Юный техник, 2014 № 07

Г. МАЛЬЦЕВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Компактный хэтчбек Opel Adam (Германия,2013 год)

Первая информация об автомобиле появилась в июле 2011 года, а в апреле 2012 года фирма Opel подтвердила, что готовит к выпуску новый переднеприводной городской автомобиль.

Автомобиль может оснащаться 7-дюймовым дисплеем, подогревом руля, 6 подушками безопасности, системой автоматической парковки и слежения за слепыми зонами, системой стабилизации, системой старт/стоп, кондиционером, а также 16-дюймовыми колесными дисками. Производить Adam начали на заводе в Айзенахе, Германия, в конце 2012 года. Доступны 3 комплектации — Jam, Glam и Slam.

Технические характеристики:

Длина автомобиля… 3,698 м

Ширина… 1,966 м

Высота… 1,484 м

Колесная база… 2,311 м

Колея передних/задних колес… 1,472/1,464 м

Снаряженная масса… 1,086 т

Допустимая полная масса… 1,455 т

Объем двигателя… 1229 см3

Мощность… 70 л.с.

Максимальная скорость… 165 км/ч

Время разгона с места до 100 км/ч… 14,9 с

Объем топливного бака… 38 л

Средний условный расход топлива… 5,3 л/100 км

В городе… 7,1 л/100 км

На трассе… 4,2 л/100 км

Объем багажника мин./макс… 170/663 л

Радиолокационная станция РЛС 96Л6Е «Всевысотный обнаружитель» (Россия, 2005 год)

В мае 2014 года в Подмосковье установлены 5 экземпляров РЛС 96Л6Е. Эти радиолокационные станции предназначены для обнаружения и измерения координат различных целей (азимут, угол места, дальность) и передачи этих данных системам наведения.

РЛС 96Л6Е автоматически выдает информацию о находящихся в воздухе самолетах, крылатых ракетах, в том числе изготовленных по технологии «Стелс», причем за счет работы в широком диапазоне частот, РЛС эффективна для обнаружения не только высотных целей, но даже тех, что летят на предельно малой высоте, например, в условиях лесной или пересеченной местности.

РЛС умеет распознавать 4 класса целей — самолеты, вертолеты, ДПЛА и ракеты. Срок ее службы до первого капитального ремонта — не менее 10 лет, ресурс работы — 12 000 часов.

Тактико-технические характеристики:

Диапазон частот… С (4…8 ГГц)

Диапазон дальностей обнаружения целей… 5.300 км

Зоны обзора по азимуту… 3600

Зона обзора по углу места… 0.200

Определение скорости цели… от 30 до 1200 м/с

Количество сопровождаемых целей… до 100

Рабочая температура… ±50 °C

Численность боевого расчета… до 3 чел.

СВОИМИ РУКАМИ

Солнечные часы

Если в солнечный день воткнуть вертикально палку в землю или в снег, то по тени, повернувшись лицом на север и считая, что перед вами импровизированный циферблат с цифрой 12 на вершине, можно примерно определить, который час.

Проще, казалось бы, не придумать.

Однако, если поразмыслить, солнечные часы на поверку оказываются намного сложнее механических. Ведь в работе их «механизма» участвует взаимное движение Земли и Солнца. Да и само устройство гномона за прошедшие тысячелетия заметно усложнилось. Судите сами…

Солнечные часы упоминаются даже в Библии. Причем там имеется в виду вполне конкретный гномон — указатель, построенный в Иерусалиме при царе Ахазе, в VIII веке до н. э. Правда, до наших дней он не сохранился. А потому одними из самых древних солнечных часов считаются найденные при раскопках в захоронении Наут (Ирландия). Они датируются 5000 годом до н. э.

Совершенствованием солнечных часов занимались величайшие ученые Эллады — Анаксимандр, Анаксимен, Евдокс, Аристарх. Причем, поскольку у древних народов не было деления суток на 24 равные части, то на 12 часов они делили световой день, от рассвета до захода солнца. В результате, поскольку в разное время года длина светового дня неодинакова, то и час получался разным по длительности.

Солнечные часы с индикацией приливов-отливов в порту.

Самые простые солнечные часы устроены так. Шест-гномон должен быть направлен на Северный полюс мира, иначе говоря — быть параллельным земной оси. Циферблат часов располагается перпендикулярно гномону. При этом плоскость, в которой Солнце путешествует по небу вокруг нашей планеты, также окажется перпендикулярной гномону и параллельной циферблату. А это значит, что тень от гномона будет путешествовать по циферблату равномерно в течение светового дня, каждый час проходя по 15 градусов. Солнечные часы такой конструкции называются экваториальными, так как их циферблат параллелен экватору.

Поскольку мы с вами живем не на экваторе, то в наших краях диск циферблата надо устанавливать в такой плоскости, чтобы ее угол к горизонтали равнялся географической широте места.

Направление на Северный полюс мира можно отыскать ночью по Полярной звезде. Будьте внимательны: направление гномона нельзя точно определить по компасу, потому что положения Северного магнитного полюса Земли и ее географического полюса не совпадают. Кроме того, на Земле существует множество магнитных аномалий: благодаря содержащимся в горной породе металлам, в некоторых уголках планеты погрешность компаса превышает 15 градусов.

Если вы посмотрите специальную литературу, то убедитесь, что за прошедшие тысячелетия конструкцию солнечных часов усовершенствовали настолько, что они стали, пожалуй, сложнее обычных механических. Для начала расскажем, как выйти из положения, если вдруг на прогулке выяснится, что вы забыли часы с мобильником дома, и определить, который час, подручными средствами.

Подобно древним, давайте будем считать, что за сутки Солнце делает полный оборот вокруг Земли (хотя, как пишут в учебниках, все наоборот — это наша планета крутится вокруг своей оси, но это сейчас не играет роли) за сутки, то есть за 24 часа. Значит, 360 градусов (это полный круг) делим на 24 часа — получаем 15 градусов за 1 час.

Отыскав более-менее ровное место, освещенное солнцем, втыкаете в землю шест-стрелку и размечаете вокруг нее «циферблат» — рисуете окружность и делите ее пополам, разделяя тем самым ваши солнечные часы на 12-часовые сектора. Потом еще раз делите эти половинки на две части и получаете 6-часовые сектора. Снова делите их пополам — получаете 3-часовые сектора. Остается поделить каждый оставшийся сектор на три равные части и получить часовые отрезки.

Став лицом на север, по тени, отбрасываемой шестом на нашем циферблате, можно определить, который час.

1. Солнечные часы, изготовленные Кэйт Понд в 1991 году, установлены в канадском городе Квебеке. В дни равноденствия солнечная тень ложится точно вдоль правой опоры… И все, больше никакой индикации.

2. Гномоном этих солнечных часов в Бельгии служит опора вантового моста.

3. Эти цилиндрические солнечные часы встречают посетителей при входе в парк развлечений.

Голландский мастер Вилли Ландер сделал солнечные часы из стакана.

А теперь часы посложнее. Как они выглядят, вы можете увидеть на приведенных иллюстрациях. Согласитесь, построить такие солнечные часы не представляет особого труда. Между тем они могут стать украшением вашего дачного или приусадебного участка.

Для примера мы будем ссылаться на солнечные часы, которые предназначены для работы на широтах, близких к 45 градусам. Ну, а вам, возможно, придется подкорректировать ваш чертеж, использовав специальный калькулятор на сайте http://hilaroad.com/camp/projects/sundial/sundial_calculator/sundial_calculator.htm или набрать в строке любой поисковой системы: Sundial Hour Line Calculator

Итак, чтобы построить и настроить ваши солнечные часы, для начала отыщите на участке открытое место, куда светит солнце от рассвета до заката и не падает тень от построек, деревьев или кустарников.

По компасу установите циферблат ваших солнечных часов так, чтобы его 12-часовая отметка была направлена на север. Закрепите диск на месте. Вечером, когда покажутся звезды, найдите на небе Полярную звезду и направьте верхушку гномона точно на нее.

С утра довершите настройку. Посмотрев на ваши обычные или электронные часы, поверните диск солнечных таким образом, чтобы показания обоих часов совпали. На фото вы видите, что они показывают 11:00 утра.

Учтите, что солнечные часы лучше всего работают при установке с учетом зимнего и летнего времени на данной широте. И время при этом они будут показывать именно вашей широты, а не декретное, смещенное на час или два, как это ныне практикуется в нашей стране. Так что придется вносить еще поправку на час или два.

В заключение нашего рассказа несколько слов об изобретении английского математика Уильяма Отреда, который ухитрился создать даже, карманные солнечные часы. Они сделаны из плотной чертежной бумаги или тонкого картона и состоят из двух перпендикулярных другу друг колец — экваториального и меридианного — и гномона-указателя.

Перенесите прилагаемый чертеж (лучше в увеличенном вдвое масштабе) на плотную бумагу и аккуратно вырежьте. На меридианном кольце нанесена шкала широт. Пользователь должен выбрать широту места, где он находится, и подвесить как раз на этой отметке кольцо на шнурке или пальце. Подвижный ползунок надо установить в соответствии с датой данного дня. Затем медленно поворачивайте часы вокруг вертикальной оси, пока на циферблате не появится точка.

В этот момент меридианное кольцо окажется сориентированным на север, а экваториальное — параллельно плоскости экватора. Точка укажет местное время. После этого оба круга и гномон можно совместить в одной плоскости и убрать прибор в карман или сумку до следующего измерения.

Карманные солнечные часы английского математика Уильяма Отреда.

Кстати…

СОВЕРШЕНСТВУ НЕТ ПРЕДЕЛА…

Гномон, отбрасывающий тень на циферблат, — далеко не единственное конструктивное решение для солнечных часов. Роль гномона может выполнять сферическое зеркало (что-то вроде «хрустального шара» на дискотеке), которое в определенный момент времени отбрасывает в соответствующие части циферблата солнечные зайчики. Можно устроить часы с циферблатом, нанесенным на окно в помещении, где в солнечный день изображение отбрасывает тень на пол.

У подножия 101-этажного небоскреба Тайбэй 101 в Тайване обустроен круглый парк. Его дорожки и деревья составляют циферблат солнечных часов, которые хорошо видны из окон небоскреба. Гномоном часов служит само здание.

В парке солнечных часов бельгийского города Генк можно встретить цифровые солнечные часы. Внутри этого сложного устройства солнечные часы подвергаются многочисленным преломлениям и, совершив путешествие по системе зеркал, подсвечивают те или иные точки экрана. На черном экране красивыми белыми цифрами высвечивается время в часах и минутах.

В конце XVIII — начале XIX века в европейских парках попадались солнечные часы с полуденным боем. Точнее, с оглушительной пальбой. Часы были устроены таким образом, что в полдень солнечные лучи падали на линзу, под которой размещался холостой патрон. Усиленный линзой луч солнца поджигал порох, и раздавался оглушительный выстрел. В течение года положение линзы и патрона регулировали, чтобы полуденный залп раздавался точно в 12:00 по местному поясному времени.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Очень простой, но уже не детекторный

Если вы читали мою предыдущую статью про детекторный прием на КВ и попробовали принять какие-то станции, у вас должно возникнуть естественное желание пойти дальше и повысить чувствительность и селективность вашего приемника. Вы поняли, наверное, что в детекторном приемнике эти требования противоречивы.

Желая увеличить громкость приема, мы стараемся сильнее связать колебательный контур с антенной и детектором, а это увеличивает нагрузки на контур; его добротность падает, полоса пропускаемых частот расширяется, и становятся слышны сразу несколько радиостанций.

А чтобы повысить селективность, надо делать контур с изначально высокой добротностью, слабо связывать его с антенной и по возможности слабее нагружать последующим каскадом. Вероятно, это будет уже не детектор, а усилитель радиочастоты (УРЧ). А может быть, и детектор, но с высоким входным сопротивлением. Он отдаст малую мощность звуковых частот, которую затем придется усиливать.

Собственно, каждый радиолюбитель, переходя от примитивных к более совершенным конструкциям, в какой-то мере повторяет историю радиотехники, ведь те же самые задачи стояли и перед первыми исследователями и радиолюбителями уже более века тому назад. Первый усилительный элемент — трехэлектродную радиолампу (триод) изобрел Ли Де-Форест еще в 1906 году. Приемник того времени, где лампа и детектировала, и усиливала сигнал ЗЧ, он назвал «аудион».

На фотографии вы видите музейный экспонат — одноламповую конструкцию того времени, заботливо отреставрированную канадскими радиолюбителями. Это мог быть и радиоприемник аудион, и одноламповый радиопередатчик, все зависит от схемы включения радиолампы. Приводим это фото не только для красоты, на нем хорошо видно, как надо делать контур КВ-диапазона высокой добротности. Ведь первые радиолампы почти не усиливали, и с контуром малой добротности конструкция просто бы не работала.

Катушка выполнена из полированной медной трубки, имеющей минимальное сопротивление для токов ВЧ. Такими же сделаны и соединительные провода к конденсатору переменной емкости (КПЕ), служащему для настройки контура на нужную частоту. Сзади видна другая, меньшая катушка для связи с антенной. Ее можно приближать и удалять от контурной, регулируя связь с антенной.

Де-Форест так до конца и не понял, как работает изобретенная и запатентованная им радиолампа. Долгое время с его легкой руки радиолампы в англоязычной литературе называли Thermoionic Valve («термоионный клапан»), что не соответствует реальности: ионы, образующиеся из молекул недостаточно откачанного из баллона воздуха, только ухудшают работу лампы. Впоследствии название заменили на Vacuum Tube («вакуумная трубка»), что немного лучше и отражено в военных названиях ламп времен Второй мировой войны (VT и номер).

Помог изобретателю разобраться в принципах работы его детища чуть ли не мальчишка, студент Колумбийского университета Эдвин Армстронг, за что Де-Форест его люто возненавидел, а патентные суды между ними продолжались еще десяток лет.

Армстронг не только объяснил работу лампы, но и усовершенствовал ауди - он, добавив в него катушку обратной связи и создав, таким образом, регенеративный радиоприемник, или просто регенератор. Заявка на изобретение была подана в 1913 году (Армстронг Э. Х. Беспроводная приемная система. US Patent 1,113,149).

Благодаря положительной обратной связи чувствительность и селективность приемника возросли настолько, что на восточном побережье Америки удалось принять радиостанцию с Гавайских островов в то время, когда фирма Маркони, располагая огромными ресурсами, не могла обеспечить уверенную связь внутри континента.

Первыми слушателями регенеративного приемника были, естественно, друзья Эдвина, студенты. Среди них был и Давид Сарнов, впоследствии основатель и бессменный директор знаменитой Радиокорпорации Америки, RCA. Можно смело сказать, что регенератор сделал эпоху в радиотехнике и был самым распространенным приемником 20 — 30-х годов прошлого века.

Рис. 1. Упрощенная схема регенератора Армстронга (не показаны цепи питания накала и анода лампы).