Помоги проекту - поделись книгой:
ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»
НАУКА ∙ ТЕХНИКА ∙ ФАНТАСТИКА ∙ САМОДЕЛКИ
№ 9 сентябрь 2013
Популярный детский и юношеский журнал.
Выходит один раз в месяц.
Издается с сентября 1956 года.
ВЫСТАВКИ
Юные техники на ВВЦ
В 57-м павильоне ВВЦ с большим успехом прошла очередная, XIII Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи — НТТМ. Свыше 1000 участников в возрасте от 6 до 30 лет представили около 600 экспонатов, проектов и разработок. Среди многих посетителей экспозицию осмотрел и наш специальный корреспондент Станислав Зигуненко. Вот что он, в частности, увидел…
Так назвала свою разработку студентка Ульяновского государственного педагогического университета Галина Федотова. И рассказала следующую историю.
— Мой папа все удивлялся: «Тебе бы мальчишкой родиться, а не девочкой»… Сколько я себя помню, мне интереснее было не в куклы играть, а в машинах разбираться. Стоило нам с ним куда-нибудь поехать, как я все спрашивала: «А это какая машина? Почему она так называется? Чем отличается?..»
Довольно рано Галина сама научилась управлять автомобилем, сдала на права и теперь не мыслит себе существования без машины. И уж конечно, ей, как и другим автомобилистам, досаждают бесконечные транспортные пробки.
— У нас у Ульяновске они особенно часто случаются на мосту через Волгу, — продолжила рассказ моя собеседница. — Вот как-то, сидя в такой пробке, я и задумалась: «А почему, собственно, я должна в такой ситуации наблюдать за окружающей обстановкой, лично трогать автомобиль с места, чтобы проехать всего несколько метров?.. В мире уже вовсю испытывают автомобили, способные ездить самостоятельно, многие машины штатно комплектуются системами безопасности и автоматической парковки. Будь аналогичная система в моей машине, я бы сейчас могла спокойно готовиться к семинару, лекции бы просматривала, не тратила бы зря время и нервную энергию.»
Тогда Галина стала прикидывать, из каких элементов должна состоять такая система, каким образом функционировать. Первым делом, конечно, автомобиль надо оснастить ультразвуковыми датчиками, которые бы определяли расстояние до впередиидущего автомобиля. И как только это расстояние увеличивается, система слежения должна дать команду на включение двигателя и передачи. Видимо, понадобится воздействие и на механизм руля для поворотов.
— Уже здесь, в Москве, мне дали еще один ценный совет, — улыбается Галина. — Учитывая специфику наших российских дорог, в проект надо обязательно включить еще и датчики, которые будут следить за ямами на дорожном полотне, чтобы сохранить подвеску.
Сделав все, что возможно, на макете, Галина теперь надеется, что ее разработка получит грант фонда «Умник» или еще какой-нибудь организации, чтобы она смогла довести свою разработку до стадии «железа». А там, кто знает, быть может, ее проектом заинтересуется и наша автомобильная промышленность…
Это изобретение было сделано в стенах студенческого конструкторского бюро «Авто», рассказал мне представитель Московского государственного индустриального университета, инженер первой категории Александр Оськин. Оригинальное транспортное средство состоит из обычной металлической трубы, на одном конце которой располагаются мотоциклетный двигатель и колесо от роликового конька, а на другом конце — поперечина, которая, упираясь в колени человека, служит точкой опоры. В качестве руля — роликовые коньки на ногах ездока. В итоге он может двигаться вперед со скоростью 25–30 км/ч.
— Мы назвали эту разработку мотометлой «Яга», как бы намекая на то, что пользователь восседает на данном агрегате, словно баба-яга на метле, — продолжал свой рассказ А. Оськин. — Опробовав мотометлу на практике, пришли к выводу, что данный вариант годится только для передвижения летом. А ведь покататься хочется и зимой тоже. В итоге вскоре появилась еще одна конструкция. Назвали ее ледолетом.
Отличие ледолета от мотометлы в том, что вместо роликового колеса на конце транспортного средства расположены диски, напоминающие по форме велосипедную звездочку, только с большим числом зубьев. Несколько скрепленных между собой дисков образовали колесо с шипами, которое дает возможность двигаться по льду без проскальзывания. А на ногах ездока соответственно коньки. Конструкция в зависимости от летнего или зимнего варианта весит 6…9 кг, легко складывается, что позволяет транспортировать ее в рюкзаке или сумке, ездить вместе с нею в общественном транспорте.
Такие устройства можно использовать для поездок на работу и в развлекательных целях. Например, ледолет вполне может пригодиться для экскурсий по льду озера или иного водоема в зимнее время. Подобные средства будут полезны и полиции — инспектор гораздо быстрее сможет прибыть на место ДТП, ему будет удобнее патрулировать улицы и парки. Работники заводов, складских помещений тоже гораздо быстрее смогут перемещаться от одного цеха к другому…
— Очень большую опасность для бойцов, участвующих в антитеррористических операциях, боевых действиях в полевых условиях, представляют мины-растяжки, которые очень трудно обнаружить в кустарнике и густой траве, — рассказал мне студент 4-го курса Тульского государственного университета Руслан Лисицын.
Для выполнения работ по разминированию взрывоопасных ловушек используются различные инструменты и подручные материалы. Довольно широко распространены комплекты разминирования КР-97. Однако они имеют массу до 30 кг, а потому их применяют в основном саперы, проводящие разминирование. Полевым бойцам постоянно таскать с собой такие тяжести несподручно.
Вот поэтому Руслан под руководством профессора В.А. Власова и придумал «Трал-1». Устройство представляет собой нечто вроде якоря-кошки на длинном лине. Выбрасывается такой блок массой 480 г с помощью подствольного гранатомета, на дульный срез он и надевается. В качестве средства доставки используется граната ВОГ-25 в инертном исполнении.
Испытания показали, что неплохо было бы придумать и еще более компактное устройство, которое бы монтировалось непосредственно на дульный срез автомата и выбрасывалось на несколько десятков метров после выстрела штатным боевым патроном калибра 5,45х39мм. Так на свет появился «Трал-2». Это совсем небольшой цилиндр с длинными раздвижными усами, имеющий сзади углубление, с помощью которого он надевается прямо на ствол автомата.
Выстрел — и вот уже трал в воздухе, а за ним тащится прочный линь. От удара о землю усы раздвигаются — и боец тащит трал назад, цепляя усами за растяжку. Взрыв — и одной мины уже нет. Новый выстрел — и разминирование продолжается.
— Особый интерес к радиационной безопасности у людей возникает после техногенных катастроф, — объясняет ученик 9-го класса из г. Сосновый Бор Ленинградской области Владислав Жуков. — Сначала после Чернобыля, а потом после аварии на «Фукусиме» паника заставила людей раскупить все дозиметры от Японии до Европы, цены на них сразу подскочили.
Однако постоянно носить с собой дорогие и немаленькие дозиметры людям надоедает, их оставляют дома, и в тот момент, когда вдруг понадобится замерить уровень радиации, прибора, как назло, под рукой нет. А ведь не секрет, что при покупке японских автомобилей и запчастей к ним можно нарваться и на те, что привезены из зараженной зоны. Периодически на рынках появляются грибы и ягоды из мест с повышенной радиацией. Время от времени в СМИ сообщают и о домах-новостройках с повышенным фоном. Проверка показывает, что на бетонные панели для этих домов пошло сырье с зараженных свалок и карьеров. Жить в таком доме смертельно опасно. Зная обо всем этом, Владислав вместе со своим руководителем М.С. Краско и задались целью создать устройства, которые были бы дешевле, компактнее и удобнее серийных.
Первое из них внешне очень похоже на обычный брелок для ключей. Оно может быть использовано и как брелок. Только внутри него нашлось место миниатюрному счетчику Гейгера СБМ-21, блоку питания и зуммеру. В нормальной обстановке счетчик выдает 2–4 щелчка в минуту. Если же уровень радиации превышает допустимую норму, частота щелчков возрастает до 40–60 в минуту, требуя немедленно покинуть опасное место.
Второе устройство представляет собой уже не индикатор, а измеритель радиации со щупом. Размерами оно с небольшой радиоприемник, включает в себя более чувствительный счетчик СБМ-20. Специальная программа подсчитывает импульсы счетчика, преобразует их в значение мощности дозы радиоактивного излучения и пересылает в смартфон. Программа доступна для различных платформ — Андроид, IOs, Windows. Кроме того, все измеренные значения привязываются по датчику GPS к конкретным точкам на карте местности и могут размещаться через Интернет на сайте. С помощью такого устройства можно проводить оперативный мониторинг радиоактивной обстановки любой местности и населенных пунктов.
И, наконец, дистанционный блок измерения радиации и температуры состоит из измерительного блока и ноутбука или планшета. Устройство непрерывно измеряет температуру и мощность дозы радиоактивного излучения, а также хранит и анализирует данные измерений. Блок измерения имеет герметичную конструкцию с питанием от обычных или солнечных батарей и беспроводной передачей данных.
Владислав смакетировал, изготовил и отладил опытные образцы. Он очень надеется, что его конструкциями заинтересуются отечественные производители. Ведь стоимость созданных им приборов как минимум на порядок дешевле стандартных отечественных и зарубежных аналогов.
— Вообще-то этот генератор придумал не я, а голландский ученый Р. Ван де Грааф, — сознался ученик 6-го «А» класса школы № 1861 «Загорье» из Москвы Артемий Белостоцкий.
Чтение книг по истории науки, а также научный руководитель Елена Сергеевна Гаврюшина помогли Артемию разобраться в принципах работы и устройстве электростатических машин. Выбрав подходящую схему, с помощью отца он стал строить подобные установки. Нынешняя, имеющая весьма фантастический вид, уже седьмая по счету.
Генератор предназначен для создания статического электрического заряда с напряжением до 100 000 В.
Работает он на принципе механического переноса электрических зарядов. Ему не нужны электронные схемы для создания высокого напряжения.
— При помощи генератора можно продемонстрировать интересные опыты, — рассказал Артемий. — Проводится электризация человеческого тела, устраиваются искусственные молнии, имитируется движение «искусственного спутника», создается ионный ветер, тлеющий разряд в разреженных газах…
Подробности тут таковы. Корпус генератора выполнен из пластиковой трубы диаметром 35 мм и длиной 500 мм. В трубе установлены 2 шкива. Нижний шкив, электропроводящий, сделан из пластика, покрытого фольгой. Верхний — диэлектрик из пластика. В верхней точке верхнего шкива размещена щетка коллектора, нижняя щетка соединена с заземленным основанием. Верхний электрод выполнен в виде большого пустотелого металлического шара. Нижний электрод-разрядник представляет собой гибкий провод в изоляции, заканчивающийся металлическим пустотелым шариком; он соединен с заземленным корпусом подставки устройства. Лента — носитель электрических зарядов — сделана из полиэтиленовой пленки и натянута между шкивами внутри пластиковой трубы-корпуса. Электродвигатель переменного тока мощностью 50 Вт присоединен к нижнему шкиву для приведения ленты в движение.
ИНФОРМАЦИЯ
ВСЕГО ЗА ТЫСЯЧНУЮ долю секунды позволяет обнаружить очаг взрыва метана уникальная оптико-электронная система, запатентованная сотрудниками Бийского технологического института, работающего при Алтайском государственном техническом университете. В основу схемы положены специальные датчики, установленные в шахте, которые реагируют исключительно на угольную пыль и метан, игнорируя иные фракции. Причем система не только молниеносно засекает очаг взрыва, но и выдает команду порошковому огнетушителю, полностью локализующему очаг.
По словам одного из разработчиков новой системы, Евгения Сытина, даже если в эпицентре зарождающегося взрыва окажется человек, его жизнь и здоровье будут в полной безопасности. «Самое худшее, что с ним случится, его обдаст порошком и слегка оглушит», — уверяет Сытин.
Датчики в комплекте с порошковой пушкой стоят около 190 тыс. рублей. Чтобы полностью оснастить таким оборудованием угольную шахту, потребуется около 2 млн. рублей. Не такая уж высокая цена за спасенные человеческие жизни.
Систему уже начали испытывать на нескольких шахтах в Новокузнецке.
НАЙДЕН ТУНГУССКИЙ МЕТЕОРИТ? Так, во всяком случае, полагает сотрудник Государственного минералогического музея РАН Андрей Злобин. В своей статье он описывает находку, которая предположительно связана с Тунгусским метеоритом. Свои поиски частей метеорита Злобин начал у известной Сусловской воронки, которая, по мнению специалистов, является местом, над которым взорвался Тунгусский болид.
После нескольких неудачных попыток обнаружить что-либо в воронке исследователь решил сменить зону поисков и обратил внимание на берега реки Хушмы, где, по его мнению, многие годы могли храниться фрагменты метеорита.
Именно там Злобин обнаружил три камня, которые, как он считает, с большой долей вероятности являются частями метеорита. О внеземном происхождении камней можно судить по специфическим вмятинам на поверхности камней. Они похожи на регмаглипты, появляющиеся во время движения тела в атмосфере.
ПОБЕДА В «МАТЧЕ ГИГАНТОВ» по спортивному программированию была недавно одержана университетской сборной России. Соперниками наших студентов из Московского и Санкт-Петербургского госуниверситетов, Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики, Уральского федерального университета и Московского физико-технического института были их коллеги из высших учебных заведений Китая.
За 5 часов команды решили около десятка задач различной сложности, которые к этим соревнованиям придумали специалисты ведущих университетов Польши. Жюри присудило победу нашим программистам.
Этот турнир, прошедший в Уральском федеральном университете, назвали репетицией чемпионата мира по программированию, который вскоре состоится в Санкт-Петербурге.
НОВАЯ ЖИЗНЬ СТАРЫХ ИДЕЙ
Возвращение биплана
Бипланами, как известно, назывались аэропланы, имевшие по две пары крыльев.
В начале ХХ века считалось, что такие летательные аппараты устойчивее держатся в воздухе и обладают лучшей маневренностью.
Мода на бипланы продержалась до начала Второй мировой войны, когда на первый план вышли самолеты не столько маневренные, сколько скоростные и высотные. А им лишняя пара плоскостей была уже ни к чему. Основную роль в авиации стали играть монопланы.
С появлением реактивных двигателей крылья монопланов стали еще и стреловидными. Никто уж, казалось, не помышлял о возвращении к бипланам.
Однако недавно исследователи Стэнфордского университета и Массачусетского технологического института смоделировали с помощью компьютера полет летательного аппарата с крылом Буземана и удивились тому, что увидели. Оказалось, что крыло, теоретически разработанное в середине ХХ века, может оказаться вполне востребованным к середине нынешнего столетия. Компьютер показал, что сверхзвуковой самолет с таким крылом не будет создавать ударную волну при преодолении звукового барьера.
Здесь самое время, видимо, внести необходимые пояснения. В 50-х годах ХХ века, когда к звуковому барьеру стали приближаться первые реактивные самолеты, немецкий аэродинамик Адольф Буземан предложил решить проблему преодоления звукового барьера с помощью двойного крыла. Он рассчитал, что при таком крыле происходит наложение ударных волн, образующихся от нижней и верхней плоскости, и их взаимное гашение. Кроме того, пограничный слой воздуха, обтекающий такое крыло, отличается меньшей температурой и давлением, что положительно сказывается на экономичности летательного аппарата.
Однако те же расчеты показали, что такое крыло должно иметь очень тонкий профиль, иначе его сопротивление будет очень большим. А столь тонкое крыло не обладает необходимой прочностью.
В итоге все пошло как пошло. И люди, живущие близ аэродромов, стали страдать от раскатов грома при ясном небе. Громкие хлопки, а то и громовые раскаты стали раздаваться всякий раз, как только очередной истребитель или бомбардировщик переходил звуковой барьер. Что же касается сверхзвуковых пассажирских самолетов типа «Конкорда», то им предписывалось переходить на сверхзвуковой режим уже над Атлантикой, удалившись от населенных территорий.
Теперь же, когда появились сверхпрочные материалы, оказывается, что этот недостаток сверхзвуковой авиации можно преодолеть, используя крыло Буземана. Аэродинамики с удвоенной энергией взялись за работу, но. Оказалось, что такое крыло необходимо настраивать, словно скрипку. То есть, говоря иначе, оно показывает свои замечательные качества лишь при строго определенной скорости полета. А если скорость чуть изменится, то крыло начинает давать сбои. Но ведь до выхода на крейсерский режим летательный аппарат должен еще взлететь и набрать высоту. На малых же скоростях полета подъемная сила крыла падала столь стремительно, что самолет мог попросту упасть. Поток воздуха, проходя через узкий зазор между парами плоскостей, резко тормозился, крыло как бы «задыхалось»!
Положение удалось исправить Жу Ху, сотруднику Стэнфордского университета. В 2009 году он написал диссертацию, где показал, как можно математически оптимизировать аэродинамические профили биплана Буземана. Еще три года работы понадобилось, чтобы Жу Ху вместе с Ци Ци Ваном выяснили, какую точно форму должны иметь крылья, чтобы самолет можно было построить на практике.
Ученые заметили, что для создания достаточной подъемной силы крыльев Буземана на дозвуке и трансзвуке нужно отполировать внутренние поверхности крыла до предела гладкости. Кроме того, необходимо изогнуть переднюю кромку каждой плоскости так, чтобы она слегка уходила вниз для нижней пары плоскостей и вверх — для верхней пары. Это приводит к засасыванию большого потока воздуха на несущие поверхности. Крылья получают подъемную силу, свойственную обычным самолетам. Сопротивление же на крейсерской скорости упало сразу вдвое.
Работа Жу Ху и Ци Ци Вана открывает дорогу в небо самолетам, которые будут скользить в облаках практически неслышно, расходуя, по крайней мере, вдвое меньше горючего, чем нынешние лайнеры.
Поделиться книгой: