Горизонты техники для детей, 1973 №5

Журнал

«ГОРИЗОНТЫ ТЕХНИКИ ДЛЯ ДЕТЕЙ»

_{«Horyzonty Techniki dla Dzieci»}

_{№ 5 (132) май 1973}

Чем увлекался владелец текстильного магазина

— Дети, утихомирьтесь! Папа при шел с работы усталый и хочет отдохнуть, а вы такой галдеж подняли, что оглохнуть можно. Ступайте во двор, там поиграйте.

И госпожа Отто выпроводила ребятишек в сад.

Господин Николаус Отто, владелец текстильного магазина, расположенного в центре Кёльна, оторвался от га зеты.

— Знаешь, дорогая, мне совсем не мешала их возня. Я обнаружил здесь увлекательнейшую статью, и не замечал что творится вокруг. Представь себе, какой-то француз изобрел двигатель, работающий благодаря сжиганию светильного газа. Этого француза зовут — господин Отто заглянул в газету — Этьен Ленуар.

— Удивительное дело! — Фрау Отто попыталась изобразить на своем лице интерес к вопросам, волновавшим мужа. — А где же может найти применение такой двигатель? Ведь, если я не ошибаюсь, используются паровые двигатели?

— Ах, моя дорогая, двигатель сгорания в наше время совершенно необходим! Конечно, повсюду работают паровые двигатели, но они пригодны лишь для крупных промышленных предприятий. Ведь они чересчур громоздкие и слишком мощные, чтобы найти применение в ремесленных мае терских, да и обходится такой двигатель не дешево. Паровые двигатели хороши только для больших заводов, работающих круглосуточно. Если погасить паровые котлы, то потом понадобится немало времени, чтобы снова привести двигатель в действие. А столяру или жестянщику в маленькой мастерской тоже пригодился бы небольшой двигатель. Ведь у них есть токарные, сверлильные, строгальные станки, разные инструменты, а вот механического привода нет. Да, ничего не скажешь, Ленуар придумал грандиозную вещь. И насколько же простую, судя по описанию.

Господин Отто, хоть и ведал текстильным магазином, имел большое пристрастие к механике. Он даже устроил в подвале небольшую мастерскую, где проводил все свободное время. Госпожа Отто ничуть не удивилась, когда и на этот раз ее муж поспешил в свою мастерскую.

Нелегкое это было дело. Сколько пришлось Николаусу Отто изучить технических пособий, сколько раз обращаться за помощью в разные ремесленные мастерские, с которыми у него издавна установились дружеские отношения, сколько денег потратить, прежде чем удалось соорудить небольшой газовый двигатель. Самой важной частью был в нем цилиндр, в котором двигался поршень, соединенный при помощи шатуна с коленчатым валом. На одном конце вала конструктор укрепил маховое колесо, а на другом — большую пусковую рукоятку. С каждой стороны цилиндра находились два клапана, в один поступал светильный газ, а через другой выталкивались выхлопные газы. Когда Отто поворачивал рукоятку в одну сторону, поршень опускался и засасывал светильный газ, который смешивался с оставшимся в цилиндре воздухом. Когда поршень доходил до середины цилиндра, клапан, через который поступал в цилиндр газ, автоматически закрывался. И тогда электрическая искра от магнето зажигала газ, давление и температура резко повышались, поршень с силой отбрасывало назад, и он приводил в движение коленчатый вал и маховое колесо. Теперь маховое колесо отталкивало поршень, преодолевая мертвую точку; газ поступал в камеру цилиндра с другой стороны и весь цикл повторялся сначала. Всякий раз маховое колесо поворачивалось несколько раз. Итак, сгорание газа рождало движение.

Каждый вечер господин Отто быстро закрывал свой магазин и торопился домой, чтобы заняться испытанием и усовершенствованием своего двигателя. И вот однажды чуть было не стряслась беда. Наш механик-самоучка впустил в цилиндр газ и воздух с одной стороны поршня и вдруг заметил, что забыл включить зажигание. Чтобы не тратить газ попусту, Отто с помощью махового колеса отодвинул поршень назад, в результате чего наступило сжатие газа и воздуха. Потом он включил зажигание. Взрыв татой смеси был настолько силен, поршень с такой силой рвануло назад, что маховое колесо повернулось, пожалуй, раз десять. Оглохший господин Отто выбрался из угла, куда его отбросило, машинально потер ушибленное плечо и немедленно попытался воспроизвести только что происшедшее. Результат был тот же. Только на этот раз экспериментатор постарался предусмотреть последствия, чтобы снова не оказаться в углу.

«Итак, — подумал он, — если сжать смесь, то мощность двигателя значительно возрастет, он проделает большую работу при использовании того же количества газа. Это чрезвычайно важно.»

Так был создан четырехтактный двигатель, в котором поршень совершает четыре хода, впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

* * *

Прошло несколько лет. Владельцы фирмы «Отто и Ланген» вели серьезный разговор:

— Ну и что дальше? — раздраженно спросил инженер Ланген. — Неужели ты собираешься почить на лаврах?

— А разве мы мало сделали, — весело возразил Отто. — Без тебя и этого мне не удалось бы добиться. Я получил патент на мой четырехтактный двигатель, мы основали акционерное общество, построили завод газовых двигателей, заказов у нас хоть отбавляй. На Парижской выставке наш двигатель получил золотую медаль. Да это и понятно: наши двигатели потребляют третью часть того газа, что двигатели Ленуара, при той же мощности.

— Вот, вот… И чтобы выполнить кучу этих заказов мы держим на нашем «заводе» трех слесарей и одного механика-практиканта.

— Не торопись. Постепенно наши дела наладятся, мы расширим дело.

Пока что у нас просто нет средств. Ты вложил весь свой капитал, а продал магазин. Мы хотели получить кредит, совсем небольшой кредит, но банк нам отказал.

— Мне кажется, что тут-то мы и совершили ошибку.

— Попросив кредит?

— Нет, попросив слишком маленький кредит. Нас не принимают всерьез. Давай попросим не три тысячи талеров, а триста тысяч. Увидишь, что нам не откажут.

* * *

И вот в предместье Кёльна, в Дейтце, вырос большой завод двигателей внутреннего сгорания «Газ-Моторен Фабрик Дейтц» в сокращении — просто «Дейтц», который приобрел мировую славу. Патент на четырехтактные двигатели гарантировал владельцам доходы, поскольку они имели исключительное право на их изготовление. Правда, пока что эти двигатели были маломощными — 2 или 3 л.с. — но спрос на них неустанно возрастал.

Однажды Отто, чрезвычайно взволнованный, вошел в кабинет своего друга и партнера.

— Послушай, Этьенн, я узнал, что кто-то сконструировал двигатель вроде нашего и пользуется им.

— Что ж, если только пользуется, то это еще не страшно, лишь бы не начал их производить и продавать. А кто это такой?

— Мюнхенский часовщик Рейтман.

— Да-а… Надо все-таки послать туда кого-нибудь посмекалистей. Пусть разузнает что и как, не подавая, конечно, виду, что действует по нашей указке.

«Разведчик» был весьма хитер. Посетив, под предлогом починки часов, старую и солидную фирму «Христиан Рейтман и сыновья», он завязал разговор с хозяином и настолько вошел к нему в доверие, что тот показал ему собственноручно изготовленный четырехтактный двигатель. «Разведчик» пришел в восторг и хотел непременно купить его. Часовщик не согласился, но поскольку клиент настаивал в конце концов сказал:

— Ну уж раз вам так это нужно, могу сделать еще один такой экземпляр. Но это дорого обойдется. Тут нужно поистине ювелирное мастерство.

Разузнав все, посланник вернулся на завод. Оба хозяина страшно возмутились.

— Судить, надо судить этого Рейтмана! Он нарушает наше патентное право.

Начался процесс. И что же оказалось? Рейтман построил свой двигатель совершенно самостоятельно за шесть лет до Отто. Он не запатентовал его, поскольку не собирался изготовлять и продавать двигатели. Пользовался им у себя мастерской. Результат процесса оказался для завода «Дейтц» весьма плачевным: патент, выданный господину Отто, был аннулирован. Теперь каждый мог изготовлять и продавать такие двигатели, тем более, что и другие изобретатели пытались доказать, что еще до Отто разработали идею газового четырехтактного двигателя и продавать двигатели. Пользователи стали появляться, как грибы после дождя. Но самое интересное заключалось в том, что заказов с лихвой хватило на всех. Завод «Отто и Ланген» даже разросся, поскольку спрос на двигатели неустанно повышался.

— Наконец-то я нашел подходящего для нас человека, — заметил Ланген во время очередного делового разговора.

— Кто же это? — спросил Отто.

— Готлиб Даймлер, директор машиностроительного завода в Карльсруэ. Очень способный инженер. Нашему постоянно растущему заводу нужны свежие силы.

— Что ж, Даймлер так Даймлер.

Новый конструктор принялся за работу. Надо было не только усовершенствовать двигатели, которые изготовлялись все же не совсем тщательно, но и повысить их мощность. Даймлер шаг за шагом вводил усовершенствования. Мощь двигателей «Дейтц» неустанно росла: 10, 12, 30, 60 л.с., а вес снизился до 100 кг на 1 л. с.

* * *

— Что за безумец, что за безумец! — в негодовании кричал Отто. — Десять лет работал у нас. Все улучшал и доулучшал…

— Не волнуйся, Николаус.

— Да как же не волноваться? Ведь он утверждает, что у наших двигателей, работающих на воздушно-газовой смеси, нет будущего! Он, видите ли вздумал ввести жидкое топливо!

— Надо бы все-таки подумать, Николаус, над его предложениями, взвесить все серьезно.

— Что, и ты за него вступаешься?

— Нет. Я целиком и полностью за наши газовые двигатели. Но ведь Даймлер прав, говоря, что в небольших городишках нет газовых заводов, а раз так, то нет и газа. Там наши газовые двигатели никому не нужны.

— Тогда надо искать другой газ!

— Но ты же знаешь, что водород оказался слишком дорогим, а с угарным газом связано множество хлопот. Так что остается лишь светильный. Ничего не поделаешь. Придется владельцам двигателей где-то раздобывать его. Что же касается Даймлера, то он нас оставит в покое. Он собирается уйти и открыть собственный завод двигателей, работающих на жидком топливе. На бензине.

— Великолепно! Выходит, мы вырастили у себя под крылышком конкурента!

— Не беспокойся, Николаус, он еще долго хлопот не оберется со своим бензиновым двигателем. Пусть уходит от нас. Мы и без него справимся.

Даже большие фирмы «Дейтц» в создании четырехтактного двигателя не могли удержать Даймлера. Он ушел с завода и основал собственную небольшую мастерскую.

Но это уже особая история.

ГАННА КОРАБ

Телефон сегодня и завтра

Несколько десятков лет назад по приказу эмира Саудовской Аравии Ибн Сауда была начата прокладка первой в этой стране телефонной линии. Невежественные люди яростно протестовали, утверждая, что это изобретение, пришедшее из страны «неверных», — исчадье ада. «Если это действительно так, то мы не будем проводить у себя телефон, — сказал Ибн Сауд, — однако жаль было бы отказаться от него, если он может принести пользу». Эмир повелел подвергнуть хитроумное устройство проверке и прочитать по телефону отрывок из священной книги — корана. «Если телефон — дело рук дьявола, — сказал Ибн Сауд, — то священные слова не пройдут через него: на другом конце провода ничего не будет слышно. В противном же случае телефон не имеет ничего общего с нечистой силой». Излишне говорить, что телефон с честью выдержал проверку.

Если ли сейчас еще люди, которые бояться телефона? Не берусь утверждать. Пожалуй, нет. Ведь сотни миллионов людей знают телефон с детства.

Точнее говоря, с детства они сталкиваются с телефонным аппаратом, не задумываясь даже над тем, как он работает, как разнообразны устройства, завершением которых служит телефонный аппарат. Они и не подозревают, что поднимая телефонную трубку (инженеры называют трубкой лишь часть, воспроизводящую звуки, а все вместе — микротелефоном), замыкают электрическую цепь, и на телефонной станции чувствительные приборы издают монотонный непрерывный сигнал, сообщая о своей готовности к работе. После того, как набран соответствующий номер, состоящий из нескольких цифр, эти хитроумные устройства соединяют данный аппарат с другим, позволяя вести разговор. А все это становится возможным благодаря разветвленной сети городских телефонных кабелей, проложенных под землей.

Когда же разговор ведется на более отдаленные расстояния: между городами одной страны или между городами разных стран, то электрические колебания, соответствующие. звукам голоса, проделывают еще более далекий и сложный путь. Из аппарата они поступают на городскую телефонную станцию, отсюда по специальным кабелям — на междугородную станцию и по междугородным кабелям — идут в далекие страны.

Эти колебания, как давило, преобразовываются так, чтобы не надо было предназначать для них отдельную пару проводов (современные устройства так называемой многоканальной телефонии позволяют передавать по одной паре проводов несколько сот и даже Несколько тысяч разговоров), а по пути они всегда усиливаются на усилительных станциях. Дойдя до места назначения, колебания снова попадают на междугородную станцию, но уже без своих «попутчиков», с которыми они путешествовали между городами.

Через автоматические устройства, соединяющие абонента с городской кабельной телефонной сетью, они идут дальше, пока ни попадают в нужный телефонный аппарат.

Так выглядит дело сегодня, и можно было бы считать, (что если все эти устройства работают хорошо) телефон достиг своего совершенства и улучшать здесь уже нечего. Однако инженеры думают по-другому, а новые изобретения, которые сейчас проходят проверку, совершен но изменят телефон. Интересно, как будет выглядеть телефон завтрашнего дня?

Начнем с самого телефонного аппарата. Вместо привычного диска в новом аппарате будет десять — или даже больше — кнопок с цифрами. Так что номер надо будет не набирать, а «нажимать». Сейчас это может показаться нам не столь уж важным, но если учесть, что в будущем придется набирать номера из восьми, девяти, десяти и более цифр, то станет ясно, что кнопки значительно удобнее, а главное — с их помощью можно гораздо быстрее соединиться с нужным номером. Обычно у каждого человека есть несколько друзей или родных, к которым он звонит чаще всего. И здесь большую помощь окажет аппарат, «запоминающий» наиболее часто повторяемые номера и автоматически соединяющий с ними при нажатии не девяти или десяти, а всего лишь одной или двух кнопок.

Примерно четверть века назад был изобретен «автоматический секретарь», однако, это устройство все еще совершенствуется и ждет своего широкого применения. «Автоматический секретарь» — это магнитофон, приспособленный для приема телефонных звонков, когда никого нет дома. Он сообщает звонящему короткие сведения, например: «Вернусь в восемнадцать часов, прошу сообщить, кто звонит и по какому вопросу. Через тридцать секунд автомат отключится».

ВИДЕОФОН

— это устройство, с помощью которого можно будет не только слышать голос, но и видеть своего собеседника. Это изобретение некоторые считают верхом достижений современной телефонии, но оно не столь уж ново. О видеофоне писали, (правда, в научно-фантастических романах) лет девяносто назад, а первые такие аппараты была построены тридцать пять лет назад. Конечно, видеофоны того времени были крайне примитивными по сравнению с сегодняшними, но и они по сей день служат лишь для экспериментальных целей. Собственно, самые большие технические трудности уже преодолены, а главным препятствием для распространения видеофона является — как ни трудно в это поверить — существующая телефонная сеть. Она не пригодна для того, чтобы снабдить каждый телефонный аппарат приставкой с экраном. Со временем, телефонная сеть будет усовершенствована, и кабели, которые нельзя использовать для передачи изображения, будут заменены. Но чем?

Возможно, новыми усовершенствованными кабелями или другими каналами связи, предназначенными для передачи электрических колебаний. Вероятно, наиболее подходящими для этой цели могут оказаться волноводы или световоды.

Волноводы — это металлические трубы, по которым идут электромагнитные волны (отождествляемые, что не совсем верно, с радиоволнами). Световоды — стеклянные стержни, по которым перемещается свет в зависимости от их конфигурации. Для телефонной или видеофонной связи надо было бы посылать по стеклянным стержням световые лучи соответствующей конфигурации, испускаемые лазером. Инженеры утверждают, что таким путем с помощью одной трубы или одного стержня можно будет передавать одновременно сотни телевизионных программ и десятки тысяч телефонных разговоров.

ЗАГЛЯНЕМ ЕЩЕ ДАЛЬШЕ В БУДУЩЕЕ

— в те времена, когда телефония начнет широко использовать величайшие завоевания электроники (впрочем существующие уже сейчас) от малых интегральных схем до огромных спутников космической связи. Специалисты создадут мировую телефонную сеть, при которой можно будет пользоваться беспроводным переносным радиотелефоном и через соответствующий коммутатор, даже ряд коммутаторов и — в случае необходимости — через спутники связи в любой момент соединиться с человеком, имеющим радиотелефон, независимо от того, в каком месте земного шара он находится. Сегодня эти проекты кажутся совершенной фантазией, чем-то граничащим с чудом, а в будущем такая связь станет столь же привычным делом, как наш сегодняшний разговор по телефону.

Ведь телефон тоже когда-то казался чудом из чудес, сегодня же он стал совершенно обыденным предметом. И если ныне что-либо с ним связанное и может вызвать удивление, так это лишь те невероятные вопросы, с которыми иногда обращаются некоторые абоненты. Вот, например, несколько лет назад в будапештское телефонное справочное бюро позвонил один гражданин. Его интересовало, был ли подкован… троянский конь. А в одном американском городе некая гражданка попросила установить телефонный аппарат в десяти сантиметрах над полом, чтобы тем самым заставить себя заниматься гимнастикой при каждом телефонном звонке. Ее пожелание было выполнено. Другая же гражданка — попросила протянуть телефонный провод через всю комнату, чтобы у ее любимого попугая «было что-то интересное, на чем он может посидеть». На этот раз просьба абонентки не была удовлетворена.

СТЕФАН ВЕЙНФЕЛЬД

Химия