Часто задают вопрос: ну, а много ли урана в природе?

Исследуйте любую породу, воду рек, озер и океанов, окружающие нас предметы — вы везде найдете уран. На тонну породы земной коры приходится в среднем два грамма урана. Это больше, чем среднее содержание в коре Земли таких металлов, как висмут, серебро, золото, платина.

Но это совсем не значит, что уран можно извлекать тоннами из любой породы. Наоборот. Выгодные для эксплуатации месторождения урана встречаются довольно редко. Сейчас на земном шаре заслуживают разработки лишь десятки наиболее крупных и богатых месторождений.

Уран встречается в урановых минералах; в виде примесей он входит во многие другие минералы; ниобиевые, танталовые, титановые, редкоземельные и другие. Часто можно обнаружить уран в органических веществах — в каменном угле, горючих сланцах, глинистых песках и глинах.

Представлять вам все 110 урановых минералов, пожалуй, не стоит.

Познакомимся с самыми распространенными. Вот они.

УРАНИНИТ — представляет собой окись четырехвалентного урана UO₂. Он черного цвета, удельный вес его от 6,62 до 11. В рудах уранинит встречается в виде отдельных кристаллов, имеющих форму куба со срезанными ребрами и вершинами углов, либо в виде сростков нескольких кристаллов.

УРАНОВАЯ СМОЛЯНАЯ РУДА, ИЛИ НАСТУРАН, — это смесь окисей четырех- и шестивалентного урана U₃O₈. Характеризуется аморфным или скрытокристаллическим строением, черным цветом и смолистым блеском. Удельный вес 9. Настуран встречается в рудах в виде плотных натечных и гроздевидных образований.

УРАНОВАЯ ЧЕРНЬ. Так называют природное соединение, образовавшееся в результате изменения настурана и уранинита, а также других урановых минералов. Удельный вес около 4,8. Цвет черни — серый или серозеленый. Блеск — матовый.

ОТЕНИТ — .[1] Слюдоподобный минерал зеленовато-желтого цвета, образует таблитчатые и пластинчатые кристаллы. Удельный вес около 3, блеск — перламутровый. При облучении ультрафиолетовыми лучами отенит светится яркозеленым светом.

УРАНОСПИНИТ —  — слюдоподобный минерал лимонно-желтого цвета, образует таблитчатые кристаллы с перламутровым блеском на гранях. Удельный вес 3,0–3,45. Под действием ультрафиолетовых лучей ярко светится зеленым светом.

ТЮЯМУЮНИТ — . Слюдоподобный минерал, образует мелкие пластинчатые кристаллы соломенно-желтого цвета, с перламутровым блеском. Удельный вес 3,68. Не люминесцирует.

ГУММИТ. Смесь двух минералов: соддинта и кюрита; скрыто-кристаллический или аморфный; образует плотные сплошные скопления. Удельный вес 2,5–3. Характеризуется изменчивым цветом — от оранжево-желтого до желтовато-красного. Не люминесиирует.

После геолога взял слово инженер-геофизик. На его руке лежала небольшая черная коробочка, похожая на портсигар. Он поднес к ней простой серый камешек, и в коробочке что-то затрещало.

Инженер приблизил к коробке другой кусочек породы, — щелчки стали такими частыми, что мы уже не успевали считать их.

— Прибор начинает щелкать, когда к нему подносят кусочки урановой руды. Кажется, все очень просто. А ведь потребовались годы упорных поисков, раздумий, прежде чем был создан этот прибор — карманный радиометр «РМ-1».

В результате радиоактивного распада уран выделяет различного рода лучи, часть которых обладает большой проникающей способностью. Свойство урановых руд выдавать себя потоками лучей, проходящих через все преграды, и легло в основу создания многих физических приборов для их обнаружения.

Самыми удобными для поисковых работ являются поисковый радиометр «РП-1» и карманный «РМ-1». Устроены они очень просто: несколько сухих батареек, счетчик типа Гейгера-Мюллера и приемник, усиливающий электрические импульсы. К сожалению, купить такой прибор почти невозможно.

А вот другой постоянный спутник геолога — электрометр.

Если внести в металлическую камеру (А) кусочек породы, в котором присутствуют минералы урана, то выделяемые им альфа-частицы ионизируют воздух. Ионы, несущие заряд, противоположный по знаку заряду электрода, устремятся к электроду (В) с изолятором (Г) и разрядят его, листочек из фольги (Д) опадет. А ионы, заряженные одноименно с электродом, побегут к стенке с заземлением (Ж). Скорость спада листочка показывает степень радиоактивности породы.

Если ионизационную камеру электоометра наполнить радиоактивным газом, выделяющим альфа-частицы, то его действие будет аналогично действию образца радиоактивной породы. На этом принципе устроен прибор — эманометр, применяемый для обнаружения урановых руд, скрытых на глубине 5 — 10 метров.

Все мы часто вспоминаем школьные годы, школу и, конечно, физический кабинет. Сколько «чудес» ожидало нас там на каждом уроке! Таким чудом были и пробирки с различными веществами, которые в темноте вдруг начинали светиться. Учитель говорил: это люминесценция.

Оказывается, некоторые минералы урана тоже способны светиться в темноте под действием ультрафиолетовых лучей. Почему бы не воспользоваться и этим свойством уране? Так появились люминоскопы.

Наиболее простым из них является солнечный люминоскоп. Он настолько прост, что сделать его под силу каждому школьнику. Это рукав, сшитый из плотной материи, открытый с обоих концов для продевания рук. В средней части делается отверстие, в него вставляется светофильтр марки «УФС-3» и прорезается смотровое окно для наблюдений.

Проверить «подозрительный» камень теперь очень легко. Поместите его в камеру люминоскопа так. Чтобы на него падали солнечные лучи, проходящие через светофильтр. Если камень содержит люминесцирующие урановые минералы, они под действием солнечных лучей начнут светиться желтозеленым и голубовато-зеленым светом. Свечение образца обнаруживаем, глядя через смотровое окно. Встречаются, хотя и редко, урановые минералы, люминесцирующие грязнозеленым и буровато-желтым светом.

С помощью люминоскопа можно обнаружить уран и в тех рудах, которые сами по себе не люминесцируют. Для этого в ушке проволочки из тугоплавкого металла (платины или молибдена) сплавьте шарик из фтористого натрия. В него добавьте немного испытываемой руды и снова тщательно прокалите.

Хорошо прокаленный шарик с вплавленной пробой надо охладить, а затем поместить его в камеру люминоскопа. Если в пробе содержится хотя бы 0,001 % урана, шарик будет светиться желтым или желтозеленым светом.

Таковы простейшие приборы для поисков урана.

И вот мы задаем последний вопрос: как организовать поиски урана?

Вот что нужно поисковому отряду из 10 юных геологов: 10 компасов, 10 геологических молотков, радиометр, 2 солнечных люминоскопа, электрометр и паяльную трубку с принадлежностями для прокаливания проб.

Очень полезно проконсультироваться в геологических организациях, которые имеются во многих городах и населенных пунктах страны. Желательно с помощью радиометра промерить все образцы школьной геологической коллекции, а также геологических коллекций краеведческого музея. Данные промера подскажут, где, в каком районе целесообразнее искать уран.

Исследовать нужно прежде всего горные обнажения, располагающиеся в береговых обрывах рек, в карьерах, каменоломнях, на склонах гор и на водоразделах.

Урановые минералы часто залегают в породах, содержащих примеси железа. Их легко узнать по желтобурому или краснобурому цвету. На такие участки пород всегда нужно обращать особое внимание, как на один из признаков присутствия урана.

Обращайте также внимание на цвет налетов на поверхностях пород и вкрапленности в пустотах. Зеленая, красная и черная окраска как бы говорит: не проходи мимо. Тщательно изучайте углистые пески и глины, прослои бурых углей, горючие сланцы.

Если вы набрели на участок, где щелчки вашего прибора значительно участились, выберите место с наивысшей радиоактивностью и отбейте несколько образцов породы. Затем промеряйте их, прикладывая к чувствительной части радиометра. Наиболее активные куски отберите в коллекцию. К каждому такому образцу приложите этикетку с номером образца и точным адресом находки.

О всех интересных находках сообщайте в территориальные геологические организации, а собранные образцы горных пород передавайте этим организациям для исследований.

В поход, друзья! Желаем вам больших успехов.

Магнитные изоляторы.

— У ферритов есть огромное преимущество перед другими магнитными материалами: они не проводят электрический ток. Сделанные из порошка магниты — прекрасные изоляторы.

Во_время обжига порошок приобретает такую кристаллическую структуру, в которой почти нет свободных электронов. В металлах же, какими являются обычные магниты, свободных электронов много. Поэтому-то они хорошо проводят ток. Способность сильно намагничиваться и быть в то же время изолятором делает ферриты необыкновенными материалами.

Ферриты работают.

— Чем же ценно это сочетание свойств?

— Способность магнитных материалов проводить ток приносит массу хлопот электрикам и радистам.

Прикоснитесь к сердечнику трансформатора. Он теплый. Его нагрели возникающие в нем вихревые паразитные токи. На их образование бесполезно растрачивается анергия. Чтобы ослабить вихревые токи, сердечники набирают из отдельных листов, изолированных друг от друга, но и это не избавляет нас полностью от вихревых токов.

Чем выше частота, тем сильнее электрические вихри в железном сердечнике, тем больше «отсасывает» сердечник энергии, растрачивая ее на бесполезный нагрев. Уже одно это обстоятельство мешает применению железа в высокочастотной технике, а значит, и в радио.

Ферриты же в магнитном поле только намагничиваются. Вихревых токов в них не возникает. Поэтому на высоких частотах трансформатор с ферритовым сердечником обладает несравненно большим коэффициентом полезного действия, чем с сердечником из железа.

* * *

_{ТАЙНА ФЛЮСА БОБЫ БЕЛОРУЧКИНА}

_{Текст Б. ПРИВАЛОВА, рис. К. РОТОВА}

_{— Это "РИД-17" — объявил Дотошкин, — ридио-приемо-передатчик Дотошкина, модель 17}

_{— А зачем он такой маленький нужен?}

_{(См. стр. 8)}

* * *

Есть и еще одно преимущество ферритов перед большинством других магнитных материалов. Ферриты способны очень быстро перемагничиваться. Например, меняя направление тока в намагничивающей обмотке миллион раз в секунду, можно заставить ферритовый сердечник так же быстро менять полюса.

Трансформаторы с сердечниками из феррита работают уже сейчас на частотах до сотен тысяч колебании в секунду! И никаких паразитных токов! Уже одно это применение ферритов открывает новую главу в радиотехнике. А ведь это только одно из многих применений ферритов.

В двадцатые годы, на заре радиолюбительства, над крышами домов стояли длинные антенны.

Обыкновенные ферриты.

Подобно рыбакам, любители старались закинуть возможно большую «сеть» в море радиоволн — ведь чем больше «сеть», тем больше «улов», тем лучше работает приемник. С годами совершенствовались приемники, возрастало усиление приходящих радиоволн. Антенна уменьшилась, но все-таки осталась. Сейчас ферриты дают возможность, приемнику освободиться от длинного «хвоста» антенны.

"Есть один очень простой опыт: в магнитное поле вносят кусок железа, и он искривляет силовые линии этого поля, как бы втягивая их в себя.

Радиоволны — это и есть один из видов электромагнитного поля. Что, если внести в него антенну из ферромагнитного материала? Она «притянет» к себе магнитное поле; радиоволны сами будут «втягиваться» в антенну, как пыль в пылесос. Но из железа такую антенну сделать нельзя. Ведь в нем возникнут вихревые токи, и к тому же оно не успеет перемагничиваться в такт с колебаниями радиоволн.

А вот из ферритов, как нам теперь уже понятно, такую антенну сделать можно, и она будет прекрасно работать. Ферритовая антенна поместится прямо внутри приемника.

* * *

_{— Зачем нужен?}

_{Представь, ты в туристском походе наловил рыбы. А как приготовить уху, не знаешь. Быстро связываешься с лучшей домашней хозяйкой своей коммунальной квартиры и получаешь исчерпывающую консультацию. Или вот другой случай…}

_{(См. стр. 13)}

* * *

Но это опять-таки не все. Ферриты находят применение в технике сантиметровых радиоволн. Для этих волн не годятся обычные провода, их передают по пустотелым трубкам, так называемым волноводам. Когда поместили в такой волновод ферритовый стержень, обнаружили интересное явление; электромагнитные волны шли через волновод только в одном направлении, которое зависело от направления намагниченности феррита. Феррит стал как бы клапаном, пропускающим волну в ту сторону, в которую мы захотим. Такие волноводы уже широко применяются в радиолокации и других областях техники сантиметровых волн.

Ферриты.

Сетчатый «мозг»

В институте нам показали металлическую рамку с частой сеточкой медных проволочек. На каждом перекрестии проволок было надето ферритовое колечко.

— Это «мозг» быстродействующей счетной машины. Точнее говоря, элемент ее запоминающего устройства. Колечки сделаны из ферритов особого сорта, отличающихся необыкновенными качествами. После выключения тока в проволочке эти ферриты так и остаются сильно намагниченными. Если после этого пропустить ток в другом направлении, колечко перемагнитится, то-есть поменяет полюса, за миллионные доли секунды и снова намагнитится. Зачем это нужно машине?

Электронная счетная машина записывает любые числа и производит над ними ними арифметические действия в двоичной системе счисления. В этой системе каждый разряд имеет только две цифры — «0» или «1». Следовательно, чтобы совершать операции, электронная счетная машина должна «знать» всего две цифры и «запоминать» различные сочетания из них. Как же она «запоминает» цифры?

Она их «записывает» в запоминающем устройстве, основным элементом которого являются ферритовые колечки.

Элемент «памяти» электронной машины.

Ведь намагниченность колечка имеет два устойчивых положения, которые при изменении направления токa могут быстро переходить одно в другое. Вот и условились одно из них считать нулем, а другое — единицей.

Чтобы «записать» в «памяти» машины «1», надо пропустить по проводничку, на который надето ферритовое колечко, импульс тока в одном, направлении. А чтобы «записать» «0», достаточно дать импульс в другом направлении. Феррит будет перемагничиваться и «помнить», что на нем «записали»: «1» или «0».

Правда, пока что в электронных машинах чаще применяйте запоминающие устройства из электронно-лучевых трубок. Трубки справляются с работой, но они нуждаются в непрерывном питании. Электронно-лучевая трубка «помнит» сигнал, пока есть напряжение, а как только напряжение убрали — она все «забыла»!

Другое дело — ферриты. Сигнал длится одно мгновенье, а потом они помнят его бесконечно долго.

Можно привести такое сравнение. Вспомните крышку от баночки из-под гуталина: нажмешь пальцем на ее донышко — оно щелкнет, выгнется в одну сторону и останется в этом положении. А нажмешь еще раз — оно прогнется в другую сторону. Крышка в нашем примере играет роль ферритов, а нажим пальца соответствует импульсу электрического тока.

Ферриты неизбежно вытеснят сложные в изготовлении и недолговечные электронно-лучевые трубки из электронной счетной машины. Этим малюткам с их молодой, свежей «памятью» принадлежит будущее счетных машин. Да и не только счетных машин, а, наверное, и многих других устройств. Ведь ферриты едва сказали в технике свое самое первое слово.

Эта кривая называется кривой гистерезиса. По оси «Н» откладывается величина намагничивающего тока, а по оси «В» — степень намагниченности ферритов. Точки, отмеченные крестиками, — устойчивые состояния ферритов, обозначающие в электронных машинах цифры «1» и «0».

* * *

Что же здесь интересного, спросите вы, — подобные столкновения мы не раз видели во время игры на биллиарде. Действительно, при лобовом столкновении биллиардных шаров налетающий шар останавливается, а покоившийся начинает двигаться со скоростью первого.

Ученые подсчитали вероятность лобового столкновения дейтрона с протоном. Она оказалась очень малой; поэтому все наблюдавшиеся случаи нельзя объяснить простым лобовым столкновением. Как же быть? А что, если сделать такое смелое предположение: когда нейтрон сближается с протоном настолько, что попадает в зону действия ядерных сил (но частицы не сталкиваются!), нейтрон превращается в протон и, почти не изменив энергии движения, продолжает свой путь? А неподвижный протон продолжает покоиться, но превращается в нейтрон? Это может произойти, если в момент сближения положительный заряд протона перейдет на нейтрон, который от этого превратится в протон. Протон же, потеряв свой заряд, станет нейтроном.

«Смело! — скажете вы. — Но для того, чтобы я вам окончательно поверил, объясните, как же происходит обмен зарядами? Собственно говоря, что вы имеете в виду когда говорите об этом обмене. Ведь до сих пор носителями заряда были определенные частицы: электрон, протон, позитрон. Заряда без частицы не существовало. О какой же частице сейчас идет речь?

Ответ на эти принципиальные вопросы дал японский физик Юкава. Он выдвинул очень интересную гипотезу о свойствах частиц, которыми обмениваются протон и нейтрон. Именно они, эти частицы, и обусловливают ядерные силы. Во-первых, эти частицы должны быть прочно связаны с протонами и нейтронами. А во-вторых, их масса должна быть тем больше, чем короче радиус действия силы. При тех расстояниях, на которых сказываются ядерные силы, масса частицы должна составлять 1/7 массы протона. Это было своего рода предсказанием: если ядерные силы вызваны обменом какими-то частицами, то масса этих частиц должна быть около 200 электронных единиц. Эти предполагаемые частицы назвали мезонами.

Здесь мы подходим к одному из сложнейших вопросов современной науки. Если мезон имеет массу и все время тесно связан с протонами и нейтронами, то почему же его масса не сказывается на массе этих частиц? А если он появляется лишь в момент их сближения, то откуда же он возникает?

Чтобы хоть немного облегчить понимание этих явлений, рассмотрим очень приблизительную аналогию. Наверное, каждый знает, что белый фосфор обладает способностью светиться в темноте. Объясняется это явление просто. Энергия, приносимая лучами при освещении фосфора, возбуждает его атомы.

Она словно растворяется в нем. А затем атом, переходя из возбужденного состояния в обычное, отдает энергию в виде свечения. Свечение, как и любая электромагнитная энергия, излучается определенными порциями — фотонами. Современная физика рассматривает фотон не только как порцию энергии, но и как некоторую частицу. Откуда же берутся эти фотоны при свечении фосфора? Они словно растворены в возбужденном атоме, находятся в нем в скрытом виде.

Что-то подобное происходит и с мезонами. Они тоже словно растворены в ядре, находятся в нем в неявном виде. И именно они обеспечивают ядру его необычайную устойчивость и компактность. Для перевода мезонов из неявного состояния в свободное необходима значительная энергия. И если какая-нибудь частица приносит в ядро такую энергию, это приводит к серьезным изменениям в ядре, сопровождающимся как бы «рождением» мезона в явном виде.

Проблема ядерных сил очень сложна и, по существу, еще не решена. Она изучается много лет, но чем подробнее мы знакомимся с ядерными силами, тем более сложной она представляется.

Прошлой три года после создания Юкава своей теории, и частицы, о говорил, действительно были обнаружены Андерсеном и Н…майером в космическом излучении. Они получили название (мю) — мезонов. Теоретики рассматривали это открытие как триумф мезонной теории ядерных сил.

Почти десять лет μ-мезоны тщательно изучались. Все их свойства сходились с предсказаниями Юкава. Оставалось совсем немногое: доказать, что они взаимодействуют с протонами и нейтронами так как говорила теория.

Здесь-то физику и ждало глубокое разочарование: μ-мезоны не оправдали возлагавшихся на них надежд. Они не подчинялись теории Юкава. Что же, значит, она не верна и от мезонной теории ядерных сил, на построение которой ученые потратили столько времени и труда и которая казалась такой плодотворной, надо отказаться? Это было бы очень тяжелым ударом.

Английский физик Пауэлл совершенно неожиданным образом подтвердил ее. Он доказал, что мезоны космических лучей — это не мезоны Юкава, а несколько иные частицы, а в 1948 году открыл новую частицу — π (пи) — мезон, которая вела себя совершенно так как предсказывал японский ученый.

Немногие открытия приносят ученым столько новых трудностей, сколько принесли мезоны. Оказалось, что и μ-мезоны и π-мезоны очень неустойчивы. Время жизни их измеряется миллионными и миллиардными долями секунды. А затем они распадаются на более легкие и устойчивые частицы.

Изучение распада μ-мезонов привело к открытию еще одной удивительной частицы. Вначале казалось, что μ-мезон просто превращается в электрон или позитрон. В камере Вильсона было ясно видно, как μ-мезон порождает лишь одну частицу. Но расчеты показали, что по закону сохранения энергии должны возникнуть по меньшей мере еще две частицы, не имеющие заряда и почти не имеющие масса. Они получили название нейтрино, что значит очень маленький электрон. Эта одна из самых загадочных и наименее поддающихся изучению частиц. Даже следов ее еще никто не видел.

* * *

_{Боба Белоручкин грустно поведал Верхоглядкину о только что полученной двойке.}

_{- И чего твой Дотошкин не изобретет аппарат для ликвидации двоек?} 

_{- Постой, ведь для этой цели можно приспособить "РПД"! — воскликнул Верхоглядкин!}

_{(см. стр.23)} 

* * *

— А теперь, — говорит Пайерлс, — мы подходим к одному из самых замечательных предвидений и открытий двадцатого века.

Мы уже говорили о позитроне, который является как бы «электроном» наоборот, электроном с положительным зарядом.

Теоретики предсказывали, что раз существует положительный электрон (позитрон), то должен существовать отрицательный протон — антипротон. Можно даже представить себе «обращенные» атомы с ядром из отрицательных антипротонов, окруженным облаком положительных электронов — позитронов.

Самое интересное, что свойства такого «антиатома» ни чем не будут отличаться от свойств обычного.

В октябре прошлого года американские физики Чемберлен, Сегре, Виганд и Илсилантис, работающие на гигантском ускорителя обнаружили антипротон! Но ведет он себя не совсем так, как ожидали. И это даже неплохо, — ведь возникающие противоречия между опытом и теорией всегда двигали науку вперед.

— В сущности, — продолжает Пайерлс, — было бы естественно, чтобы на этом и заканчивался список элементарных частиц. Их уже достаточно для существования всей вселенной, включая нас самих. Электроны, протоны и нейтроны необходимы для постройки атома. Фотоны нужны для существования электромагнитного поля, τ-мезоны связаны с ядерными силами. Грубо говоря, можно было бы обойтись без нейтронов и μ-мезонов.

Но оказалось, что список элементарных частиц закрывать еще рано. В последние годы нашли огромное количество новых частиц. Одних только мезонов обнаружено более десяти типов: здесь и θ (тэта) мезоны и τ (тау) — мезоны и к (ка) — мезоны.[2]

— Мы даже не знаем, — признается Пайерлс, — чем это кончится. Правда, за последние год-два новых частиц, кроме антипротона, не нашли. Может быть, новых больше и не будет. Но предсказывать это я не берусь.

Новые, еще неизведанные горизонты откроются перед учеными, когда через несколько месяцев под Москвой начнет работать сверхмощное орудие физиков — огромный синхрофазатрон. Что он принесет ученым — трудно предугадать. Но бесспорно одно: даже если не будут открыты новые частицы, то физики смогут гораздо лучше узнать уже обнаруженные. А пока мы снова стоим перед проблемой: известно, что существует столько-то элементарных частиц; а что они собой представляют — непонятно! И вообще элементарные ли они? Пожалуй, лучше слово «элементарные», когда речь идет об атомных частицах, брать в кавычки.

По остроумному замечания известного итальянского физика Ферми, даже само название «элементарные» скорее характеризует уровень наших знаний об этих частицах, чем их свойства и строение.

«АРИФМЕТИКА» ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

(Объяснение к таблице на цветной вкладке)

В таблице на цветной вкладке собраны известные на сегодняшний день элементарные частицы. Еще не все из них обнаружены. Антинейтрона и антигиперонов никто еще не наблюдал, но в существовании их почти нет сомнений.

В зависимости от своей массы частицы разбиваются на три группы: легкие (лептоны), мезоны и тяжелые (барионы). Несколько особняком стоит фотон, который не имеет массы покоя. Он образует как бы нулевую группу.

Обратите внимание на предпоследний столбец. В нем указана продолжительность «жизни» частицы. Вы заметили, что некоторые из них живут «бесконечно» долго? Это устойчивые, стабильные частицы: фотон, нейтрино, электрон и протон. Нейтрон тоже следует считать «живучим» по атомным масштабам. Он существует в среднем 20 минут.

Но жизнь большинства элементарных частиц измеряется миллионными и даже миллиардными долями секунды. Это неустойчивые, нестабильные частицы. Они сами собой распадаются на более легкие стабильные.

Распад нестабильных частиц происходит по определенным законам. При распаде масса образующихся частиц всегда меньше массы исходной частицы. Но не думайте, что здесь нарушается закон сохранения материи. Распад всегда сопровождается выделением некоторого количества энергии, эквивалентного «исчезнувшей» массе.

Вторая закономерность распада: сохранение заряда распадающейся частицы.

«Арифметика» элементарных частиц, возможные процессы их превращений также приведены в таблице и нарисованы на разбросанных… листах.

Возможен и обратный процесс: превращение легких частиц в более тяжелые. Для этого необходимо столкновение частиц, обладающих определенной энергией. Принципиально возможны превращения любых элементарных частиц в любые другие. Однако эти взаимопревращения ограничиваются законами сохранения, не допускающих произвольно придуманных реакций. Возможны лишь те, у которых выполняются законы сохранения количества движения, законы сохранения электрического заряда и еще целый ряд подобных законов сохранения.

ЧТО ЖЕ ПОЛУЧИЛОСЬ!

Было разработано специальное устройство, с помощью которого удалось получать токи силой в несколько миллионов ампер.

Конечно, такие токи нельзя получать в течение длительного времени. Зато мгновенная мощность, которую удавалось загнать в разрядную трубку, была очень велика. Она измерялась десятками миллионов киловольт-ампер, превышая, таким образом, мощность самых больших электростанций, какие существуют на земном шаре. В лаборатории Льва Андреевича Арцимовича хранятся толстостенные металлические трубки, смятые словно рукой титана. Их сжал электрический ток.

Теперь подумайте о том, что этакая невообразимая силища прилагается к веществу ничтожной плотности. В сопоставлении с дейтериевым газом струйка папиросного дыма — это поток каменных булыжников.

Рассказывая о первоначальных раздумьях исследователей, я упоминал о том, что теоретические расчеты предсказали, каким температурам должно соответствовать появление первых термоядерных реакций.

— Но таковы были розовые мечты теории, — с усмешкой заметил по этому поводу Л. А. Арцимович. — На самом деле в эксперименте не все происходит так просто. Теория находилась в плену представлений о так называемых стационарных процессах и полагала, что сжимающийся ток будет действовать на плазму, как поршень, сдавливающий горячую смесь в цилиндре внутреннего сгорания. В действительности нас ожидал ряд неожиданных сюрпризов…

Надо пояснить, что имел в виду Л. А. Арцимович, применяя в данном случае по отношению к процессу термин «стационарный». Вот вы жмете на газ, а сила, с которой вы давите, уравновешивается силой давления самого газа. Такой процесс можно назвать стационарным. И только при этом условии будет действовать правило разогрева газа при сжатии.

Оказалось, что при мгновенном включении тока противодавление в этой системе не успевает возникнуть сразу, и поначалу частицы с огромной скоростью устремляются к оси разрядной трубки. Они двигаются тем быстрее, чем больше сила магнитного поля, возникающего при прохождении тока. Таким образом, разрядная трубка какое-то время работает не как цилиндрический поршень, а как мощный ускоритель частиц.

Все эти изменения совершаются на протяжении нескольких микросекунд. Если учесть, что за эти несколько миллионных долей секунды нужно успеть запечатлеть изменения тока, изменения напряжения, перемены давления, уменьшение количества атомов в объеме трубки, что нужно измерить скорость их движения и т. д. и т. п., — нельзя не проникнуться глубочайшим уважением к коллективу молодых исследователей, которые блестяще справились с этими поистине фантастическими трудностями.

Как было уже сказано, в первые мгновения прибор действовал как магнитный ускоритель. С бешеной скоростью несущиеся частицы сгонялись к центру. Система приходит в равновесие, и температура мгновенно достигает большой величины.

Попутно замечу, что плазма, с которой приходится иметь дело в описываемых опытах, ведет себя очень своеобразно. Ядра атомов дейтерия обладают большой массой, а электроны — маленькой, и кинетическая энергия, приобретаемая ядрами, оказывается гораздо больше кинетической энергии, приобретаемой электронами. Во всех случаях, когда физики до этого получали плазму, — она часто появляется при некоторых условиях при электрическом разряде в газах, — там наблюдались быстрые «горячие» электроны и медленные, более «холодные» ионы.

Здесь все было наоборот.

Пока формировался плазменный шнур, давление в нем не успевало заметно вырасти. Когда же происходило сжатие, давление в плазменном шнуре повышалось в несколько миллионов раз — не превышая, впрочем, несколько десятков атмосфер, — не забудьте, что опыт начинался при высоком разрежении газа!

Затем под действием образовавшегося давления частицы разлетались обратно. А затем газ снова сжимался. Плазменный шнур пульсировал. Стационарного процесса не получалось…

Температура в сжимающемся шнуре достигала миллиона градусов. Этот замечательный рекорд сам по себе заслуживает особого внимания.

В связи с ним возникают многие интересные вопросы: например, можно ли каким-нибудь способом определить цвет «звездного вещества» в разогретом до таких температур плазменном шнуре и не губительно ли для окружающих излучение, которое при этом возникает!

Оказывается, плазменный шнур бесцветен — он почти абсолютно прозрачен, поэтому и свечение его совсем не такое чудовищно яркое, как можно было бы ожидать. Относительно слабая яркость и кратковременность вспышки, так же как и малая плотность вещества в разрядном промежутке, делают опыт совершенно безопасным для окружающих.

Итак, одна пульсация, другая, третья…

При втором, а иногда третьем сжатии (никогда при первом!) происходит вылет нейтронов и на какую-то долю микросекунды возникает мощное рентгеновское излучение, напоминающее короткий всплеск волны. По скорости вылета и некоторым другим признакам можно отличить нейтроны не термоядерного происхождения и, невидимому, немного нейтронов термоядерного происхождения.

* * *

_{"РПД" решено было выкрасть. Дверь в автоматизированную квартиру Дотошкина была закрыта, но Петя Верхоглядкин произнес какие-то магические слова, акустическое peлe сработало, и дверь распахнулась. Едва Белоручкин сел в невинное с виду кресло, как оно схватило его в нерасторжимые объятия.} 

_{- Ничего, я сейчас тебя выручу, — сказал Верхоглядкин и начал нажимать подряд на все кнопки на панели управления…}

_{(См. стр.25)} 

* * *

Звездное вещество, образующееся в пульсирующем шнуре, ведет себя во многих отношениях загадочно. Откуда берутся, например, рентгеновские лучи с высокой проникающей способностью! И что самое удивительное: почему, хотя напряжение на разрядной трубке составляет всего лишь 20–30 тысяч вольт, рентгеновские лучи имеют энергию в несколько сотен тысяч вольт!

Это говорит о том, что частицы в трубке могут ускоряться до энергий, гораздо больших, чем можно было ожидать, но как!

Возможные реакции синтеза изотопов водорода.

— Процессы, которыми обусловлено появление нейтронов не термоядерного происхождения и жестких рентгеновских лучей, нами еще не поняты, — заявляют исследователи.

Специально изучалось свечение плазмы. И здесь обнаружились интересные и даже необъяснимые пока что явления. Например, спектральная линия дейтерия в момент разогрева плазмы колоссально расширяется. Почему это происходит, пока что также не ясно.

Накопление таких новых необъяснимых фактов радует академика Михаила Александровича Леонтовича, который руководил теоретическими исследованиями проблемы. Это ему и его сотрудникам принадлежал тот теоретический анализ, который лежал в основе первых экспериментов лаборатории Арцимовича.

Самое интересное для физика-теоретика — это появление фактов, которые не были предсказаны и не могут быть объяснены с точки зрения сложившихся в науке представлений. Это означает, что нужно итти вперед, развивать, усовершенствовать теорию. Так и развивается настоящая наука.

ЧТО ЖЕ ДЕЛАТЬ?

Исследователи подсчитывают трофеи первого выигранного сражения за овладение термоядерными реакциями.

«Скромная победа», — может подумать читатель, который знает о том, что представляет собой подлинная наука, только понаслышке или по описаниям готовеньких завоеваний. А мы здесь познакомились с трудовыми буднями ученых мы рассказали о том, как была завоевана первая оборонительная линия крепости, казавшейся неприступной.

История, которая хранит на своих страницах память о том, как росли и развивались выдающиеся научные открытия разных времен, учит нас умению в настоящем угадывать черты будущего. Когда француз Кальете и швейцарец Пикте наблюдали первые капли жидкого воздуха, которые стекали по стеклянным сосудам холодильной машины, было очень трудно предвидеть, что пройдут десятилетия и основанные на этом открытии холодильные заводы начнут выпускать целые реки кислорода, этого могучего ускорителя металлургии и многих других процессов.

Не обращая внимания на злые порывы ветра, свистевшего а щели сарая-лаборатории, Пьер и Мария Кюри любовались голубоватым сиянием, которое испускала жалкая на первый взгляд щепотка радиевой соли, добытая ими ценой неимоверных усилий и лишений. Предчувствовали ли они в тот момент, что это было началом могучего прорыва в тайны атомного ядра!

Вряд ли. Это открылось позднее.

А мы, обогащенные опытом предшествующих поколений, знаем, что с овладения пускай крохотным плацдармом начинается генеральное наступление на самую крутую и в то же самое время самую заманчивую высоту. Ведь все-таки впервые в мире ученые смогли подступиться к таким температурам, при которых возможно осуществление термоядерной реакции. Это выдающееся событие стало праздником всей мировой науки.

В лаборатории просиял, пускай еще еле различимый, пускай на кратчайшее мгновение, но ручной, управляемый и в то же время звездный свет.

* * *

 _{Автоматика действовала во всю. Какой-то автомат постелил постель. Другой налил воды в стакан… И вдруг кресло выбросило Белоручкина, как снаряд из катапульты, прямо на диван, на подушку с одеялом. Не успел он облегченно вздохнуть, как другая машина схватила его, завернула в одеяло и стала запихивать в нижний ящик шкафа.}

_{«Очевидно, сюда убирается постель», — сообразил Верхоглядкин.}

_{(См. стр. 37)} 

* * *

По каким направлениям развернется это наступление? Мы будем с нетерпением ждать ответа на этот вопрос, но пока что мы его не имеем.

На этих страничках я сумел показать только краешек той огромной работы, которую проделали ученые. Я не упомянул, например, о том, что в лаборатории Л. А. Арцимовича было изучено поведение в условиях сверхвысоких температур водорода, ксенона, криптона, аргона и различных смесей этих газов.

Были перепробованы десятки различных материалов для изготовления разрядных трубок. Были освоены способы сверхскоростной киносъемки, при которой за секунду получается 2 млн. кадров.

Выковалось оружие, воспитались люди, которые умеют им в совершенстве владеть, а это едва ли не главное. Этим людям предстоят еще славные дела. Лев Андреевич Арцимович прав, говоря: «Природа никогда не заботилась о том, чтобы законы, которые ею управляют, были удобны для понимания».

ПАРОВОЙ КОТЕЛ В НЕДРАХ ЗЕМЛИ. Каждая тепловая электростанция имеет топку, в которой сгорает уголь или нефть, торф или атомное «горючее». А можно ли построить тепловую электростанцию, которая не требовала бы ни грамма горючего?

Оказывается, можно. Мексиканские инженеры спроектировали недавно электростанцию, паровым котлом которой являются… недра земли!

После тщательных поисков в штате Гидальго был обнаружен мощный подземный источник пара. На дне пробуренной скважины температура достигает 300 градусов, а струя горячего пара забила из скважины на высоту 120 метров! Этот пар и будет вращать турбины электростанции мощностью в 25 тысяч киловатт.

МНОГОКОВШОВЫЙ ГИГАНТ. В сообщении из Германской Демократической Республики рассказывается о постройке самого большого в Европе многоковшового экскаватора. Этот экскаватор предназначен для так называемых открытых разработок угля, которые возможны в том случае, когда уголь лежит близко к поверхности земли. Добыча угля ведется черпаками, каждый из которых вмещает до 2,4 куб. м грунта. Всего за сутки экскаватор может добыть около 60 тысяч куб. м угля, в 3 раза больше, чем другие экскаваторы равной с ним мощности. Экскаватор имеет 288 колес, 32 мотора и 144 оси — целый железнодорожный состав!

«КРЫЛЬЯ НУЖНЫ ТОЛЬКО ПТИЦАМ», — заявляет в журнале «Тайм» А. Летпиш, построивший модель нового летательного аппарата, названного им «аэродин». Внешний вид аппарата напоминает фюзеляж самолета. Крыльев аппарат не имеет, — подъемная сила создается струей воздуха, засасываемого через сопло в носовой части фюзеляжа и выбрасываемого через отверстие в дне фюзеляжа. Часть воздуха направляется через сопло хвостовой части и толкает машину вперед, как и обычный реактивный самолет. Чтобы управлять машиной, надо просто изменять соотношение силы этих струй. Конструктор аэродина считает, что крылья лишь создают излишнее сопротивление воздуха и мешают летать.

БЕЗЗВУЧНЫЙ БУДИЛЬНИК. Журнал «Попюлер меканикс» сообщает на своих страницах об интересном будильнике — ручных часах. Нижняя крышка их, прилегающая к руке, может вибрировать под действием специальной пружины. Поставив часы на определенный час, можно быть уверенным, что в точно заданное время крышка корпуса начнет постукивать по руке, беззвучно напоминая о том, что пора вставать. Днем часы могут также напомнить владельцу о каком-либо неотложном деле.

ПИАНИСТ ПЕРЕНОСИТ ПИАНИНО ПОДМЫШКОЙ. Новый музыкальный инструмент, выпускаемый сейчас одним из чехословацких заводов, весит всего 6 килограммов. Это «электрическое пианино», в котором звук рождают не струны, а электрические колебания, генерируемые радиолампами. Пианино имеет такую же клавиатуру, как обычное, а звук его точно воспроизводит звучание струн. Длина пианино — всего 60 сантиметров, оно очень удобно для школ, клубов, домов культуры и кружков, а также для поездок.

В МИРЕ МАЛЫХ МАШИН

ПЕРВАЯ В КИТАЕ. Первая железная дорога пущена в Харбине. Все должности на ней занимают харбинские пионеры и школьники — будущие железнодорожники. Они всерьез изучают технику и готовятся стать настоящими мастерами своего дела.

ЧЕТЫРЕХМОТОРНЫЙ САМОЛЕТ легко оторвался от зеленого поля аэродрома, сделал круг и совершил безукоризненную посадку на три точки. Большая группа людей двинулась к самолету. Впереди всех шел его конструктор и строитель. Подойдя вплотную к машине, он наклонился и… поднял ее на руки. Не думайте, что конструктор необыкновенный силач. Самолет весит всего 5 кг. Создать впервые в Европе модель четырехмоторного самолета удалось Гельмуту Аппельту из Штутгарта (ФРГ). При работе всех 4 моторчиков, объемом в 3 куб. см. каждый, она летала более 5 мин.

САМЫМ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ И САМЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

Благодаря необыкновенному быстродействию электронная лампа помогла человеку овладеть чрезвычайно многообразным миром быстрых и сверхбыстрых колебаний.

При радиопередаче на волне длиной 30 м к лампе ежесекундно прибывает десять миллионов электрических колебаний. Лампа отлично справляется с этим потоком колебаний, рождающихся в антенне приемника под действием проносящихся радиоволн. Она их усиливает и преобразует в такие изменения электрического тока, которые приводят в действие громкоговоритель, и мы слышим звук, прозвучавший за несколько тысяч километров от нас.

Электронная лампа имеет дело не только с готовыми электрическими колебаниями. Она может создавать их и сама. Ламповый генератор — это один из самых гибких и удобных генераторов, известных в технике. Он дает возможность получать электрические колебания, начиная от самых медленных и до невообразимо быстрых. Эти качества радиолампы позволили ей работать и в схеме радиолокатора, выбрасывающего в пространство по нескольку тысяч радиоимпульсов в секунду, и в вычислительных машинах, позволяя вести вычисления со скоростью десяти и более тысяч математических операций в секунду, и во многих других сложнейших и точнейших устройствах современной техники.

Но электронная лампа не только открыла путь в мир быстропротекающих явлений, — она наделила человека необыкновенной чувствительностью, далеко превосходящей чувствительность наших органов чувств.

Специальные приемники импульсных сигналов уверенно работают при столь ничтожно малом потоке мощности радиоволн, который не превышает потока мощности света, доходящего в Москву от карманного фонарика, зажженного в Ленинграде! Конечно, свет этого фонарика на таком расстоянии не увидит ни один самый зоркий человек.

Таковы исключительно высокие достоинства электронной лампы, которая помогает нам слышать неслышимое и видеть невидимое, совершенствовать современную технику и открывать одну за другой тайны окружающего нас мира.

Надо заметить, название «тепловой барьер» менее удачно, чем «звуковой барьер». Когда самолет развивает сверхзвуковую скорость, он в самом деле как бы преодолевает некий барьер и попадает в более устойчивую область полета, чем зона скоростей, близких к скорости звука, простирающаяся от 0,9 М до 1,1 М. За 1 М — один Мах — ученые условились обозначать скорость полета, равную скорости звука.

«Тепловой же барьер» не имеет резко выраженной границы. Точнее было бы назвать его «тепловым возвышением», которое становится все круче и круче, или «тепловой чащей», сгущающейся по мере роста скорости.

Через «тепловой барьер» нельзя «пробиться», как сквозь «звуковой», но зато через него можно «перепрыгнуть» — летать высоко, в разреженном воздухе.

Нагрев в полете, который был не страшен артиллеристам, принес много хлопот творцам самолетов. Ведь время полета самолета измеряется не минутами, а часами. К тому же самолет состоит из тонких металлических оболочек, быстро принимающих температуру ударяющегося о него воздуха.

Те части самолета, которые встречают поток «в лоб», — нос фюзеляжа, передние кромки крыльев и оперения, — нагреваются всего сильнее, до так называемой «температуры торможения». Температура остальных поверхностей, по которым воздушный поток лишь «скользит», ниже — равна приблизительно 85 % от температуры торможения.

Чем выше скорость, тем больше температура (смотри график на цветной вкладке).

^{1. Размягчается плексиглас.}

^{2. Человек нуждается в защите от нагрева.}

^{3. Закипает бензин.}

^{4. Нарушается нормальная работа электрон гидромеханизмов.}

^{5. Капрон и найлон теряют прочность.}

^{6. Предел прочности резины.}

^{7. Алюминий теряет 20 % своей прочности.}

^{8. Разлагаются авиационные смазки.}

^{9. Закипает керосин.}

^{10. Плавится пайка.}

^{11. Титан теряет 40 % прочности.}

^{12. Размягчается стекло.}

^{13. Предел стойкости обычной стали.}

В III системе циркулирует охлаждающая жидкость (8), прокачиваемая насосом (11). Омывая лед (10) с начальной температурой —70°, она охлаждается. Когда лед растает, переключается кран (9) и система работает подобно II системе.

_{Рис. художн. С. Пивоварова}

ТЕМПЕРАТУРА И САМОЛЕТ

Кому не известна пословица: «Куй железо, пока горячо»!

Очень мудрая пословица! Она свидетельствует, что людям давно известно свойство веществ изменять свои качества при нагреве. Изучением этого явления пришлось заняться и авиаконструкторам. Оказалось, что алюминиевые сплавы теряют свою прочность при температуре выше 140–200°. До такой температуры нагревается поверхность самолета при скорости 2 200— 2 400 км/час. Титановые сплавы более стойкие. Они могут выдержать скорость до 3 500 км/час, при этом поверхность самолета нагреется до 450 °C, а в точках торможения — до 540 °C.

Еще хуже переносят нагрев неметаллические материалы. Так, плексиглас оказался непригодным для остекления кабины пилота уже на околозвуковых скоростях. Теперь для остекления используется специальное термостойкое авиационное стекло. Немало пришлось поработать химикам, пока они нашли и высокопрочную пластмассу для обтекателей радиолокационных антенн, находящихся в носу фюзеляжа.

Нагрев самолета может привести к тому, что закипит горючее в баках, потеряет изоляционные свойства резина, исказятся показания приборов, нарушится работа радиоаппаратуры. Неравномерный нагрев самолета, изготовленного из разных металлов, которые расширяются при повышении температуры каждый по-своему, неизбежно вызовет в нем опасные напряжения. Поэтому сверхскоростной самолет надо проектировать так, чтобы нагревающимся частям «было куда податься».

И, наконец, самая главная задача — как уберечь от жары экипаж и пассажиров самолета. Ведь уже при скорости полета 1 200 км/час температура в неизолированной кабине поднимается до +50 °C. Кабина превращается поистине в баню.

Вывод один: чтобы летать со сверхзвуковыми скоростями, нужны специальные меры для борьбы с нагревом. Но какие?

ЛЕТАЮЩИЙ ХОЛОДИЛЬНИК

Как защитить себя от холода, знает каждый. Надо натопить лечь, если холодно дома, а выходя на улицу, надеть шубу. Избавиться от жары можно сходным способом: или «делая холод», или спрятаться от нее, надев специальную «шубу».

Дома мы «делаем холод» в холодильнике. Может быть, поставить на самолет подобный холодильник? Холодильник, правда, займет всю площадь самолета. Ведь холода потребуется много.

А самое главное, что холодильник не будет работать. Ему некуда будет отводить тепло. Вы спросите, какое тепло? Попробуйте рукой заднюю стенку холодильника, и вы убедитесь, что она горячая. Это холодильный агрегат отдает воздуху комнаты калории, «вынутые» из холодильной камеры нашего агрегата. А ведь самолет, летящий со сверхзвуковой скоростью, окружен горячим воздухом, который «не примет» тепла, откачиваемого из самолета.

Есть другой способ «делать холод».

У кочевников-арабов есть «волшебные» кувшины, в которых вода в самую сильную жару остается холодной. Вода свободно проникает в поры глиняной стенки, и кувшин все время «потеет». Кувшины эти не облицованы глазурью. Капельки влаги, испаряясь со стенок кувшина, уносят с собой тепло. Именно таким способом некоторые ученые решили охлаждать самолет, продавливая охлаждающую жидкость через множество микроскопических пор в обшивке самолета.

Но сложное устройство обшивки и отсутствие сегодня вполне приемлемых здесь пористых материалов не позволяют применять метод «выпотевания». Гораздо проще циркуляционное охлаждение. Однако и эта система не совершенна. Кончилась охлаждающая жидкость, система перестает работать.

Конструкторы задумались. А что, если увеличить запас холода, заливать систему перед взлетом водой, охлажденной до +1 °C, или водо-спиртовой смесью при температуре —20 °C?

Можно поместить в бак циркуляционной системы лед, замороженный до —70 °C. Летчик включил систему охлаждения.

Веда потекла под обшивкой, нагрелась, попала в бак со льдом, отдала ему часть тепла и вновь побежала под обшивку. И так продолжается, пока не растает весь лед. После этого система размыкается и работает, выбрасывая воду наружу. Чем детальнее изучали исследователи различные системы охлаждения, тем яснее становилось, что все эти системы решают проблему «теплового барьера» только частично. Время работы их — считанные минуты. Весит же система охлаждения, например сверхзвукового истребителя, 1–2 т! И это в авиации, где конструкторы на протяжении всей ее истории стремились сделать самолет предельно легким!

МОЖЕТ БЫТЬ, «ШУБА» ЛУЧШЕ?

Инoe дело тепловая изоляция. Никаких механизмов, перегоняющих воду, почти нормальный вес и время работы измеряется уже десятками минут. «Шуба» самолета должна иметь два слоя. Снаружи прочная и жаростойкая обшивка, а за ней теплоизоляция — стеклянное, асбестовое волокно или пенопласт.

Наружная обшивка отдается на «растерзание» высоким температурам. Однако «растерзать» ее не так-то просто. Хотя нагрев тела, летящего, например, со скоростью 5 400 км/час, достигает 950 °C, особые сорта стали могут выдержать температуру до 1 000—1 200 °C, металлокерамика — до 1 400—1 600 °C, а карбиды бора и титана — даже до 2 000 °C.

Защитить внутренние части самолета от раскаленной обшивки может стеклянное, асбестовое или кремниевое волокно. При скорости 1 600 км/час самолет прогреется до +80 °C всего за 3 мин., а с теплоизоляцией только за час. Нос сверхскоростного самолета, очевидно, будет представлять собой длинный, тонкий шпиль. Далеко выброшенный вперед, он будет принимать на себя основной термический удар.

Для сверхвысоких скоростей большие перспективы открывает сочетание теплоизоляции с охлаждением особо нагревающихся частей — передних кромок крыльев, оперения и носа. Однако самый верный способ избежать нагрева — летать на больших высотах, в разреженном воздухе. При полете со скоростью 5 000 км/час на высоте 6 000 м самолет нагревается до 700 °C за 1,5 мин., а летя с такой же скоростью на высоте 37 000 м — лишь до 300 °C и только за 30 мин.

И все же хотя трассы сверхскоростных самолетов будущего пройдут через верхние слои стратосферы, без тепловой защиты не обойтись: в начале и конце полета придется пронизывать плотные слои воздуха. Ученые исследовали пока только опушку термической чащи. А впереди встает уже новое препятствие. Возможность плавного повышения сверхзвуковой скорости не безгранична, утверждают ученые. При скоростях выше 6 000 км/час из-за резких скачков давления начнется местное сжижение (!!) воздуха.

Видные ученые расходятся в оценке нового барьера и его границ. Но несомненно одно: упорные и кропотливые исследования позволят разгадать тайны и этого барьера и преодолеть его.

* * *

_{Два "РПД" все-же похищены…}

_{(См. стр. 38)}

* * *

СТЕКЛЯННЫЙ АВТОМОБИЛЬ

Иной раз стеклянный стакан только нечаянно локтем опрокинешь на блюдце, и он разбивается. Кажется, даже мысли нельзя допустить, чтобы сделать из стекла кузов автомобиля. На на Московском автозаводе имени Лихачева построили именно такой автомобиль. Блестящий обтекаемый кузов нового автомобиля сделали из мягкого в прочного, как тонкий шелк, стеклянного волокна. Деревянную модель кузова покрыли толстым слоем этого волокна и пропитали его искусственной смолой. Вначале получился некрасивый и липкий войлок. Но затем его поместили в печь, где при постепенном нагреве в вакууме стеклянный войлок уплотнился, и смола, склеившая его волокна, затвердела. Получился очень прочный и легкий материал — «стеклопластик». Поверхность его выровняли, покрыли светлой автомобильной краской. И по внешнему виду его стало невозможно отличить от стального. Но он легче, прочнее и никогда не проржавеет даже в самом сыром гараже.

СОГЛАСЕН ЛИ ТЫ С ТЕМ, ЧТО…

…поршень паровоза движется относительно рельсов только в ту сторону, куда движется сам паровоз?

…вариометром называется деталь паровой турбины?

…тяжелоатлет, выжимающий штангу в Тбилиси, затрачивает больше энергии, чем мурманский спортсмен, поднимающий такую же штангу на ту же высоту?

…влажный воздух плотнее, чем сухой, и, следовательно, при приближении дождя атмосферное давление увеличивается?

…в глубокой шахте любой груз вследствие того, что он находится на меньшем расстоянии от центра Земли, весит больше, чем на поверхности?

…ракета движется, отталкиваясь от воздуха выбрасываемой ею струей газа?

* * *

— Отправились! — скомандовал Коля. — Команда по местам!

Но тут Петя неожиданно запротестовал. Хотя Петя был младше Коли, он обладал большим жизненным опытом именно по части мореходства. Он гостил прошлым летом у тетки в Архангельске и побывал в морском порту.

— Сначала надо бункероваться, — объявил он. — В Архангельске я целую неделю каждый день на пристань ходил, там пароход один все грузился. Одного угля целую гору взял, с наш дом.

— Да-а, — сказал Коля, с сожалением поглядев на Петю, — я вижу, ты совсем отсталый человек.

— Почему же это?

— Потому, что про старое рассказываешь.

— Ничего не старое. Прошлым летом видел.

— Да мы-то с тобой в будущее на несколько лет уехали. И ледокол наш атомный. Никакого угля брать не будем. Атомного топлива требуется в миллионы раз меньше, чем угля. И машины у него сильнее. И сам он более крепкий. — А это почему?

— Потому, что угля не везет. Эта твоя гора, знаешь, сколько весит? Без нее можно и машины большие поставить и стенки у ледокола сделать потолще… Давай гудок. Полный вперед!

* * *

_{— У тебя флюс? — заботливо спросил Белоручкина преподаватель. — Ты сегодня не сможешь исправить свою двойку.}

_{— Да, я нездоров, — бодро ответил Боба, — но отвечать буду… — Он крепко надеялся на вмонтированный в повязку "РПД"…}

* * *

Коля застучал мешалкой для теста по кувшину. Петя загудел, потом стал выпускать пар. Он не знал, как выпускает пары атомный ледокол, поэтому на всякий случай шипел погромче. Атомный ледокол быстро пошел вперед, и скоро показались первые льды.

— Крути. — вошел в азарт Коля, — дави их. Полный вперед!

Он опять застучал по кувшину, а Петя закричал: — Трах-бум-бум! Справа по носу медведь, — доложил он тут же.

Справа по курсу, и правда, был виден медведь. Он стоял на этажерке. Фарфоровую статуэтку купила Колина мама к его рождению.

— Включить прожектор! — скомандовал Коля. — Полундра! Начинается обледенение.

— Сейчас сколем, — откликнулся Петя, беря в руки освободившуюся мешалку для теста и орудуя ею, как ломом. — Раз, два, взяли!

— Ты, я вижу, никогда не плавал на атомных ледоколах. Там тепла, знаешь, сколько? Горячую воду пускают по трубам вдоль корпуса, он и нагревается. Как утюг. Весь лед стаивает. Только пар идет.

— Есть пустить пар.

Петя зашипел и стал двигать руками, как будто открывает кран.

— Готово. Льда нет, — доложил он.

Они благополучно завершили рейс.

* * *

АТОМНЫЙ ЛЕДОКОЛ

На одной из советских верфей полным ходом идет строительство атомного ледокола. Длина арктического богатыря 134 метра. Ширина больше 27 метров. Водоизмещение 16 тысяч тонн. Для вращения гребных винтов на нем будут установлены моторы общей мощностью в 44 тысячи лошадиных сил. Но не в этом главное достоинство замечательного корабля.

Лучшие дизельные ледоколы принимают запас топлива на месяц, весит оно больше 3 тысяч тонн. А новый корабль будет обеспечен энергией для непрерывного движения во льдах в течение 2–3 лет. Для этого в одном из отсеков ледокола установят атомную электростанцию тепловой мощностью свыше 200 тысяч лошадиных сил. В сутки атомный ледокол будет расходовать меньше двухсот граммов урана, двигаясь со скоростью 18 миль в час.

Недалек уже день, когда могучий победитель льдов будет торжественно спущен на воду.

* * *

— Давай еще куда-нибудь съездим, — предложил Петя.

— Есть у меня одна мысль. Только… — Коля посмотрел с сомнением на Петю. — Ты представляешь, что такое полупроводник?

Когда Петя ездил с мамой в Архангельск, то в поезде он видел проводника. Это была тетя в синем берете, с веником в руках. Он хорошо ее помнил, но представить полтёти никак не мог.

Коля увидел непонимающие Петины глаза и решил прибегнуть к какому-нибудь примеру.

— Вот этот шнур, — он дал Пете пощупать шнур от лампы синего света, — это проводник. Все, что проводит электричество, это проводники. А полупроводник…

— Половинка шнура? — воскликнул Петя. — Ведь шнур из двух проводов сплетен. Значит, один провод это и будет полупроводник!

Он был очень доволен.

* * *

«ПЛАНТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА»

На квадратный метр знойных пустынь солнце в дневное время дает до киловатта мощности, а на сто гектаров оно проливает энергию мощностью в миллион киловатт. Солнечную энергию можно превращать в электрическую при помощи полупроводниковых термоэлементов.

Одна сторона полупроводниковых термоэлектрических батарей нагревается солнечным светом, другая охлаждается потоками воздуха, который проходит по трубам, проложенным в прохладных слоях земли. При разности температур в батареях появляется электрический ток.

В настоящее время термоэлементы уже могут превращать в электрический ток до 10 процентов энергии солнечного света. И маленькая площадка в 10 квадратных метров может дать энергию для работы мотора мощностью больше лошадиной силы.

Полупроводниковые «плантации электричества» получат в будущем широкое распространение. Пустыни станут солнечными электростанциями.

* * *

Но Коля стал серьезным. Впервые в жизни он столкнулся с задачей, которую можно было бы назвать педагогической. Никогда до этого он не представлял себе всей сложности учительского труда.

— Да нет же, — сказал он, раздосадовавшись то ли на Петю, то ли на самого себя. Петя доверчиво глядел на него своими голубыми глазами. — Как это тебе лучше объяснить? Вот, видишь, — Коля указал на белый фарфоровый ролик на стене. — Это изолятор. Он не проводит электричества. Не проводник. Понял?

* * *

_{— Закон Архимеда, — начал Белоручкин, прислушиваясь к голосу из флюса, — гласит следующее…}

_{— Ты его лучше на примере покажи, — раздалась долгожданная подсказка.}

_{— Я лучше его на примере покажу, — обрадовался Белоручкин.}

_{— Лезь под стол и попеременно высовывай ноги — то правую, то левую… — это снова шепнул ему на ухо флюс.}

_{На глазах потрясенного клaсса Белоручкин заболтал из-под стола ногами…}

_{— У него, наверное, сильный жар! — ахнул учитель…}

_{(См. стр. 52)}

* * *

Петя кивнул головой.

— Ну вот. А есть вещи, которые ни то ни се. Они наполовину проводят ток, а наполовину нет. Это и будут полупроводники.

— А зачем? — спросил вдруг Петя.

— Что зачем? — растерялся Коля. Весь ход его рассуждений, строгий, как доказательство геометрической теоремы, зашатался, словно корабль от удара о скалу.

— Зачем они так?

— Что значит зачем? — начал раздражаться Коля. — Так уж они устроены. Почему ты вот маленький?

— Я вырасту, — пообещал Петя.

Да, пример был неудачный. Коля это сразу почувствовал.

— А почему ты толстый?

— Я не толстый, — обиделся Петя, — кряжистый.

Сложение такое.

— Вот и у полупроводников сложение такое.

— Так бы сразу и сказал. А то маленький, толстый… Подумаешь, какой взрослый!

Скажи лучше, куда мы поедем?

— В пустыню. Мы поплывем по каналу на электроходе. А электрический ток будем брать от солнца.

— Как же ты его возьмешь? — недоверчиво произнес Петя.

— А полупроводники зачем?

— Ну ты, брат, совсем… Что я, маленький, что ли?

Как ты до солнца полупроводники будешь тянуть? До до него, знаешь, сколько?

— Ничего тянуть к солнцу не надо. Оно само протягивает все, что надо.

— Чего оно протягивает? — удивился Петя, сбитый с толку.

— Лучи свои. А солнечные лучи можно превратить в электричество с помощью полупроводников. У тебя есть воображение?

— Есть, — решительно сказал Петя.

— Ну тогда представь себе. Пустыня. Жарища. Солнце так и палит. И вот рядами стоят огромные купола. Как у планетария, только наоборот.

— Как наоборот?

— Вверх раструбом. Купола ловят солнечные лучи, они попадают на элементы из полупроводников и превращаются в электричество. Есть такие полупроводники, которые могут это делать. Купола поворачиваются так, что все время смотрят на солнце, вот как подсолнечники на поле. Понимаешь? Получается электростанция, только без труб, без пара, — совсем особая. Вдоль канала протянуты провода, как для троллейбуса. А по каналу ходят водяные троллейбусы — электроходы.

— А будет так?

— Почему же не сделать? Вот вырастем с тобой и сделаем! А еще можно…

Но тут в комнату вошла мама и всплеснула руками:

— Батюшки, что вы тут наделали!

— Мы путешествовали, — сказал Петя. — Это «машина времени».

— Ну хорошо, — не стала спорить мама. — Только пора пить чай. Поставьте стол как следует. Не разбейте мясорубку.

Коля и Петя переглянулись, вздохнули и принялись за работу.

Когда конструктор за чертежной доской создает будущую машину, он обязан считаться со стандартами.

Пусть, например, в одной из деталей проектируемой машины должно быть просверлено отверстие. Скажем, конструктору кажется подходящим любой диаметр от 50 до 60 мм, и он наобум назначит диаметр 56 мм.

Что из этого получится?

Когда дело дойдет до сверления такого отверстия, окажется, что в инструментальной кладовой нужного сверла нет. Не найдете вы его и на центральном заводском складе. Даже специальные заводы, изготовляющие сверла, заявят обескураженному конструктору, что таких сверл получить нельзя — их в производстве нет.

Придется, значит, изготовить в инструментальном цехе по особому заказу специальное сверло диаметром 56 мм. Это, конечно, обойдется недешево и вызовет законное возмущение производственников. А стоило бы конструктору указать любой стандартный диаметр — 55 или 58 миллиметров, — и сколько угодно таких сверл нашлось бы в любой инструментальной кладовой. Как же тут не возмущаться произволом конструктора, выбирающего нестандартные размеры!

Впрочем, до этого дело не дойдет. Конструктор никогда не назначит размера наобум. Каждый конструктор широко пользуется в работе сборником стандартов. Они оказывают ему хорошую службу, избавляя и от ошибок и от ненужного «изобретательства».

Очень важно знать стандарты и уметь ими пользоваться и юному технику. Вы только затрудните и усложните себе работу, если захотите использовать нестандартные детали, пусть даже они будут самые простые, — болты, гайки, винты. В этом случае вам придется не только самим нарезать эти гайки и болты, но и немало помучиться, подыскивая нужный инструмент. Ничего не поделаешь, ведь детали-то нестандартные, или, как их еще называют, ненормализованные!

О таких деталях очень хорошо сказал Владимир Маяковский в стихотворении «Нормализованная гайка»:

Что гайка? Ерунда! Малость! А попробуй-ка езжай, ежели сломалась. Без этой вещи, без гайки той — ни взад, ни вперед. Становись и стой! Наконец отыскали гайку эту… Прилаживают… Никакой возможности нету!.. Эта мала, та велика, — словом, не приладишь ее никак. И пошли пешком, как гуляки праздные. Отчего? Оттого, что гайки разные. А если гайки одинаковые ввесть, сломалась — новая сейчас же есть. И нечего долго разыскивать тут: бери любую — хоть эту, хоть ту!

У нас в стране почти десять тысяч всяких стандартов. Стандартизованы не только отдельные готовые изделия, агрегаты, детали, материалы, но и методы обработки, способы испытания и контроля, способы выполнения чертежей. Существуют и международные стандарты, выпускаемые Международной организацией по стандартизации — ИСО. Членом этой организации состоит и наша страна.

Техника в нашей стране развивается быстро, и многие стандарты стареют. Поэтому время опт времени они пересматриваются и заменяются новыми. Наши стандарты отражают прогресс науки и техники, успехи новаторов — передовиков производства, растущие требования советских людей.

Вот что таится в четырех буквах — ГОСТ.

* * *

_{Когда Верхоглядкин услышал Дотошкина, он испугался и сбил настройку. А когда спохватился, то снова найти Белоручкина в эфире уже не мог. Так поверхностное знание радиотехники погубило блестяще задуманную комбинацию с исправлением двоек!}

_{(См. стр. 55)}

* * *

СПОРТ И ФИЗИКА

ЗАКОН АРХИМЕДА

Много ли требуется усилий, чтобы держаться на поверхности воды?

Как известно, вес одного кубического сантиметра чистой дистиллированной воды принят за единицу. Удельный вес тела человека приблизительно таков же. При вдохе он равен 0,96—0,99, при выдохе 1,1–1,15. Погружаясь в воду, человек по закону Архимеда испытывает выталкивающую силу жидкости, уравновешивающую почти весь его вес.

Разные люди обладают различной степенью пловучести. Хорошей пловучестью обладают толстяки. Один тучный человек, житель Бомбея Каас, со связанными руками продержался на воде 62 часа 40 минут.

СИЛА УДАРА ПО МЯЧУ

Стремительный могучий удар нападающего — и мяч, отбросив руки бросившегося вратаря, замирает в сетке. Зрители на трибунах с восхищением переговариваются: «Пушечный удар». В этих словах не такое уж большое преувеличение.

Сила удара футболиста по мячу достигает 1 200 кг.

ТЕЛЕФОН РАССКАЗЫВАЕТ СКАЗКИ

В некоторых городах Венгрии можно, набрав в определенное время определенный номер телефона, прослушать сказки и новеллы. Голос рассказчика записан на магнитофонную ленту, которая непрерывно воспроизводит запись. Это устройство аналогично аппарату для передачи по телефону точного времени.

ПРОВЕРЬ СВОЮ ПАМЯТЬ

Внимательно посмотри на знаки, расположенные в верхней строке, и запомни, какой цифре соответствует каждый из них. Затем, не заглядывая в верхнюю строку, впиши в каждый знак соответствующую ему цифру. Человек с хорошей памятью успевает это сделать примерно за 2 минуты.

ДРУЖИШЬ ЛИ ТЫ С ЧИСЛАМИ?

Определи закономерность расположения чисел каждого ряда и впиши в соответствии с ней еще два числа. Если ты успел вписать все числа за 3 минуты, можешь считать, что ты быстро схватываешь математические закономерности.

ПОСЛЕДНИЕ ЦИФРЫ ПРОИЗВЕДЕНИЯ

Дано произведение натуральных чисел от 1 до 99: 1 х 2 х 3…. 98 х 99

Путем рассуждений, то-есть не производя умножения, определите последние 20 цифр результата.

* * *

Моя профессия

Этой весной мне довелось побывать в одной из школ на выпускных экзаменах. Я смотрел на взволнованные лица юношей и девушек и стремился угадать, какой путь в жизни избрал каждый из них, кем они станут. Среди них, конечно, есть и такие, которые захотят после школы пойти на заводы, изберут себе профессии прокатчиков, слесарей, токарей.

И мне захотелось рассказать этим девушкам и юношам, как я стал рабочим, почему люблю свою профессию токаря.

На завод я пришел 16-летним парнем. Было это в 1923 году. Поступил чернорабочим. Теперь уже почти и не знают о такой профессии, вернее о категории рабочих, которым приходилось делать все: носить материалы, вывозить из цехов мусор, обслуживать тех, кто стоит у станков. Заводик наш был старый, маленький, станки тесно жались друг к другу. Да и какие это были станки! Когда их включали, они так шумели, скрипели и содрогались, что казалось, вот-вот рассыплются.

Через год меня перевели в цех. Радости моей не было конца. И хотя по-прежнему я был, как говорят, на подсобной работе, я не унывал. К тому же я старался не тратить времени зря: присматривался, как работают токари, как они стоят у станка, включают машину, как подводят резец, выпытывал у старых мастеров их «секреты».

Наконец мне позволили работать в свободное время на старом станке. Через несколько месяцев стал выполнять норму кадрового рабочего. Я стал токарем.

Завод наш «Красный экскаватор» разрастался с каждым годом. В цехах появилась новая техника. Все сильнее чувствовал я, как мне не хватает знаний — и общих и технических. Расстаться с заводом я не мог. Поступил без отрыва от производства в вечернюю школу для малограмотных, а затем на вечерний рабфак. Мы все тогда страстно тянулись к знаниям. Даже старые рабочие, с большим производственным опытом, понимали, что без знаний новую технику не осилить.

Так я сделал свой первый жизненный вывод: чтобы стать хорошим рабочим, одной любви к своей профессии мало, нужны знания.

В те годы в нашем цехе работал мастером замечательный человек, неутомимый новатор — Рязанов. Он и в нас, молодых рабочих, воспитывал эту любовь к новому.

— Справиться с машиной, выполнить норму может любой квалифицированный рабочий, если он не лентяй. Но чтобы усовершенствовать машину, заставить ее работать в два-три раза быстрее положенного, одних рук мало. Здесь нужна смекалка, нужны знания, — часто говорил он мне.

Помню, как-то удивил он нас всех: сделал в смену 600 деталей. На все наши просьбы рассказать, как он этого добился, Рязанов добродушно отвечал:

— Хитрецы какие — на готовенькое. Нет, подумайте-ка сами.

— А что, не догадаемся?! — обозлился я.

Долго ломал голову, но осилил все же задачу. Придумал новую конструкцию крепления, постаял на станок. Очень волновался: а вдруг не получится? Ведь весь цех знал, что я принял вызов. Запустил ставок. И сделал за смену 1 200 деталей!

Тогда-то я понял, что главное в любой работе — творчество.

Я простой рабочий — токарь. Но я не мыслю себе жизни без постоянных поисков нового. Чтобы всегда быть на переднем крае техники, я много читаю специальной литературы, слежу за опытом новаторов производства, бываю на других заводах. Искать новое стало для меня уже привычкой. После каждой удачной находки я испытываю огромное моральное удовлетворение. Ведь именно эти творческие находки позволили мне в послевоенные пятилетки перевыполнять нормы в пять-шесть раз.

За 30 лет работы на заводе я многое повидал. Мне приходилось работать и с талантливыми инженерами и с такими, которые ничего не умели и не хотели уметь.

Я видел много молодых специалистов, пришедших к нам сразу после школы и института. В большинстве случаев они не знали производства, долго оставались в цехах гостями, а не хозяевами.

Трудно бывало им: робко подходили они к станку, медленно завоевывали авторитет. И часто такой инженер после месяца работы в цехе стремился перебраться в технический или конструкторский отдел. Но и там он редко создавал что-либо новое, свое. Ведь и для этого нужно знать производство не хуже квалифицированного рабочего.

Вот почему, друзья мои, когда кто-нибудь из моих молодых знакомых спрашивает у меня совета, с чего же начинать, куда итти после школы, я отвечаю: хочешь стать инженером, начинай с завода, с цеха. Только тот, кто вначале овладел производственной специальностью и уже после этого шел в институт, тот чаще всего и становился настоящим инженером.

Кое-кто из ребят спросит: стоит ли тогда кончать десятилетку? Ведь на завод принимают и с семилетним образованием.

Стоит, друзья, и очень стоит! Я уже говорил, что труд квалифицированного рабочего — труд творческий. И он требует больших знаний. Разве можно без умения читать чертеж, без знаний физики и математики создавать детали тракторов, самолетов, точных оптических приборов, стать командиром машины?!

Но нужно всегда помнить, что завод дает прежде всего практический опыт, детальное знание производства. Для того же, чтобы постоянно совершенствовать производство, двигать его вперед, нужны теоретические знания, нужно постоянно учиться.

Поступил на завод, не забывай о техникуме. Кончил техникум, иди в институт. Вот тогда ты станешь настоящим рабочим и инженером.

Ждем вас, молодые друзья! Вторгайтесь в мир невиданных скоростей, покоряйте крепчайшую сталь, превращайте ее в машины, во все то, что помогает человеку жить! И вы поймете, какую высокую должность избрали себе.

* * *

_{Вместо Верхоглядкина подсказывал Дотошкин. Затем, усилив выходную мощность, он произнес…}

_{(См. стр. 63)}

* * *

МЕЖДУ ПРОЧИМ

Историки установили, что стены старого города Трои, осада которой воспета в «Илиаде», поэме древнегреческого поэта Гомера, девять раз разрушались и снова воздвигались.

Троя первая существовала 5 тыс. лет назад. Стены этого города были высотой 7,5 м и толщиной в 3 м.

Троя вторая была построена 500 годами позднее, стены ее были еще толще и достигали 12 м высоты.

Но прочнее всех были укрепления Трои шестой, разрушенной в 1500 году до н. э. Стены ее достигали в толщину 8 м, а в высоту 15 м. Вот под какими стенами сражались герои Гомера!

* * *

В Китае на химических заводах и на солеразработках применяются трубы, которые в десятки раз лучше и дольше противостоят действию солей и кислот, чем металлические. К тому же они в десятки раз легче и дешевле металлических. Сделаны эти трубы из толстого бамбука.

* * *

Последними исследованиями доказано, что температура воздуха в стратосфере над экватором значительно ниже, чем над полюсом на той же высоте.

* * *

Драгоценные камни аметисты и опалы имеют такую же химическую формулу, как и речной песок, а рубин имеет формулу белой глины.

* * *

Подсчетом под микроскопом удалось установить, что некоторые виды сороконожек имеют по 270 ног.

Попробуйте, поставив ступню правой ноги плотно к стене, поднять левую ногу и схватить ее левой рукой.

Станьте на чурбак и, стараясь сохранять равновесие, закиньте мяч в банку.

Станьте на одну черту и бросьте кружок диаметром в 20–25 см таким образом, чтобы он долетел до другой черты и возвратился к вам. Это возможно лишь в том случае, если вы придадите кружку в момент броска быстрое вращение в вашу сторону.

А разве ваша школа, наши юные читатели, не может перенять опыт татауровцев построить вторую в мире такую ветросиловую плотину. Разве она вам не нужна? Разве это вам не по силам? Основные узлы и детали постройки такой ветроэлектростанции вы найдете на этих страницах.

Наиболее сложно изготовить ветроколеса, лопасти которых должны иметь правильно сделанное искривление рабочей поверхности. От точности, тщательности и чистоты обработки рабочей поверхности зависит качество ветроколеса, достижение запроектированной мощности и числа оборотов.

Заготовкой для изготовления ветроколеса может служить хорошо высушенная неперекосившаяся сосновая доска, не имеющая пороков древесины. Размеры доски: длина 4 м, ширина 200 мм, толщина 40 мм.

Сначала доску надо остругать со всех сторон начисто. Затем приступают к разметке. Поперек доски проводят карандашом линию, которая разделит доску на две равные половины. От этой средней линии откладывают в обе стороны по 500 мм и вычерчивают линии ББ₁ и ВВ₁. Затем приступают к изготовлению двух шаблонов, из них один для концевого профиля лопасти, другой — для корневого. Для этой цели берут два прямоугольных отрезка тонкой фанеры и на одном из них вычерчивают концевой, более тонкий профиль, на другом — корневой, толстый. Затем выпиливают лобзиком или вырезывают острым ножом профиль.

Теперь можно приложить выпиленный шаблон тонкого профиля к торцам заготовки и обрисовать по нему очертания профиля. При этом надо проверить. чтобы линия КД тонкого профиля пришлась под углом не более 5° к кромке торца ДЕ (на одном конце лопасти) и чтобы на другом конце лопасти наклон профиля и острие его были обращены в иную сторону, чем на первом конце.

Затем заготовку зажимают на верстаке и проводят линии БИ и ВК. По этим линиям отпиливают треугольники. На боковых плоскостях доски, образовавшихся по линиям БИ и ВК, располагаются заостренные кромки лопастей. Но идут эти кромки не по грани доски, а по линиям БИ и ВК, которые и нужно вычертить карандашом. Теперь можно обрабатывать лицевую (плоскую) поверхность лопасти, удаляя излишний материал рубанком, стамеской или просто ножом. Обработку надо начинать с корневых участков лопасти и постепенно итти к торцовым профилям.

Когда форма лопасти достаточно грубо образовалась, производят проверку корневого профиля с помощью второго шаблона — отверстия. Для этой цели шаблон надевают на концевой участок и проводят им вдоль лопасти до точки Б или В. Скругление выпуклой поверхности на тыльной стороне лопасти делают на глаз острым ножом.

Когда лопасть таким образом доведена до своей правильной формы, приступают к ее чистовой отделке, обрабатывая поверхность острым краем стекла, стеклянной бумагой и т. д. Чем глаже поверхность лопасти, тем большую мощность даст ветроколесо.

Для защиты от осадков ветроколесо следует окрасить эмалевой краской или нитролаком в два слоя (второй слой — после полного высыхания первого).

Перед окраской грунтовать лопасть не следует, так как грунтовка не удержится во время работы ветроколеса и отпадет. Масляной краской покрывать ветроколесо не рекомендуется.

Каждое ветроколесо агрегата ВСП 6Д4 при ветре 8 м/сек делает 150 об/мин. Оно вращает деревянный шкив диаметром 900 мм. От этого шкива отходит тросовая передача к центральному шестикратному шкиву, насаженному на главный вал. Вал вращается в двух подшипниках, укрепленных на металлическом кронштейне, наглухо прикрепленном и центральному стояку рамы. В то время как шкив ветроколеса имеет диаметр 900 мм, шестикратный шкив имеет диаметр 180 мм (соотношение 1: 5). Если ветроколесо при рабочем ветре 6–8 м/сек делает 150 об/мин, то главный вал будет делать 150*5 = 750 об/мин.

Предназначенный для этой ветростанции 4,5-киловаттный генератор должен делать 1 500 об/мин. Это значит, что на его валу должен быть насажен шкив, диаметр которого в два раза меньше диаметра шкива на главном валу. Устанавливают генератор на втором кронштейне, прикрепленном к центральному стояку рамы под ее нижней частью.

* * *

ХОРОШЕЕ ОТНОШЕНИЕ К ВЕЩАМ

Стоит подложить под лапки и винт резиновые прокладки, и мясорубка будет устойчива и стола не испортите.

* * *

Сделай такую откидную вешалку для брюк на дверце шкафа или на стене.

* * *

Если вы оставите на зиму кадку с водой, кадка может лопнуть. Чтобы избежать такой неприятности, опустите в воду полено.

* * *

Легко сделать самому такую стойку для велосипеда.

* * *

Удобно хранить иголки в пробирке: они не заржавеют и об них не уколешься.

* * *

Художник не мог выговорить ни слова. Его новые часы могли теперь показывать время с такой же точностью, как банка из-под консервов. Сам иллюзионист подавленно молчал.

— Ну, я пойду, — нерешительно проговорил Акопян.

— Нет уж, давайте часы, — с угрозой в голосе прорычал художник. — Делайте, что хотите, но часы чтоб были — Ну, если можно делать, что хочу, то попробую. — Акопян вновь положил изуродованные часы в сосуд, накрыл его крышкой и принялся страстно заклинать свой «дух фокусов». Потом снял крышку и осторожно вытряхнул… совершенно исправные часы!

Пока художник проверял их ход, Акопян весело смеялся, а мы растерянно смотрели на него и постепенно начинали понимать, что, помимо всего, иллюзионист должен быть хорошим актером. Ведь его обескураженное лицо совершенно сбило нас с толку!

Продолжая посмеиваться, Арутюн Амаякович налил стакан воды и поставил его на свой складной столик, накрыв большим плотным платком. Затем поднял платок вместе со стаканом и резко взмахнул рукой. Мы испуганно отшатнулись, чтобы не быть облитыми водой. Но… воды не было. Стакана тоже не было ни на столике, ни в руке у иллюзиониста, хотя мы только что видели, как он осторожно удерживал его в платке.

За этим последовал головокружительный каскад фокусов. Мы были по-настоящему взволнованы красивым искусством иллюзиониста.

— Не сможете ли вы приподнять хотя бы самый кончик того таинственного занавеса, за которым прячется «зернышко» фокуса? — спросили мы Акопяна.

— А почему же нет? Конечно, могу! — ответил он. — По-моему, это даже просто необходимо. Наш зритель любит смотреть выступления иллюзионистов, а в программах школьной самодеятельности фокусы — величайшая редкость. Между тем это высокое искусство, занятие которым требует знания механики, физики, химии, психологии, актерского мастерства. Оно развивает изобретательность, находчивость, физическую ловкость. Я с удовольствием объясню ряд фокусов и с еще большим удовольствием увижу их когда-нибудь на школьной сцене.

— Ну вот, теперь вы, так сказать, «по ту сторону фокуса».

Смотрите внимательно.

Для фокуса с бездонной рюмкой нетрудно изготовить самому рюмочку из плексигласа. Склеивать его надо ацетоном, а сгибать в разогретом виде. Внизу, как показано на рисунке, надо приделать штуцер, на который надевается резиновая груша. Нажимая или отпуская ее незаметно, мы можем наполнять или опорожнять рюмку.

В левой руке у меня белый платок, в правой — синий. Я складываю их (рис. 1) и завязываю их (рис. 2 и 3). Теперь, делая вид, что еще крепче затягиваю узел, я тяну за конец и середину только синего платка. Узел превращается в скользящую петлю на синем платке (рис. 4). После этого накрываю левую руку синим платком и быстро сдвигаю пальцами эту петлю (рис. 5). Вот и все!

Для фокуса лучше иметь платки из тонкого шелка.

Теперь фокус с разрезаемой веревкой.

Смотрите. Я сложил веревку пополам (рис. 1). Затем стал складывать ее второй раз, вместо этого захватил, протянув сквозь первую петлю, один из концов, зажатых в левой руке (рис. 2). Эту-то новую петлю я и показал вам. А вы, решив, что это середина веревки, перерезали ее. Отпустив концы, я еще больше убедил вас, что веревка разрезана пополам (рис. 3). И тогда вы завязали на целой веревке маленький отрезанный от нее кончик (рис. 5). А я спокойно сдернул его, проведя рукой вдоль веревки.

Фокус с исчезновением денег объясняется тоже очень просто. В уголке шелкового платочка, который я дал вам держать, была заранее вшита плотно свернутая бумажка, соответствующая размеру свернутой двадцатипятирублевки. Накрыв руку платком, я незаметно переложил настоящие деньги в ладонь, а вам дал держать вшитую бумажку. Затем, пока вы рассматривали мой ножик, я прямо в кармане аккуратно затолкал деньги в заранее вырезанное в картофелине отверстие (рис. 1). Показывая вам картофелину, я прикрыл отверстие пальцем. Дальше все чрезвычайно просто: беру у вас платок. Затем осторожно разрезаю картофелину и кладу ее половинку таким образом, чтобы вы не заметили в ней дырку. Вот и весь фокус!

Фокус с часами требует уже некоторого оборудования. Это три металлических сосуда диаметром чуть шире обычного стакана. Два из них вы видели: крышку и сам сосуд. А третий — вкладыш — входит в сосуд и вытаскивается из него пружинами крышки. Прежде чем показывать фокус, я положил разбитые часы в сосуд, а сверху вставил вкладыш. В него-то и были положены ваши часы. Когда я накрывал сосуд крышкой, то зацепил и закраины вкладыша пружинами крышки. Сняв крышку, я вытянул и вкладыш. Теперь я спокойно мог бить по разбитым часам. Пока вы возмущались, я (а лучше всего ассистент) незаметно вынул из крышки вкладыш, достал оттуда целые часы и положил их на дно сосуда, прикрыв сверху уже пустым вкладышем. Вы видели, как я ссыпал разбитый механизм в этот вкладыш, накрыл его крышкой и снова снял ее, но теперь уже вместе с вкладышем.

* * *

_{И тогда Дотошкин передал через флюс Белоручкина во всеуслышание историческую запись на магнитофоне.}

* * *

Фокус с исчезающим стаканом еще проще, но для него требуется специальный столик с «сервантом». В столике сделано специальное отверстие, в которое спущен пришитый к скатерти снизу мешочек размером со стакан. Чтобы мешочек был не заметен, он делается из такой же материи, что и покрывающая столик косынка. Поставив стакан радом с сервантом, вы накрываете стакан платком, в центре которого вшито проволочное колечко точно по диаметру стакана. Приподняв затем стакан, слегка ослабляете пальцы и даете ему возможность упасть в сервант. Теперь вы несете (словно настоящий стакан) одно колечко. Внезапно взмахнув платком, показываете, что стакана нет.

Для фокуса с вылетающим из огня воробьем надо иметь три сосуда, напоминающие стаканы для фокуса с часами. Порядок его проведения ясен из рисунка.

Фокус с кульками требует некоторой подготовки. Во-первых, надо иметь картонную «свечку>, у конторой лишь самая верхушка настоящая. В свечке спрятан шелковый платок. Другой такой же платок вы показываете публике. Во-вторых, надо иметь «волшебную» палочку, устройство которой ясно из рисунка.

Сверните из листа газеты два кулька и покажите, что они пустые. В один из них вы прячете свечу. Предварительно зажгите и потушите ее, чтобы убедить всех, что она настоящая. Кулек со свечой отдайте одному ассистенту. Показывая, что другой кулек пуст, поболтайте в нем палочкой, незаметно выдернув ее среднюю часть, как показано на рисунке. Затем набросьте на эту часть платочек (см. рисунок) и, делая вид, что заталкиваете его, наденьте палочку на среднюю часть, вместе с платком, а кулек отдайте второму ассистенту. Теперь посчитайте «раз, два, три» и покажите пустой кулек, где был платок. Из другого кулька вытащите платок, незаметно разорвав вместе с кульком свечу, куда он был запрятан.

Все фокусы эффектны лишь тогда, когда они тщательно, много раз прорепетированы. Запомните — в этом залог успеха!

В кружке любителей фокусов, которым меня пригласила руководить редакция, мы будем учиться делать подобные «чудеса».

W-образный змей — один из наиболее удачных по конструкции коробчатых змеев. Каркас змея делается из тонких реек. Соединения каркаса скрепляются прочной бечевкой, покрываются шеллаком или клеем, а затем каркас обтягивается плотной бумагой, пропитанной растительным маслом или парафином.

Бумага не должна быть натянута слишком сильно, так как она может порваться. Уздечка змея делается из четырех поводков, причем длина двух верхних поводков приблизительно равна длине коротких стоек змея. Способ прикрепления уздечки к змею виден из иллюстрации.

Размеры змея могут быть изменены, однако соотношение между частями должно оставаться таким, как указано на рисунке.

Теперь подержите некоторое время термометр на определенном расстоянии от рефлектора и заметьте, как поднялась температура. Затем тот же комок ваты сожмите и туго обмотайте им шарик термометра и снова поднесите его к лампе.

Во втором случае ртуть поднимется гораздо быстрее. Значит, сжатая вата проводит тепло намного лучше.

Высокие теплоизоляционные свойства вате придает воздух заключенный между волокнами распушенной ваты (а не сама вата). Шерсть теплее, чем вата, именно поэтому ее волокнистая структура позволяет задерживать в себе больше воздуха. На этом же принципе основано производство теплоизоляционных материалов для домостроения. В них делают как можно больше воздушных промежутков.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Смочите белую тряпочку в воде, содержащей немного крахмала и йодистого калия, затем отожмите ее и расстелите на перевернутую сковородку.

Для опыта с постоянным током используйте батарею из нескольких сухих элементов. Соедините отрицательный полюс батареи со сковородкой. После этого ведите по тряпочке оголенным концом провода, подсоединенного к положительному полюсу батареи. Конец начертит сплошную линию, так как электрический ток разлагает на влажной тряпке йодистый калий и освобожденный йод вступает в реакцию с крахмалом.

Для опыта с переменным током используйте небольшой понижающий трансформатор и повторите эксперимент. В этом случае конец провода прочертит прерывистую линию с неокрашенными разрывами между темными черточками.

ЗАКОНЫ МЕХАНИКИ

Когда тело движется, оно отталкивает в обратном направлении полотно дороги. Это проявление третьего закона Ньютона можно продемонстрировать с помощью любой заводной игрушки. Установите ее на доску, свободно подвешенную на веревочках. Для того чтобы пружина игрушки не раскручивалась, привяжите ниткой заводной ключ к корпусу игрушки. После того как доска перестанет раскачиваться, пережгите нитку. Пружина освободится, и игрушка начнет двигаться вперед, а доска вследствие реакции сдвинется в обратном направлении.

Обвяжите бечевкой каждую из двух книг, равных по весу, и соедините две бечевки несколькими резинками, сложенными вместе. Положите книги на гладкую поверхность, раздвиньте их так, чтобы резинки были натянуты, и положите карандаш точно посредине.

Если вы одновременно отпустите обе книги, то каждая из них притянется резинкой к карандашу на одинаковое расстояние. Этот опыт подтверждает закон о том, что действие и противодействие равны. Если одна книга тяжелее другой, то более тяжелая книга сдвинется на меньшее расстояние, но количества движения, сообщенные обеим книгам, от этого не изменятся. Они одинаковы.

Законы падения распространяются на тела, катящиеся по наклонной плоскости. Эти законы можно продемонстрировать, имея шарик и картонный желоб. Конец желоба приподнимается, чтобы шарик мог катиться.

Отпустив шарик в верхнем конце желоба и отсчитывая время его качения по тиканию настольных часов, вы обнаружите, что первую четверть пути он пройдет за такое же время, как и остальные три четверти пути. За три секунды шарик пройдет расстояние в девять раз большее, чем за первую секунду; за четыре секунды он пройдет путь в шестнадцать раз больше, чем за первую секунду, и т. д. Сила тяжести заставляет шарик скатываться по наклонному желобу и проходить путь, прямо пропорциональный квадрату времени.

Если на систему материальных тел не действуют внешние силы, то геометрическая сумма количеств движения частей системы остается постоянной. Этот принцип, называемый законом сохранения количества движения, является следствием третьего закона Ньютона. Его можно наглядно продемонстрировать на игрушечной пушке, сделанной из картона и резинки. Зарядом может служить резиновая пробка, свободно скользящая в трубке. Оттяните в заднее крайнее положение резинку с помещенным на нее зарядом — пробкой. Во взведенном положении пробка будет удерживаться петлей с гвоздиком (см. рис.).

Положите вашу «пушку» на несколько круглых карандашей. «Выстрелите» из «пушки», поднеся зажженную спичку к бечевке в том месте, где она накинута на гвоздик. И как только «снаряд» полетит вперед, «пушка» откатится назад. Количество движения, сообщенного «пушке», равняется количеству движения, сообщенного «снаряду», а их сумма (геометрическая, конечно) будет равна нулю.