было сконструировано 7-осное шасси МАЗ-7912 с колесной формулой 14x12.

При создании 8-осного шасси МЗКТ-7923 конструкторы отказались от традиционного привода с огромным количеством карданных валов, использовав поначалу гидропривод. Но испытания показали его малый КПД и надежность. Так что от гидравлики вскоре тоже отказались, применив вместо нее электропривод.

Колесная формула 8x8 — восемь колес, и все ведущие — вызывает уважение у людей знающих. Между тем, МЗКТ еще серийно выпускает тягачи с колесными формулами 10x10, 12x12 и 16x16. Более того, на территории завода можно увидеть МАЗ-7907. Этот тягач имеет 24 колеса, и все они ведущие. Приводит их в действие танковая газовая турбина ГТД-1250 мощностью 1250 л.с. Она раскручивает внушительных размеров электрогенератор, который снабжает энергией 24 электромотора — по одному на каждое колесо.

Поскольку машина так и не была принята на вооружение, она долгое время стояла без дела. Лишь однажды тягач покинул свое место: в 90-х годах прошлого века заводчан попросили помочь перевезти 88-тонный теплоход с реки Березины за 250 км на озеро Нарычь.

Машину, более десяти лет простоявшую без движения, быстро реанимировали, запустили газовую турбину, проверили исправность приводов колес. Работали не все из них, так что тягач отправился в путь на 20 ведущих. И сделал порученное дело, хотя в процессе перевозки вышли из строя еще несколько электродвигателей. Так что, как видите, машина была спроектирована с солидным запасом прочности.

…После распада СССР переделанные для гражданских целей тягачи МЗКТ довольно быстро были востребованы в нефтегазовой области, в строительстве и других областях. Стали продавать бывшие секретные тягачи и за рубеж. Например, транспортеры танков МЗКТ-74135 покупают сейчас в Объединенные Арабские Эмираты. Именно эти машины арабские специалисты предпочли тягачам более известных западных автокомпаний.

Разработка конструкции была произведена новосибирскими специалистами из НИИ комплектного оборудования. Мощный газотурбинный двигатель заимствовали у танка Т-80, модернизировав его для работы с генератором. А для электромоторов использовали масляное охлаждение.

Ныне Минский завод колесной техники собирает по территории всего СНГ выпущенные некогда им машины. Их отреставрируют и создадут на их базе единственный в своем роде музей ракетовозов. Так что любителям уникальных автомобилей в Минске будет на что посмотреть.

Г. МАЛЬЦЕВ

ПРЕМИИ

Белок, но зеленый… да еще светится!

«Он живой… Он светится!..» — потрясенно воскликнул Дениска из рассказа Виктора Другунского, впервые увидев светлячка. Но тайна живого свечения заинтересует и вполне взрослых людей.

Нобелевской премии в 2008 году удостоены работающие в США японец Осаму Симомура (Лаборатория морской биологии штата Массачусетс), американцы Мартин Чалфи (Колумбийский университет, Нью-Йорк) и Роджер Тсиен (Калифорнийский университет, Сан-Диего) за «открытие и применение различных форм зеленого флуоресцентного белка».

Так уж повелось, что Нобелевские премии довольно часто присуждают за «дела давно минувших лет». О том, что светлячки и гнилушки светятся в темноте, известно испокон века. Ученые называют это явление флуоресценцией (от названия светящегося минерала флюорит) или люминесценцией (от латинского слова luminis — «свет»).

Кроме того, даром свечения обладают еще и некоторые разновидности морских медуз. Об этом писали еще древние греки, но лишь в 1962 году было обнаружено, что за свечение медузы Aequorea victoria отвечает белок GFP (green fluorescent protein), который светится зеленым после облучения его светом с определенной длиной волны.

Структура белка GFP.

Именно этот белок и открыл Осаму Симомура, которому в год награждения исполнилось 80 лет. И путь его к получению премии был на редкость долгим. Еще в середине 500х годов прошлого века, работая ассистентом в Нагойском университете, он начал изучать механизм свечения некоторых моллюсков. Точнее, даже не самих моллюсков, а их останков.

В чем здесь дело, к тому времени пытались выяснить уже несколько коллективов американских биологов, но безуспешно. И лишь Симомура сумел выделить в 1956 году из останков моллюска Cypridina белок, светящийся почти в 40 000 раз ярче, чем сам моллюск.

Эту работу Симомуры увенчала докторская степень.

Следующим объектом исследований он выбрал медузу Aequorea Victoria. Изучив десятки тысяч особей этого студнеобразного животного, в 1962 году он выделил тот самый белок GFP, который и принес ему впоследствии Нобелевскую премию. Кроме того, он предположил, что этот белок содержит хромофорный (цветообразующий) центр, а потому, в отличие от других белков, для проявления биолюминесценции не нуждается в каких-либо дополнительных веществах. Чтобы увидеть свечение, достаточно подсветить его ультрафиолетом или видимым синим светом.

Спустя полтора десятка лет исследования зеленого белка продолжил Мартин Чалфи.

Ученый в то время занимался исследованиями любимого объекта микробиологов — червячка Caernorr habditis elegans, прозрачного существа длиной всего лишь в 1 мм. Червячок интересен биологам тем, что состоит всего лишь примерно из тысячи клеток, однако имеет мозг и несколько генов, совпадающих с человеческими. И на нем очень удобно ставить эксперименты по генетике.

А чтобы ход и результаты опытов выглядели нагляднее, Чалфи сообразил, что белком GFP можно пометить различные клетки червя и по свечению следить за их функционированием «в режиме реального времени». Причем, желая иметь белок GFP все время под рукой в нужных количествах, Чалфи догадался использовать для производства «живую фабрику» — знакомую многим биохимикам бактерию Escherichia coli. В итоге исследователи получили своеобразную метку, «фонарик», мерцание которого позволяло легко проследить за течением процессов в клеточных структурах.

Далее работу продолжил Роджер Тсиен из Калифорнийского университета, который выявил детально механизм зеленого окрашивания. Он также определил формулы всех 238 аминокислот, образующих хромофорный центр, и важную роль трех аминокислот под номерами 65–67 в проявлении флуоресценции.

Понимание всех тонкостей позволило Тсиену модифицировать GFP таким образом, что флуоресценция стала более продолжительной. Кроме того, ученый и его коллеги смогли получить белки с флуоресценцией не только зеленого, но и других цветов.

В этой работе, кстати, принимали участие и российские ученые — Михаил Матц и Сергей Лукьянов.

Матц ныне работает профессором в Техасском университете (г. Остин, США), но связанные с белком GFP исследования он провел в России, в Институте биоорганической химии РАН, под руководством заведующего лабораторией, члена-корреспондента РАН Сергея Лукьянова. В итоге нашими учеными из коралловых полипов класса Anthozoa были выделены гены шести новых флуоресцентных белков, дающие, кроме прочее го, и красное свечение.

Казалось бы, логично было наградить всех, кто так или иначе участвовал в выявлении механизма свечения с помощью белка GFP и его аналогов. Но правила Нобелевского комитета строги: за одну работу премию могут получить не более трех человек. А потому за чертой призеров остались не только Михаил Матц и Сергей Лукьянов, но и некоторые другие исследователи, в частности, американец из Алабамы Дуглас Прешер.

Последний утверждает, что в 1992 году первым выделил ген, который позволяет медузам светиться в темноте. Однако ему пришлось остановить свои исследования после того, как иссякли выделенные на них деньги.

Дальнейшие попытки найти источники финансирования оказались безуспешными, и Дуглас передал плоды своей работы двум другим ученым, которые вместе с японским исследователем Осаму Симомурой и получили за это открытие Нобелевскую премию.

Какую же практическую пользу могут принести результаты работы новоявленных нобелевских лауреатов?

Не так давно ученые Эдинбургского университета (Шотландия) вставили ген медузы в картофель. В итоге получилось растение, которое светится в ультрафиолетовых лучах. Конечно, светящуюся картошку вряд ли кто захочет есть. Впрочем, генетики на то и не претендуют. Они полагают, что такую картошку имеет смысл высаживать по краям поля, где она будет выполнять роль своеобразного датчика, сигнализируя об испытываемой собратьями жажде.

В 1997 году токийские ученые внедрили светящийся ген подопытным мышам, чтобы было удобнее изучать процесс распространения в организме новых лекарственных препаратов для лечения онкологических заболеваний. Используются светящиеся гены в качестве маркеров и в ряде других научных исследований. Скажем, тот же ген медузы недавно был внедрен в геном примата. В результате эксперимента на свет появилась макака, которую назвали Энди. Это совершенно здоровое, резвое и смышленое существо, у которого слегка зеленоватые ногти, а шерсть отливает изумрудом в ультрафиолетовой подсветке. Это первый эксперимент с родственным человеку существом. Зачем он, собственно, потребовался? Опять-таки ген медузы служит своеобразным маркером, который легко обнаруживается с помощью ультрафиолетового облучения.

Самих же «светящихся» макак исследователи намерены использовать в качестве своеобразных моделей, на которых они будут рассматривать течение тех или иных болезней, свойственных и человеку. Скажем, в обезьяну будет дополнительно внедрен еще и ген болезни Альтцгеймера. Или ген диабета. Или ген рака. И, рассмотрев в подробностях течение болезни, исследователи надеются выработать действенные лекарства против неизлечимых сегодня заболеваний.

С. НИКОЛАЕВ

Кстати…

ВИРУСЫ-МОНТАЖНИКИ

Электроника становится все миниатюрнее, пора уменьшить и источники ее питания. Шаг в этом направлении попытались сделать инженеры из Массачусетского технологического института (США). Они обучили вирусы профессии монтажников и заставили их собирать сверхминиатюрные батарейки, которые могут поспорить по размерам с элементами микросхем.

Вирусы, паразитирующие не на человеке, а на бактериях, называются бактериофагами. Белковая оболочка бактериофага М13 имеет в поперечнике около 800 нанометров. Внутри находится ДНК с планом строения бактериофага. Ученые смогли изменить этот план так, чтобы изготавливаемая по нему белковая оболочка стала притягивать к себе частицы золота и оксида кобальта.

Для этого бактериофаги вместе с бактериями, на которых они паразитируют, помещают в раствор с коллоидными частицами золота и оксида кобальта. Вирусы начинают размножаться по новому плану, и через некоторое время на дне сосуда с раствором вырастает тончайшая пленка из бактериофагов в металлической оболочке. Эту пленку используют в качестве анода (положительного электрода) батарейки.

Катод же состоит из литиевой фольги, а между ними, как в обычном литиево-ионном элементе, — полужидкий слой электролита. Но в дальнейшем ученые намерены заставить бактериофаги делать и катод. Такую батарейку, закрепленную непосредственно на микросхеме, можно будет заряжать, как любой литиево-ионный аккумулятор.

УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!

На пути к совершенству

Некоторые ученые считают, что эволюция живых существ на нашей планете продолжается. В частности, в последнее время появились сообщения о так называемых детях индиго — представителях нового вида человечества, во всем превосходящих обычных людей. Действительно ли мы становимся свидетелями появления нового вида — «хомо футурис»? С таким вопросом мы обратились к доктору биологических наук, ведущему научному сотруднику Палеонтологического института РАН Александру Владимировичу МАРКОВУ. Но разговор получился шире — об эволюции вообще.

— В свое время всем нам говорили, что труд создал из обезьяны человека. Почему же тогда человекообразные обезьяны — они ведь сегодня трудятся: копают землю палками, чтобы добыть вкусные коренья, разбивают камнями твердую скорлупу орехов — не превращаются в людей?

— По современным представлениям, труд был едва ли не главным фактором, направлявшим эволюцию наших предков. Современные человекообразные обезьяны пошли другим путем, у них выработались иные адаптации. А сейчас уже упущено время: ниша человека занята.

Недавно один японский исследователь опубликовал статью, где этот вопрос разбирается на генетическом уровне. Он провел тщательный анализ генов обонятельных рецепторов шести видов позвоночных — лягушки, курицы, утконоса, опоссума, собаки и мыши. Среди прочего подтвердилась известное правило: если мы что-то обретаем, то обязательно что-то утрачиваем. В данном случае исследователи проследили, как постепенно улучшалось обоняние у наземных позвоночных.

А.В. Марков на рабочем месте.