Помоги проекту - поделись книгой:
ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ
№ 9 сентябрь 2000
Популярный детский и юношеский журнал.
Выходит один раз в месяц.
Издается с сентября 1956 года.
СОЗДАНО В РОССИИ
Вездесущая «Иволга»
Дороги России разве что ленивый не ругает. Но вот ведь незадача, в отличие от цивилизованной Европы у нас шоссе проложить можно далеко не всюду даже при большом желании. Стоит ли тянуть автостраду через бескрайние топи, тундру, расчищать ее затем от снежных заносов? Не проще ли использовать транспорт, которому нипочем бездорожье?!
Таким и представляется легкий многоцелевой десятиместный летающий катер-амфибия «Иволга-2», который разработан сотрудниками ЗАО «КОМЕТЭЛ» и изготовлен в цехах ЦНИИ «КОМЕТА» в Москве.
«По существующей классификации эта машина относится к аппаратам типа Б, а иначе — к экранолетам, — рассказывает главный конструктор Вячеслав Васильевич Колганов. — Аппарат имеет традиционную самолетную систему управления. Обычный полет происходит на высоте 1–1,5 м над волнами, достигающими 3–4 баллов. Но при необходимости — для перелета через мосты, над участками суши с застройкой — пилот может поднимать машину и выше, переходя в свободный полет».
Конечно, техника пилотирования экранолета отличается от управления, скажем, автомобилем. Однако она не намного сложнее и доступна водителю средней квалификации.
Аэродинамические исследования и продувка в аэродинамической трубе позволили оптимизировать компоновку экранолета, использовать наиболее перспективную схему — составное крыло. Концевые части центроплана малого удлинения переходят в поплавки. Консоли крыла — складывающиеся.
Поплавки, установленные по катамаранной схеме, имеют продольные и поперечные реданы. Такая геометрия обеспечивает хорошее гидродинамическое качество.
По бокам кабины расположены два двигателя мощностью по 150 л.с. Двигатели, оборудование и электросистема на «Иволге-2» использованы автомобильные — от автомобиля «Волга».
Мощность от мотора с помощью валов с карданными шарнирами передается на два четырехлопастных воздушных винта изменяемого шага диаметром 1,32 м, установленных в кольцевых каналах. Каналы и ступицы винтов закреплены шарнирно на поворотных горизонтальных пилонах.
На крейсерском режиме плоскости вращения воздушных винтов располагаются вертикально.
При взлете и посадке, в движении по суше плоскости устанавливаются наклонно таким образом, чтобы обеспечить подачу воздушной струи под центроплан. При отклонении щитков нагнетаемый воздушными винтами воздух под центропланом и создает воздушную подушку.
Конструкция «Иволги-2» выполнена на 40 % из стеклопластика — поплавки, кольцевые каналы, носовой обтекатель, кабина… Остальное — из дюралевых сплавов.
Экранолет может базироваться как на суше, так и на воде. И для него не требуется специальных причалов.
Учитывая сравнительно небольшую стоимость машины — при серийном производстве она будет стоить не дороже микроавтобуса, — «Иволга-2» может стать надежным транспортом для рыбаков, охотников, туристов, а в некоторых районах использоваться и в качестве личного транспорта.
ОСНОВНЫЕ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Максимальный стартовый вес… 3300 кг
Вес коммерческой нагрузки… 980 кг
Вес конструкции… 2450 кг
Экипаж… 1 человек
Количество пассажиров… 8 — 10
Скорость движения… до 240 км/ч
Дальность при максимальной коммерческой нагрузке… 1480 км
Осадка при плавании… 0,45 м
Допускаемое волнение моря… до 4 баллов
Габариты (длина-ширина-высота):
на марше… 15x12,5x4,7 м;
на рулении (консоли подняты)… 15x4,6x4,7 м
Создавалась «Иволга», как это у нас водится, не без трудностей. Главное — не было денег на проектирование и строительство опытного образца. Поэтому работа растянулась на добрый десяток лет. Лишь в 1995 году Колганову удалось добиться финансирования проекта на одном из космических предприятий.
И уже в конце 1997 года экранолет практически был готов. В августе 1998 года начались его испытания в Нагатинской бухте.
Первый этап летных испытаний осуществлял сам главный конструктор. Затем экранолет был перевезен в Иркутск для обкатки в зимних условиях на озере Байкал.
Полеты зимой 1999 года над озером, закованным льдом и занесенным снегом, показали, что «Иволга» работоспособна как летом, так и зимой. Огромный интерес к экранолету проявило Верхне-Ленское пароходство. У них короткая навигация — два или три месяца, а работы — море. Экранолеты для них — находка: ведь ледоход, ледостав, отмели и скованное льдом русло реки для такой машины — не помеха.
ИНФОРМАЦИЯ
ТКАНЬ-ЗАЩИТНИЦА. Сотрудники НИИ текстильных материалов разработали трикотаж, который способен предохранять от электромагнитных излучений. Дело в том, что структура необычного трикотажного полотна содержит наряду с традиционными текстильными нитями и тонкую проволоку из стального сплава с высоким содержанием никеля. В итоге костюм, сшитый из такой ткани, отражает до 70–90 процентов вредных излучений. Новая ткань предназначена для защитной одежды операторов ЭВМ, радистов, работников телецентров…
ГЛАВНОЕ, ЧТОБЫ ПОРВАЛОСЬ… Еще одна разработка сотрудников НИИ текстильных материалов — тканые амортизаторы. Они предназначены для защиты человека от ударных нагрузок при падении с большой высоты. С этой целью в страховочную веревку вставляется отрезок тканой ленты объемного строения. При резком рывке часть волокон этой ленты, изготовленных в виде петель, распускаются, поглощая энергию удара. Аналогичные системы могут быть использованы и для плавной остановки. Скажем, гоночных автомобилей, у которых отказали тормоза. а также самолетов, которые по каким-либо причинам очутились за пределами посадочной полосы.
ДОБРАЛИСЬ И ДО ЗАВТРАКОВ. Наконец-то свершилось! Сотрудники Института питания РАМН совместно со специалистами ООО «Алазани-Эдем» добрались до научного составления рационов школьного питания. Теперь-то уж ученые обеспечат «поступление в растущий детский организм необходимого для нормального развития количества калорий и незаменимых биологических веществ». Хорошо бы. чтобы завтраки были еще и вкусными. Впрочем, рационы имеют 25 вариантов, так что выбрать вроде есть из чего…
ЛЕГКИЙ, КАК… КАМЕНЬ?! Теперь из базальта научились делать даже вату. Камень расплавляют токами высокой частоты, а потом пропускают через расплавленную массу струи воздуха и облучают ультразвуковым полем. Ультразвук повышает тонкость базальтового волокна, и вата получается лучшего качества. Для чего она нужна? Да хотя бы в качестве теплоизоляционного материала при строительстве Хороша она и тем, что совершенно не горит, а вот тепло сохраняет ничуть не хуже, чем, например, опилки.
МИКРОБЫ ИЗ КОСМОСА оказались вполне полезны на Земле. К такому выводу пришли доктор биологических наук И. Улезло и его коллеги из Института биохимии имени А.Н.Баха и биофака МГУ. Им пришло в голову проанализировать микробный состав конденсата, который образуется на панелях приборов орбитальной станции «Мир» в результате жизнедеятельности экипажа. В итоге им удалось обнаружить бактерию, которая способна усваивать таков токсичное для человека вещество, как этиленгликоль. Тот самый, что входит в состав антифризов, тормозных жидкостей…
Проведя опыты с бактериями-«космонавтами», исследователи обнаружили, что они обладают удивительной способностью поглощать зловредный этиленгликоль, перерабатывая его в безвредные вещества.
Как именно эти бактерии оказались на борту космической станции, выяснить пока не удалось. Однако ученые полагают, что если поискать, то там отыщется и еще парочка-другая полезных микроорганизмов.
СЫРЬЕ — МОРСКАЯ ВОДА. Технологию переработки соленых вод разработали специалисты Института геохимии и аналитической химии имени В.И.Вернадского, используя новые безреагентные сорбционные, электросорбционные и мембранные фильтры. Из морской воды удается получить на выходе кристально чистую пресную воду и сами соли, которые могут быть использованы в качестве сырья для химической промышленности.
На ТЭЦ во Владивостоке построена первая ступень опытной установки, которая дает 240 куб. м пресной воды в сутки, а кроме того — 300 т карбоната магния высокой чистоты в год. И уже разработана техническая документация на строительство в 10 раз более производительной установки. Испытания показали, что отечественная технология примерно на 20–30 % превосходит по производительности аналогичную разработку Калифорнтского университета в США и обходится гораздо дешевле.
ОГНЕЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ для металлических и деревянных поверхностей изготавливает ЗАО «Научно-производственная фирма «Стройпрогресс — Новый век». Они созданы на основе базальта, обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и способны эффективно противостоять огню в течение 30–60 минут. Покрытия выпускаются разных видов в зависимости от материалов. на которые наносятся, и уже успешно себя зарекомендовали на станциях метрополитена в Москве, Минске, Екатеринбурге… Та же фирма выпускает также и теплоизоляционные маты, плиты на основе базальтовых волокон.
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
Аплодисменты как мера хаоса…
Представьте себя в концертном зале. Напряженная тишина. И вдруг она взрывается шквалом аплодисментов после выступления популярного певца или музыканта. Казалось бы, что в том удивительного? Для нас с вами ничего. Но, оказывается, физик с воображением может уловить в этом некую аналогию с… Большим взрывом!
Группа исследователей из США, Венгрии и Румынии к такому заключению и пришла, опубликовав недавно обстоятельную статью во всемирно известном научном журнале «Нейчур».
Итак, грянул шквал аплодисментов. Что происходит дальше?
Оказывается, это во многом зависит от того, где, в какой стране проходит концерт. Индивидуалисты американцы похлопают еще немного да и разойдутся. А вот европейцы, в особенности жители Восточной Европы, могут организовать и овацию. Это когда аплодирующие начинают как бы самоорганизовываться и принимаются хлопать в такт, синхронно.
Почему так происходит? Попытка проанализировать это явление привела к довольно любопытным результатам. Прежде всего оказалось, что математически модель синхронизации аплодисментов вписывается в так называемую модель спаренных осцилляторов. При этом исследователи выделили в аплодисментах две фазы. Первая, быстрая, наступает тотчас после окончания выступления артиста или даже с последними тактами музыкального произведения. Затем наступает очередь второй фазы. Частота хлопков снижается примерно наполовину, зато они приобретают строгую синхронность и могут продолжаться куда дольше первоначальных беспорядочных всплесков.
«В первой фазе каждый индивидуум ведет себя сообразно своему темпераменту, настроению и привычкам, — отмечают ученые. — А вот во второй фазе вариации ритмов практически равны нулю».
Когда к этому явлению применили математическую модель синхронизации, разработанную японским физиком Юшики Куромото, то она показала: если разброс ритмов весьма широк, как это бывает при быстрых аплодисментах, никакая синхронизация невозможна. Но стоит лишь темпу снизится, как в нем выделяется ведущая волна. Более того, в этих условиях синхронизация становится практически неизбежной.
«Возможно, мы имеем перед собой наиболее наглядный пример синхронизации ритмов в природе, — замечает по этому поводу преподаватель прикладной математики в Корнельском университете, профессор Стивен Строгат. — Но вообще синхронизация в природе — далеко не редкость. Первое, что мне приходит в голову, — мысль об организованной работе многих тысяч клеток пейсмейкеров в сердце, каждая из которых порождает свой электрический разряд».
Более того, синхронизация вообще присуща природе, и не только живой. Например, голландский математик, механик и астроном Христиан Гюйгенс, живший в XVII веке, отмечал, что колебания маятников в нескольких часах, висящих в одной комнате, довольно скоро приходят к единому ритму. Сам он, кстати изобретший маятниковые часы, объяснил их загадочное поведение тем обстоятельством, что вибрации передаются по стенам помещения и в конце концов приводят маятники в резонанс.
Но может ли сам собой навестись порядок в комнате подростка, где царит известный беспорядок? Вы скажете, что навряд ли, если, конечно, в ситуацию не вмешается некая высшая сила в лице, например, мамы, которая произведет генеральную уборку или заставит сделать то же своего сына.
О том же вроде говорит и второй закон термодинамики, который в общем случае гласит, что энтропия, то есть мера беспорядка, может только увеличиваться, но не уменьшаться.
И тем не менее, недавно ученые всерьез задумались о том, как при некоторых условиях хаос все-таки можно повернуть вспять…
«Вспомните хотя бы, как образовалась наша Вселенная, — пишут авторы статьи. — После Большого взрыва в ней царил настоящий хаос. Однако со временем все самоорганизовалось или структурировалось: из беспорядочного облака частиц и излучений образовалась материя, затем из нее конденсировались первые галактики, звездные и планетные системы. Наконец, образовались сами планеты, на которых, в свою очередь, зародилась высшая форма самоорганизации — жизнь и даже разум. (По крайней мере, хотя бы один наглядный пример тому мы имеем перед глазами.)».
Как это могло произойти?
Люди верующие говорят, что тут не обошлось без чуткого руководства всемогущей руки Всевышнего. Ученые-материалисты пытаются отыскать иное объяснение. Они полагают, что природе при некоторых условиях все-таки свойственна самоорганизация. В любом беспорядке, хаосе есть своя скрытая структура, надо только суметь ее обнаружить.
Вспомните хотя бы хрестоматийный пример из математики. Любую кривую можно разложить на ряд гармонических составляющих и описать их формулами. Стало быть, в мире заложено скрытое стремление к порядку, как в том примере с аплодисментами.
«Впрочем, — пишут авторы статьи в «Нейчуре», — можно в заключение отметить, что синхронизация аплодисментов длится не так уж долго и может быть вскоре нарушена. Но через некоторое время ритм синхронизуется снова. И так происходит несколько раз. Синхронизацию нарушают энтузиасты-анархисты, которым совместные аплодисменты кажутся недостаточным выражением их восторга, и они пытаются навязать толпе свой ритм. Но вскоре всеобщий порядок заставляет и их подчиниться»…
«Ритм аплодисментов может поддерживаться весьма долго лишь при полном отсутствии в зале энтузиастов, — добавляет один из авторов статьи — И. Барабаси, с большим трудом эмигрировавший в 1983 году из Румынии. Уж он-то помнит, какими овациями был вынужден награждать румынский народ диктатора Чаушеску и его семью. — Так что если бы Вселенная была действительно творением Господним, то в ней бы не происходили время от времени взрывы сверхновых, столкновения галактик и прочие безобразия. А так в природе, похоже, существуют свои анархисты»…
Вечное движение
Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые…
Козьма Прутков
Известно, что масло с водой не смешивается. Этим, к примеру, широко пользуются в энергетике. В трансформаторах предусмотрено, что проникающая туда влага скапливается отдельно от трансформаторного масла на дне бака, не портит изоляцию обмотки и легко удаляется через кран-пробку.
Другой пример такой многофазной системы — коктейли. В них каждый компонент занимает в станине свое место. Явление тоже всем до банальности знакомое. Не потому ли мало кто задумывается: а что там происходит на границе разнородных сред?
Между тем группа сотрудников Физического института им. П.Н.Лебедева под руководством Юрия Стойлова заинтересовалась именно этими пограничными областями. Правда, использовали они для экспериментов несколько иные, чем в коктейлях, составляющие. Это фтористые, фторуглеродные соединения, вода, камфара, этанол, бензол и некоторые другие вещества. Все эти несмешивающиеся жидкости обладают различным давлением насыщенного пара, скоростью испарения и величиной поверхностного натяжения.
Исследователи установили, что при особых условиях в таких «коктейлях» самопроизвольно образуются «капли» и «кольца» из вещества одной из компонент, которые начинают неограниченно долго вращаться в вертикальной плоскости. В отдельных случаях такие кольца вращаются и в горизонтальной плоскости. Причем вслед за ними те же движения могут выполнять и легкие бумажные кораблики, опущенные в кювету. Все описываемые движения происходят довольно медленно, со скоростью порядка сантиметров в секунду, а оцениваемая мощность, необходимая для поддержания вращения, — около одной стотысячной ватта. Для ГЭС, пожалуй, маловато, так ведь и масштабы-то атомные, не правда ли? Кроме того, наблюдается непрерывное волнение жидкости, дрожание воды и другие феномены.
Рис. 1.
Поделиться книгой: