Почему эти ребята не строят модели кораблей, самолетов или ракет — понятно: прототипы их будущих работ у многих каждый день перед глазами. Кроме того, у них есть стимул. «Раз в два года лучшие из лучших приезжают в Москву, чтобы показать, что сделали сами, и оценить достижения других», — сказала мне Светлана Федоровна Федорова, начальник отдела развития корпоративной системы научно-технической информации и библиотек ОАО «РЖД».

В этот раз работы ребят из школы-интерната № 30 г. Комсомольска-на-Амуре привлекали тщательностью исполнения моделей. Например, жюри отметило модель ультрасовременного монорельсового поезда — работу Виктора Найденова, выполненную под руководством А.В. Сазонова. Удивила членов жюри и необычность выбора материалов для некоторых работ.

Например, одна из моделей дальневосточных ребят выполнена из деталей старого компьютера. Свой оригинальный подход к моделированию продемонстрировали представители Северо-Кавказской детской железной дороги имени Ю.А. Гагарина из Ростова-на-Дону. Андрей Сазонов, Алексей Славкин и их руководитель А.И. Медков привезли, например, модель первого локомотива, построенного в 1803 году английским механиком Ричардом Тревитиком. Причем это не просто макет — ребята встроили в него часовой механизм. Таким образом, теперь глядя на этот экспонат, можно не только получить наглядное представление, как выглядело изобретение английского механика, но и заодно узнать, который час.

Модель железнодорожного крана представили ребята из г. Читы.

Но самым интересным экспонатом оказалась все-таки не модель очередного локомотива или даже поезда на магнитной подушке, не действующий макет железнодорожной станции или железнодорожного крана, ловко наводящего порядок на путях, а устройство, на первый взгляд, ничем не примечательное.

«Перед вами модель установки для сушки и восстановления изоляции тяговых электромоторов на электровозах», — пояснил мне руководитель кружка железнодорожного моделирования школы № 39 г. Россошь Воронежской области Александр Андреевич Ливерко.

Компьютерный паровоз моделистов из г. Комсомольска-на-Амуре.

Модель паровоза Р. Тревитика с часовым механизмом.

Зачем нужна такая установка? Электровозы должны работать в любую погоду — ив летнюю жару, и в зимние морозы, и в осенние дожди… Однако электрическая изоляция имеет одну неприятную особенность: при осаждении на ней влаги ее свойства заметно ухудшаются. Дело может дойти и до пробоя изоляции в обмотках, тогда электромотор вообще выходит из строя.

Чтобы такое случалось как можно реже, при очередных осмотрах электровозов обмотки электродвигателей просушивают. Ранее для этого через мотор пропускали ток, обмотки нагревались, изоляция постепенно сохла. Однако такой подход требует не только дополнительного расхода электроэнергии, но и таит в себе принципиальную опасность. Если изоляция основательно подмокла, то при прохождении тока может случиться электрический пробой, короткое замыкание со всеми вытекающими последствиями…

Владислав Павленко, Андрей Татаринов и Никита Кудрин предложили сушить обмотки горячим потоком воздуха с помощью разработанной ими воздуходувки. Расход энергии здесь меньше; экономия, как показал расчет, — свыше 300 тысяч рублей в месяц только на одной установке. А время сушки сокращается на треть. Новшеством ребят уже заинтересовались взрослые специалисты. Мне показали пачку официальных документов, подтверждающих это. Так, в одной бумаге за подписью заместителя начальника Юго-Восточной железной дороги по ремонту Н.В. Шевцова сказано, что польза такой установки доказана на практике, производство воздуходувок по чертежам ребят ставится на поток; агрегаты будут внедрены во всех локомотивных депо дороги.

…Самые оригинальные разработки по окончанию выставки были отмечены почетными дипломами и весьма своеобразными призами — наборами инструментов, с помощью которых нынешние Самоделкины в следующий раз представят еще более оригинальные, тщательно исполненные модели.

Модель тепловой сушилки для электромоторов и ее авторы — ребята из г. Россошь вместе со своим руководителем.

Действующая модель железнодорожного узла, выполненная юными представителями Западно-Сибирской железной дороги.

Юные железнодорожники из Оренбурга В. Леонтьев и А. Емельянов.

Г. МАЛЬЦЕВ

ИНТЕРЕС МОЛОДЕЖИ К ФИЛОСОФИИ. В российском обществе сохранился весьма высокий интерес к философской науке — считает директор Института философии РАН академик Абдусалам Гусейнов.

«Если взять интерес к философской литературе, — отметил А.Гусейнов, — то общие тиражи книг по естественным и гуманитарным наукам сильно упали, а по философии нет. Ежегодно появляются сотни новых названий. Только наш институт каждый год выпускает более 100 различных монографий».

«За последние 15–20 лет, — продолжил академик, — в стране резко увеличилось число философских факультетов. При советской власти они были только в Москве, Ленинграде, Ростове-на-Дону и Свердловске, а сейчас их более 20.

Массового спроса на философию раньше никогда не было. А сейчас молодежь охотно идет учиться на философов. Конкурсы на эти факультеты достаточно высоки». Причем философы даже в трудные времена оказались исключительно преданными своей науке. Из них практически никто не ушел в другие сферы деятельности. Причем люди оставались не потому, что больше ничего не умеют делать, а в силу того, что «вросли» в эту науку, увлечены ею.

…В 1791 году по Санкт-Петербургу прокатился невероятный слух. Дескать, люди видели, как ночами по улицам города движется сам по себе «безлошадный экипаж». «Не иначе нечистая сила».

Ныне модель этого «чуда XVIII века» можно увидеть в автомобильном отделе Политехнического музея. Изобрел же самоходку Иван Петрович Кулибин — талантливый русский изобретатель-самоучка.

Созданный им предшественник современного автомобиля сделан с большим умом и тонким знанием дела. Двигателем этого экипажа и в самом деле была сила. Только не нечистая, а самая обыкновенная, мускульная. Двигали коляску два дюжих молодца, стоявших на запятках и нажимавших педали.

Впоследствии, говорят, И. П. Кулибин хотел поставить на коляску «вечный двигатель», над которым он работал по ночам. Но такой двигатель, понятно, не получился. А потому к коляске вскоре потеряли интерес. Ее заперли в сарае, и там она то ли сгорела при очередном пожаре, то ли попросту разрушилась от времени. К счастью, сохранились чертежи, по которым и была изготовлена масштабная действующая модель.

Экскурсовод включает ее, и фигурка, стоящая на запятках, имитирует работу человека, который, «вышагивая», приводил в действие механизм. С педалями соединены две тяги, вращающие ось с закрепленным на ней маховым колесом. Инерционное движение махового колеса обеспечивает равномерное движение коляски. Имелась здесь и коробка скоростей. Ее роль выполняли три зубчатых барабана разных диаметров, которые позволяли развивать тихий, средний и полный ход при одинаковой скорости движения педалей. Барабаны посажены на ведущую ось, которая передает вращение двум ведущим задним колесам.

Ведущая и направляющая оси для облегчения хода самокатки установлены на особых дисковых подшипниках качения. Дисковые подшипники качения — предки современных роликовых подшипников — тоже изобретение И. П. Кулибина.

За спинкой сиденья установлен вертлюг, подобный судовому штурвалу. С его поворотом начинает вращаться вал со шкивом, через тросы передавая движение на поворотный круг переднего направляющего колеса.

По свидетельству современников И. П. Кулибина, его самоходка бегала довольно быстро, причем под гору двигалась медленнее, чем в гору, из-за действия тормозного устройства.

Самоходка — не единственное изобретение талантливого самоучки. Еще в юности сын нижегородского торговца мукой Иван Кулибин прославился как часовых дел мастер. Перво-наперво он соорудил деревянные часы с кукушкою. Соседи дивились, однако сам Иван понимал, что для настоящих дел знаний у него маловато.

И он стал серьезно заниматься физикой, геометрией, математикой. Одновременно продолжал работу над часами. В дар императрице Екатерине II задумал часы невиданные. Сложный механизм, состоящий из многих сотен мельчайших деталей, был заключен в корпус яйцеобразной формы. Через каждый час в корпусе часов отворялись «дверцы», открывался золоченый «чертог» и разыгрывалась целая сценка с множеством «действующих лиц».

Часы были закончены в 1767 году и переданы в дар царице. Она была поражена мастерством молодого изобретателя и вызвала мастера в Петербург. Он был назначен заведующим мастерскими при Академии наук.

Занимаясь ремонтом различных приборов — астрономических, физических и других, — Кулибин продолжал изобретать.

Вскоре Иван Петрович разработал проект и создал модель арочного моста через Неву. И по сей день этот труд считается выдающимся с точки зрения инженерного исполнения. Мало кто верил в то время в расчеты Кулибина. Разве только великий Леонард Эйлер, один из членов комиссии по испытанию модели, с должным вниманием отнесся к трудам Кулибина, которого он уважал и ценил.

Модель выдержала все испытания, и комиссия Академии наук рекомендовала строить мост через Неву. Но его так и не построили, убоявшись необычности конструкции — ведь пролет нового моста должен был составить 298 м!

Рисунок однопролетного моста через Неву по проекту И.П. Кулибина.

Изобретатель остро переживал неудачу со строительством. Но своих занятий не оставил. И вскоре сконструировал «зеркальный фонарь» — прообраз прожектора. Малый источник света давал мощный поток световых лучей, мог с успехом освещать улицы, гавани, большие помещения. А еще через несколько лет представил семафорный оптический телеграф.

В Академии наук И.П. Кулибин проработал 30 с лишним лет — до 1801 года.

На склоне лет мастер поселился в Нижнем Новгороде, где стал работать над созданием «машинного водоходного судна». Оно, по мнению Кулибина, должно было облегчить труд бурлаков, тянувших баржи по великой русской реке. Судно было испытано в 1804 году.

Изобретатель остроумно использовал течение реки для движения судна наперекор нему же. Оно приводилось в движение давлением воды на лопасти колес. Колеса вращались, наматывая канат, прикрепленный другим концом к якорю, установленному где-то на берегу, и судно как бы «подтягивало» само себя на канате против течения.

Всего за свою жизнь И.П. Кулибин сделал 37 изобретений. Но до нашего времени дошли сведения лишь о единичных его работах. Только по нескольким чудом сохранившимся описаниям и чертежам мы можем себе представить изобретения мастера, опередившего свое время.

С. НИКОЛАЕВ

МЫ СМОТРИМ ОДИНАКОВО, НО ВИДИМ ПО-РАЗНОМУ. Неожиданное открытие сделали ученые из британского Университета западного Лондона. «Мужчины и женщины по-разному видят мир», — утверждают они.

В результате анализа функционирования головного мозга с помощью ядерного магнитного резонанса они установили, что мужчины лучше видят предметы, расположенные на далеком расстоянии и принимают более точные решения относительно их положения и движения. В свою очередь, женщины превосходят мужчин в восприятии и анализе предметов, находящихся вблизи.

Результаты исследований также подтверждают и более ранние выводы психологов, согласно которым мужчины обладают аналитически ориентированным умом, они способны воспринимать и систематизировать большое количество информации и мыслить стратегически.

Женщины же превосходят мужчин в быстроте мыслительной реакции и более цепком восприятии деталей, что дает им преимущество в тактическом мышлении.

По мнению психологов, обнаруженные ими различия в работе головного мозга мужчин и женщин возникли еще на заре цивилизации. Мужчины охотились, издали высматривая добычу, а женщины занимались хозяйством и воспитывали детей.

Тефлон, как известно, обладает высоким сопротивлением к износу и низким коэффициентом трения. Он легче и прочнее углепластика, используемого в авиации и космосе. Но у него есть и крупный недостаток — тефлон не подлежит сварке. И склеивать его, в отличие от углепластика, до недавнего времени тоже не умели.

Поисками клея для тефлона занимались многие специалисты в разных странах мира. Однако все было тщетно: никак не удавалось найти такой состав, который бы обладал хорошей адгезией (сцепляемостью) как с тефлоном, так и с поверхностью того материала, к которому нужно приклеить тефлоновую пленку.

Нашим специалистам под руководством начальника управления научного и инновационного развития РосНОУ З.А. Отарашвили удалось решить эту задачу. По словам ученого, получилось все довольно просто. Сотрудники лаборатории углеродных наноматериалов рассчитали необходимое число углеродных нанотрубок высокой очистки и добавили их в эпоксидную смолу. В итоге смешивания получился клей с высокой адгезией.

Однако сказать проще, чем сделать. В эпоксидку и раньше добавляли нанотрубки, но столь значительного результата никто еще не добивался. А все «ноу-хау» — в особой технологии создания углеродных нанотрубок. Исследователям РосНОУ удалось получить, пожалуй, самые чистые нанотрубки в мире. На их поверхности практически нет посторонних примесей, которые, очевидно, и мешали хорошему сцеплению тефлона с подложкой.

Причем, в отличие от зарубежных аналогов, данный продукт получился относительно дешевым — примерно на порядок дешевле американских нанотрубок, цена которых доходит до нескольких тысяч долларов за грамм. Прочность же склеивания двух тефлоновых цилиндрических прутков, соединенных торцами, оказалась такой, что разорвать склейку с помощью разрывной машины, имеющейся в университете, так и не удалось.

По предварительным подсчетам, только в России потребность в высококачественном наноклее составляет более миллиона тонн в год. Среди потенциальных потребителей инновационной разработки — авиастроители, специалисты космической отрасли, корабелы, автомобилисты, сотрудники легкой промышленности и многие другие.

Сейчас клей проходит испытания в ОАО «Туполев». А в ближайших планах ученых университета — создание так называемого «противоядия», то есть вещества, которое позволит в случае необходимости и «расклеивать» «намертво» соединенные детали.

В. ВЛАДИМИРОВ

Мыло, как известно, растворяет грязь и жир и потом легко смывается водой, унося с собой и бактерии. Очищающие средства на спиртовой основе уничтожают бактериальные клетки, разрушая их жизненно важные компоненты, а потом просто испаряются.

Что же касается средств, содержащих противомикробные агенты, они никогда не убивают всю популяцию микроорганизмов — какая-то их часть остается на обработанной поверхности. Так считает Стюарт Леви из Медицинской школы при Университете Тафтса.

Того же мнения придерживаются и российские специалисты. В частности, заведующий лабораторией туалетного мыла парфюмерной фабрики «Свобода» Андрей Козырев полагает, что в оставшихся бактериях и заключена вся проблема. Выжившие после первой атаки противомикробного агента, бактерии совершенствуют свои защитные механизмы, успешно размножаются и постепенно вытесняют из популяции своих более слабых «сородичей», а потом перестают реагировать на последующую обработку этим же агентом, то есть под действием противомикробных веществ бактерии становятся все сильнее.

Устойчивость к препаратам местного действия — не единственная проблема. Некоторые бактерии становятся менее чувствительными и к антибиотикам. Так называемая перекрестная резистентность уже выработалась под действием триклозана — вещества, которое чаще всего содержится в продуктах бытовой химии и косметике.

Так, у бактерий, длительное время подвергающихся действию триклозана, могут возникать мутации, которые обусловливают их устойчивость даже к изониазиду — антибиотику, применяющемуся для борьбы с туберкулезом. В результате мутаций другого типа у бактерий активируется работа мембранных насосов, которые «выталкивают» из клетки проникшие в нее антибиотики, например, ципрофлоксацин, уничтожающий возбудителя сибирской язвы.

Такие данные сообщила доктор Эллисон Айелло из Мичиганского университета после серии экспериментов в лаборатории. Причем она уверена: недалеко то время, когда эти данные подтвердятся, увы, и на практике. Есть и другие неблагоприятные последствия применения продуктов, содержащих противомикробные вещества. Рано или поздно они попадают в воду рек и озер, а оттуда — в клетки растений, которые этой водой поливают, а затем к нам на стол. Так что лучше использовать обыкновенное мыло.

И. ЗВЕРЕВ

Основатели современной научной школы мышления — мудрые древние греки — тоже весьма интересовались золотым сечением. Так, Платон считал, что вся Вселенная устроена с учетом его пропорций. Согласно идеалистической картине мира, нарисованной им, во Вселенной царствовали четыре основные силы или стихии — огонь, земля, вода и воздух. Причем каждой стихии соответствовал свой геометрический символ. Огонь Платон представлял себе как правильную треугольную пирамиду — тетраэдр; Землю — как правильный четырехгранник; воздух — как октаэдр (8-гранник) и воду — как икосаэдр (20-гранник). Наконец, всю Вселенную Платон представлял себе как додекаэдр (12-гранник). А все эти Платоновы тела имеют в основе золотое сечение.

Вообще-то такое представление о строении окружающего мира было по-своему логичным, поскольку античные ученые много времени отдавали изучению природных кристаллов, ценили их совершенство и красоту. Кристаллики поваренной соли, например, представляют собой крошечные кубики, монокристаллы алюмокалиевых квасцов выглядят как октаэдры и т. д. Так почему бы и небесным телам не быть подобным кристаллам, полагали они.

Аристотель нашел соответствие золотого сечения некоему этическому закону всемирной гармонии. А Евклид, живший в III веке до нашей эры, в своих «Началах» подытожил все, что знали его предшественники, заложив тем самым основы той науки, которая и ныне известна под названием Евклидовой геометрии. В частности, он рассмотрел геометрические правила построения 5- или 10-угольников, показал, что по сути все сводится опять-таки к тому же золотому сечению.

Итальянский математик Фабоначчи, как и другие древние ученые, пытался применить законы математики к секретам гармонии живой природы.

Можно долго рассказывать, какими уравнениями и пропорциями оно определяется. Скажем, в «Энциклопедическом словаре юного математика» этому посвящена целая статья. Мы же здесь ограничимся основным выводом. А он гласит: любое геометрическое тело, в котором есть соотношение 1:1,62, кажется нам красивым.

Художник эпохи Возрождения Леонардо да Винчи и его современник скульптор Микеланджело, например, считали, что человеческое тело выглядит гармоничным, если талия делит его в соотношении золотого сечения. Или, говоря иначе, нижняя часть туловища вместе с ногами должна быть в 1,62 раза длиннее верхней.

Обмеры человеческих тел, проводимые портными, позволили установить, что на практике для взрослых мужчин это отношение равно в среднем примерно 13/8 = 1,625, а для взрослых женщин оно составляет 8/5 = 1,6.

Так что пропорции у мужчин ближе к золотому сечению, чем у женщин. Именно потому, чтобы инстинктивно приблизиться к «золотым стандартам», зрительно увеличить длину ног, женщины будто бы и предпочитают обувь на каблуках.

В растениях, минералах и даже строении звездных галактик используются законы золотого сечения.

В античных строениях, знаменитых картинах и даже Эйфелевой башне тоже использованы пропорции золотого сечения.

Но почему именно такое соотношение кажется нам красивым?

Профессор Университета Дьюка, США, Адриан Бежан в попытках ответить на этот вопрос, недавно сделал вывод, что золотое сечение является не чем иным, как «дизайнерским упрощением» природы, которая за миллион лет эволюции нашла оптимальный способ унификации. «В частности, эта пропорция сопутствует всему живому, — утверждает профессор. — Ее можно увидеть и в строении вирусов, и в изгибах морских раковин, и в форме цветов, и в красивом человеческом теле»….

Профессор Адриан Бежан (США).

Модулятор знаменитого архитектора Лe Корбюзье.

Да и неживые объекты, содержащие в себе золотое сечение, воспринимаются людьми как наиболее гармоничные, полагает исследователь. Пропорции пирамиды Хеопса, храмов, барельефов, предметов быта и украшений из гробницы Тутанхамона свидетельствуют, что египетские мастера пользовались соотношениями золотого сечения при их создании.

В фасаде древнегреческого храма Парфенона также присутствуют «золотые» пропорции. Такое же соотношение соблюдено в картинах Леонардо да Винчи, скульптурах Микеланджело и даже в музыкальных формах произведений Баха, Моцарта, Бетховена…

Словом, по мнению Адриана Бежана, золотое сечение можно найти практически везде, потому что пропорции облегчают восприятие информации. Глазу гораздо легче сканировать изображение, соотношение частей которого приравнивается к 1,62, а в мозгу при этом накапливается максимум информации об объекте, поясняет профессор. «Таким образом, золотое сечение, воспринимаемое нами как эталон привлекательности и гармонии, является основным природным механизмом, помогающим наиболее полно черпать информацию из окружающего мира», — делает заключение ученый.

Золотое сечение — универсальная формула природы.

Насколько верны его выводы, не окажутся ли они «притянутыми за уши», должны показать дальнейшие исследования и обмеры. Ведь если верить Бежану, даже всевозможные ритмы нашего организма — месячная и суточная активность биологических и биохимических процессов, активность мозга в разные моменты бодрствования и сна — все это и многое другое опять-таки подчиняется закону золотого сечения.

С. ЗИГУНЕНКО

МОРОЖЕНОЕ В КАЧЕСТВЕ… ЛЕКАРСТВА предлагают использовать ученые Университета штата Миссури, США. Они нашли способ делать мороженое не только вкуснее, но и полезнее для здоровья, добавив в его состав пробиотики, вытяжки ягод асаи и виноградных косточек, которые богаты антиоксидантами.

ТО ЛИ ВЕЛОСИПЕД, ТО ЛИ САМОКАТ изобрел новозеландский инженер Грант Райан. Изобретатель утверждает, что научиться управлять машиной под названием YikeBike не составит труда. Хотя его руль развернут назад, расположен в районе сиденья и на одном с ним уровне, так что управление во многом интуитивное.

Педалей нет: нужно либо отталкиваться ногами от земли, как это было в самых первых байках, либо включить электромотор мощностью 1,2 кВт, позволяющий развить максимальную скорость до 20 км/ч. Литиево-железофосфатная батарея, питающая двигатель энергией, заряжается на 80 % за 20 минут и позволяет проехать на одной подзарядке 30–40 км.

А когда вы приехали на место, проблема парковки решается без труда. Изготовленный из углеродного волокна YikeBike весит около 10 кг и без проблем складывается до габаритов 15x60x60 см, после чего укладывается в специальную сумку.

Ограничения тут такие: рост седока 160–195 см, вес — не более 100 кг. Правда, стоит YikeBike пока немало — от 3500 евро. Но производители обещают со временем резко снизить цену.

МЫШКА-СТРАЖНИК. Стараясь разработать все новые и новые методы защиты компьютерной информации, специалисты Fujitsu Laboratories создали новую компьютерную мышку, способную безошибочно узнать руку своего владельца.

Новая технология идентифицирует пользователя по структуре кровеносных сосудов его руки. На испытаниях надежность новой системы проверяли 700 человек, чьи снимки кровеносных сосудов были предварительно занесены в базу данных. Все участники эксперимента были опознаны безошибочно.

Специалисты Fujitsu утверждают, что погрешность данного метода не превышает 0,5 %. Поскольку структура кровеносных сосудов у каждого человека уникальна и не изменяется с возрастом, подделать идентифицируемые данные практически невозможно, уверяют создатели нового устройства.

ПО ВОДЕ, АКИ ПОСУХУ теперь может пройти любой желающий. В Болгарии нашли еще одно применение зорбу — большому пластиковому шару, внутри которого человек и может ходить, перекатывая шар, или даже скатиться в нем с горки. Если герметизировать входной люк, то с помощью зорба можно перейти пруд с одного берега на другой, не замочив ног.

Единственное ограничение: такое путешествие не должно быть слишком долгим — ведь запас воздуха внутри герметично закупоренного шара не так уж велик.

ВТОРОЕ РОЖДЕНИЕ ФОТОАППАРАТА. Речь в данном случае о легендарном немецком Rolleiflex, упрощенная модель которого выпускалась в СССР под названием «Любитель». Эта двухобъективная фотокамера с размером кадра 6x6 см стала другом миллионов фотолюбителей во всем мире. Не чурались снимать этим фотоаппаратом даже самые «крутые» профессионалы.

Время пленочных фотокамер прошло. Вместе с другими стал, кажется, раритетом и Rolleiflex. Однако недавно пришла радостная весть: немецкие дизайнеры решили возродить легенду на новом уровне, начав выпуск цифровой камеры. Теперь Rolleiflex AF 5.0 имеет 5-мегапиксельную матрицу, значительно полегчал в весе (ныне его масса менее 100 г), но внешне остался точно таким же, как и прежде.

Вернется ли к нему теперь былая популярность, должны показать продажи.

— Миллионы элементов — это твой способ найти особую комбинацию?

— Ты же сам прекрасно знаешь, что все варианты с малым количеством жизней ни к чему не привели.

— А комбинации с таким количеством элементов — это хаос!

— Только хаотические комбинации дадут результат, я уверен. Все остальное — вырождение, «корабли» или «мигалки».

Юрка едва успевал переводить взгляд с одного собеседника на второго. Оба высоченные, особенно для Юрки, которому только исполнилось тринадцать, худые, взъерошенные и немного странные, как безумные ученые из мультиков. Только они пока не ученые, а всего лишь студенты-математики. Одного из них Юрка видел впервые. А второй — Алексей, старший брат.

— Извини. — Алексей сел на вращающийся стул рядом с Юркой. — Заболтался. Тебе здесь, наверное, все интересно.

— Еще бы! — Юрка жадным взглядом окинул расставленные по комнате компьютеры. Посмотреть на работу брата, которую тот называл загадочным словом «грант», было давнишней Юркиной мечтой, и вот свершилось!

— Ты обещал рассказать, во что играешь! — Юрка поглядел на ближайший компьютер, на экране которого было что-то вроде шахматной доски, только огромной, а вместо шахмат или шашек в клетках располагались черные кружочки.

— Не играю, а работаю! Я занимаюсь теорией игр — а значит, не развлекаюсь, а моделирую всякие полезные вещи.

— Моделируешь?

— Да. В жизни есть много чего интересного, что можно проверить на математических моделях. Слышал про математика Джона Конвея? Сорок лет назад он придумал игру, которая имитировала настоящую жизнь — рождение, развитие и гибель организмов…

Интересно?

— Еще бы! А что здесь на экране — какие-то кружочки в квадратиках?

Алексей взял со стола листок бумаги в клетку, положил перед Юркой и нарисовал карандашом в одном из квадратиков то ли жирную кляксу, то ли маленького колобка.

— Вот смотри. Если бы это был живой организм, что бы он чувствовал?

— Не знаю. Одному ему было бы скучно.

— Точно. Вокруг клеточки, в которой он «живет», восемь соседних «ячеек», и все они — пустые. Значит — ему одиноко! А если вот так… — Алексей нарисовал вокруг первого «колобка» восемь таких же, так что получился заполненный квадрат размером три на три клетки. — Что теперь чувствует этот организм в середине?

— А теперь тесно!

— Молодец. Правила у игры Конвея очень простые: если у организма два или три соседа-элемента, то он выживает в следующем поколении. Если у него менее двух соседей, в следующем поколении он погибает от голода и одиночества. А если более трех, то в следующем поколении организм погибает от перенаселения.

— То есть эти организмы не могут жить без друзей, но если их слишком много, то тоже плохо.

— Верно. Похоже на настоящую жизнь?

— Похоже. — Юрка очень не любил оставаться один дома, ему тогда бывало скучно. Да и толпу он тоже не любил, особенно в транспорте. — Постой! Но если все только выживают или умирают, откуда появляются новые жители?

— А это и есть последнее правило. Если пустую клетку окружают ровно три соседа, то в следующем поколении там рождается новый организм.

Алексей перевернул листок и нарисовал на этот раз трех «колобков» в один ряд, похожих на маленькую гусеницу.

— Ну-ка, попробуй сам. Вычисли, что произойдет в следующем поколении.

— Сейчас… — Юрка взял карандаш. Задачки он любил, и с математикой у него в школе было все в порядке. — У «колобка», что посредине, два соседа, значит, он выживет. У двух крайних только один сосед в центре — значит, они погибнут. А новые колобки появятся… — он окинул взглядом клетки, находящиеся возле «гусеницы», и быстро пометил точками две клетки «над» и «под» гусеницей, у которых было ровно три соседа, стер ластиком «обреченные» клетки и дорисовал две новые. Получилась такая же фигура, только развернутая поперек!

— Правильно! А что будет в следующем поколении?

— Опять все вернется, как было, — быстро сообразил Юрка.

— Именно! Ты только что изучил одну из простейших фигур. Называется «мигалка». — Алексей повернулся к монитору, кликнул мышью (экран очистился, оставив пустую сетку) и быстро «поместил» в три клетки организмы, составившие «гусеницу», нажал на кнопку «Старт», и картинка ожила. Она переходила из одного состояния в другое и действительно как будто мигала.

— «Мигалка» — одна из самых простых циклических комбинаций, у нее цикл повторения всего два «поколения». Бывают и такие, у которых цикл дольше. — Алексей набросал новую комбинацию: картинка запульсировала и через восемь тактов вернулась в исходное состояние.

— Класс! А еще какие фигуры бывают?

— Бывают застывшие комбинации. Мы их называем «мертвые камни». Простейшая из них — «блок» размером два на два.

— Так он и будет стоять — вечно? Разве бывают вечные существа?

— Не бывают. Но как только «колония» переходит в неподвижное состояние — в набор блоков, например, — это выглядит, как будто жизнь прекратилась.

Потому и называем — «мертвые камни». Смотри, сейчас покажу эволюцию на большой скорости…

Алексей наугад заполнил экран целой кучей «колобков» — как будто кто-то рассыпал пригоршню черных пуговиц — и нажал на «Старт». Колония забурлила. Организмы гибли и возрождались с бешеной скоростью, так что отследить за существованием одного отдельно взятого «колобка» было невозможно. Зато появилась возможность увидеть всю картину целиком. Самое сильное «кипение» достигалось на пространствах, где организмам было не слишком тесно и не слишком свободно.

Число «умерших» компенсировалось числом «рождавшихся», многие «жители» комфортно висели гроздьями, словно держась за своих соседей. То тут, то там возникали пустоты или, напротив, слишком плотные зоны, которые тут же вымирали от перенаселения. Колония разваливалась на несколько частей, бурлящих с тем же темпом. Какие-то части колонии исчезали, какие-то превращались в россыпь блоков или других неподвижных фрагментов, где-то отчаянно суетились на одном месте уже знакомые Юрке «мигалки», а кое-где жило «облако» беспорядочно эволюционирующих организмов, которые использовали мертвые зоны как поля для питания, проходя по ним, словно стада травоядных животных, оставляя за собой шлейф таких же мертвых, неподвижных или циклически меняющихся организмов. Это было похоже на изображение циклона из прогноза погоды по телевизору.

Юрка не мог поверить, что происходящее на экране было задано такими простыми правилами.

— Красиво?

— Да. А что это? — Юрка показал пальцем в ту часть колонии, от которой отделился сгусток организмов, перемещающийся по диагонали куда-то в сторону, к границе экрана.

— «Космический корабль».

— Что?!

— «Космический корабль». Самый простейший. Глайдер. — Алексей щелкнул на кнопку паузы и показал Юрке, что «сбежавший» набор организмов состоит из пяти «колобков», примкнувших друг к другу в форме, напоминающей самолетик. — Через каждые четыре шага он превращается сам в себя, только со сдвигом на одну клетку по диагонали. Вот и получается, что он… летит!

— А что будет, когда он дойдет до границы экрана?

— Ничего. Будет продолжать лететь уже невидимым.

Это ведь математическая модель. Поле — бесконечно.

— Ничего себе… — Юрка снова включил «смену поколений* и стал смотреть дальше. Из колонии то и дело стартовали другие «космические корабли». Они выходили за края экрана и исчезали. Алексей кликнул куда-то мышкой, и картинка стала мельче, как будто с большей высоты, и «корабль»-беглец снова становился виден. Из-за скорости вычисления ходов и из-за мелкого масштаба черты самого «корабля» были не видны — он был похож на маленького жука, движущегося по диагонали с постоянной скоростью. Юрке было интересно вернуться к основной колонии и следить за ее развитием, но ему становилось не по себе от мысли, что где-то там, за краем экрана, в математической пустоте, это «корабль» будет двигаться, двигаться, двигаться…

— Ну как? — спросил Алексей.

— Здорово! А что ты моделируешь этой штукой?

— По сути, это упрощенная модель эволюции, которая отражает развитие некоторой системы микроорганизмов… животных… Если посмотреть на нас со стороны, то каждый человек неразличим — видно лишь общее движение по жизненному пространству, «засеянному» энергетическими ресурсами. И тут можно интересные выводы сделать: представь себе, что этот набор организмов на экране — человечество. Что его ждет?

Юрка только во все глаза смотрел на брата.

— Что?

— Мы испробовали огромное количество самых разных колоний — и маленькие, и большие, и симметричные, и хаотичные… Если исходить из результатов наших экспериментов — все заканчивается одинаково. Либо тотальное вымирание. Либо «мертвые камни» — неподвижное кладбище. Либо циклические вертушки — вроде твоей «мигалки*: бессмысленные и бестолковые. Либо… «корабли». Бегство.

— А что это значит?

— Значит, чтобы выжить, людям надо уходить. Из дома, из города… С Земли. Нужно покидать насиженные места, уходить в пустоту, в бесконечную матрицу нулей, маленьким плавучим островком жизни. — Алексей, похоже, забыл о присутствии Юрки и, размечтавшись, уставился куда-то далеко, будто провожая последний уходящий с Земли глайдер.

— Неужели нет другого выхода?! — Юрка не усидел на вращающемся стуле и вскочил. — Неужели нельзя, чтобы не лететь? Чтобы остаться… и жить?

— Может, и есть. — Алексей посмотрел на Юрку и улыбнулся. — Этим я и занимаюсь. Мы ищем «особую» комбинацию, которая не выродится в пустоту, или в «камни», или в вереницу глайдеров. И которая не будет повторять сама себя. Она будет жить вечно — запускать космические корабли, осваивать новые территории. Расширяться и сжиматься. Но никогда не будет скучной и банальной. Если мы найдем такую особую комбинацию… мы сможем открыть тайну самой жизни.

— И нашли?

— Нет пока. Мой коллега уже миллионами жизней свои колонии меряет. — Алексей кивнул на студента, с которым недавно спорил. — Думает, что чем больше организмов намешать, тем более непредсказуемый получится результат. Только зря. Чтобы найти «особую комбинацию», можно уложиться и в этот листок бумаги. Я в это верю. Я тут недавно построил одну интересную колонию… — Алексей пододвинулся к соседнему монитору. — Начал буквально с нескольких элементов, а теперь… смотри!

Юрка подошел ближе и увидел еще одну колонию, разбросанную по экрану. От нее во все стороны периодически «выстреливали» «корабли»; иногда они врезались в уже омертвевший остров из организмов, вступали с ним в реакцию, и начинался новый циклон, но этот водоворот жизни не останавливался и не редел.

— Я уже думал, что у меня получилось. — Алексей тяжело вздохнул. — Но мы сделали расчеты — через несколько десятков тысяч поколений колония войдет в циклическую фазу. То есть никакая она не особенная. Пустая и бесполезная, как «мигалка». — Алексей потянулся к кнопке сброса.

— Подожди! — Юрке вдруг показалось, что он упускает что-то важное. — А если они не знают об этом?

— Кто — они?

— Ну, эти… организмы. Ведь столько поколений — это для них очень много. У каждого из них жизнь гораздо короче!

— Эх, Юрка… — Алексей улыбнулся. — Я же тебе говорил — это математическая модель. Абстракция.

Они не более живые, чем твои человечки в компьютерной игрушке.

— Слушай, не уничтожай эту колонию, пожалуйста!

Пусть… развивается. Может быть, вы ошиблись и у них еще есть шанс.

— Ну, как знаешь. — Алексей встал со стула. — Ты, наверно, проголодался? Пошли в буфет!

У самой двери Юрка обернулся и еще раз взглянул на экран компьютера. Организмы продолжали свою бесшумную эволюцию, и Юрка послал им мысленное послание: «Не волнуйтесь, все будет хорошо…»

* * *

Ночью Юрке не спалось. А может быть, он спал. Ему казалось, что стены комнаты почти сомкнулись над ним, будто он лежит на дне глубокого колодца совсем один. Где-то в вышине, далеко-далеко, ему слышались голоса существ, которые — он чувствовал это — не могли быть людьми. Он ощущал их, будто они шумели у него в голове и в то же время где-то за тысячи километров, в космосе, как будто вместе с ними вибрирует вся Вселенная, как будто это длится вечно, будто этот разговор случился давным-давно, а он только сейчас услышал его, как будто он спал и не спал, и не мог проснуться…

Юрка не мог разобрать отдельных слов — но смысл каким-то образом улавливал.

— Еще один эксперимент не удался. Уничтожь планету.

— Но она еще живет! Цикл еще не завершился.

— Это ничего не изменит. Мир обречен. Начни сначала.

Юрка все же спал. Он открыл глаза и, стряхивая оцепенение, подумал, что все эти голоса — ерунда. Все будет хорошо.

ВОЛШЕБНАЯ ЖИДКОСТЬ

Когда мы смотрим на предмет, погруженный в воду, нам кажется, что он лежит выше, чем это есть в действительности: вода преломляет лучи сильнее, чем воздух. По той же причине нам кажется сломанной ложка, опущенная в стакан чая.

Вот вам занимательный опыт, основанный на законах преломления лучей.

В вазу, наполненную водой, положите монету. Попросите товарища занять такое положение, при котором его глаз, край вазы и ближайший к нему край монеты находились бы на одной прямой линии. При таком положении ваш приятель видит монету, смещенную преломлением лучей в воде.

— Это, — скажите ему, — не простая вода, а волшебная жидкость. Посиди немного, не шевелясь. Я выкачаю жидкость из вазы — и монета исчезнет.

Откачайте резиновой грушей воду из вазы. Вместе с водой для зрителя исчезнет и монета: она будет скрыта от него краем сосуда. Снова наполните вазу водой — и монета появится опять.

ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА

Приготовьте для опыта: несколько стаканов, лист белой бумаги, лист картона, проволоку, воду, различные жидкости.

Если мы наполним стакан водой на одну треть и наклоним его, у нас получится отличная призма, при помощи которой мы сможем наблюдать преломление света. Солнце глядит в окошко. Мы держим стакан над листом белой бумаги так, чтобы его ось была параллельна лучам солнца. Потом заслоняем его куском картона, в котором прорезаны две щелки. Два пучка лучей падают через эти щелки на бумагу. Один пучок прямой: он проходит в стороне от стакана. Другой пучок проходит через нашу призму — он преломился. Посмотрите, как сдвинется зайчик на листе бумаги!

Повторим этот опыт в темной комнате. Если чуть-чуть приоткрыть шторы, то нам будут видны не только солнечные зайчики, но и наши пучки лучей — один прямой, другой преломленный.

Согните из проволоки две подставки: одну для листа картона, другую — для стакана, чтобы можно было установить их в определенном положении. Затем заменяйте стакан с водой стаканами с другими жидкостями — например, с подсолнечным маслом. Вы увидите, что различные жидкости по-разному преломляют луч света.

ТРЕХЦВЕТНАЯ ЗВЕЗДА

Приготовьте для опыта: лист картона, нож, ножницы, карандаш, лист белой бумаги, 2 свечи, цветное стекло.

В листе картона сделайте посередине легкий надрез и слегка перегните картонку по этой линии. В одной из образовавшихся створок прорежьте звезду с четырьмя лучами так, чтобы одна диагональ ее была расположена по вертикали, а другая, следовательно, по горизонтали.

Сложите теперь вместе створки и обведите карандашом контур вырезанной звезды на второй створке. Начертите на рисунке диагонали. Это все нужно только для того, чтобы наметить центр (точку пересечения диагоналей) новой звезды, повернутой на 45°. Когда нарисуете новую звезду, вырежьте ее, потом поставьте картон, как показано на рисунке, между экраном — листом белой бумаги — и двумя свечами. Свечи должны быть непременно одной высоты.

Отрегулируйте угол между двумя створками так, чтобы светлые звезды на тени легли одна на другую и получилась одна восьмиконечная звезда.

Теперь заслоните цветным стеклом, скажем зеленым, одну из свечей. На экране звезда окрасится в три цвета: зубцы звезды будут красные и зеленые, поочередно. А в центре появится белая восьмиконечная звездочка.

В этом разделе описания приводится перечень фигур с краткими пояснениями изображенного. Если представлены иные графические материалы, поясняющие сущность изобретения, то они также указываются в перечне и приводится краткое пояснение их содержания.

Рисунки представляются в том случае, когда невозможно проиллюстрировать изобретение чертежами или схемами. Фотографии представляются как дополнение к графическим изображениям. В исключительных случаях, например для иллюстрации этапов выполнения хирургической операции, фотографии могут быть представлены как основной вид поясняющих материалов.

Чертежи, схемы и рисунки представляются на отдельном листе, в правом верхнем углу которого указывается название изобретения.

9.8. Осуществление изобретение

В этом разделе показывается, как может быть осуществлено изобретение с реализацией указанного заявителем назначения, предпочтительно путем приведения примеров, и со ссылками на чертежи или иные графические материалы, если они имеются. В случае, если в числе пояснительных материалов приводится алгоритм, в частности вычислительный, его представляют в виде блок-схемы или, если это возможно, в виде соответствующего математического выражения.

9.9. Пример описания изобретения

На конкретном описании изобретения «Мебельный шкаф для высокого помещения» покажем, как осуществляется запись.

А 47 В 51/00

Мебельный шкаф для высокого помещения

Настоящее изобретение относится к мебельной промышленности и, в частности, может быть использовано в конструкции шкафов-купе и других подобных мебельных шкафов для помещений с высокими потолками.

Известен мебельный шкаф, высотой 2,7 м, содержащий корпус с внутренними полками (см. проспект «Шкаф-купе» мебельной фабрики «Ронико», М. 2005 г.).

Низкорослым пользователям приходится приставлять к такому шкафу стулья, табуретки и др. предметы, на которые они должны встать, чтобы добраться до содержимого верхних ящиков. Это не только неудобно при эксплуатации шкафа такой высоты, но и создает опасность травмирования.

Известен высокий шкаф «Hochschrank», содержащий корпус с внутренними ящиками, перемещаемыми посредством встроенного в шкаф электропривода (см. патент Германии № 19628365, А 47 В 51/00, 13.07.96).

Такой шкаф не может быть использован в быту, в жилых помещениях, т. к. требует электроэнергии для приведения в действие механизма перемещения секций хранения. В случае отключения электропитания, содержимое верхних ящиков для пользователей становится недоступным.

Кроме того, такой шкаф не может использоваться в семьях с детьми, которые могут добраться до контактов, находящихся под электрическим напряжением, или во время перемещения ящиков неожиданно оказаться в зоне их перемещения и защемленными движущимися ящиками. Вот почему была поставлена цель изобрести шкаф нового типа.

Технический результат достигается тем, что предлагается внутренние ящики шкафа, располагаемые выше среднего роста человека, выполнить подпружиненными, с возможностью перемещения вертикально. Эти ящики скреплены гибкой подвижной связью, выполненной с возможностью фиксации. Подпружиненность каждого ящика предлагается обеспечить посредством двух выгнутых вверх упругих пластин, прикрепленных к передней и задней стенкам нижерасположенных ящиков. Возможность вертикального перемещения ящиков обеспечивается установкой на внутренних поверхностях боковых стенок шкафа профильных полозьев, в пазах которых размещают направляющие ролики, прикрепленные снаружи боковых стенок подпружиненных ящиков.

Изобретение поясняется графическими материалами.

На фигуре 1 представлен общий вид мебельного шкафа, на фигуре 2 представлена конструкция боковой стенки шкафа, на фигуре 3 показана конструкция ящика.

Один из наиболее эффективных вариантов решения мебельного шкафа имеет корпус (1) с боковыми стенками (2) и внутренними ящиками (3). К внутренним поверхностям боковых стенок (2) шкафа вертикально прикреплены профильные полозья (4), в пазах (5) которых размещены направляющие ролики (6), прикрепленные к наружной стороне (7) боковых стенок подпружиненных ящиков (3).

При этом подпружиненность каждого ящика (3) обеспечивается двумя выгнутыми вверх металлическими или пластиковыми пластинами (8) и в таком положении закрепленными возле боковых стенок нижерасположенного ящика (3) посредством установки концов пластин (8) в скобки (9), прикрепленные к задней и передней стенкам ящиков (3).

Все верхние, т. е. ящики (3), располагаемые выше среднего роста человека, скреплены вместе подвижной связью (1), выполненной с возможностью фиксации в определенной позиции, например, путем наматывания на держатель (11), установленный на передней кромке одной из боковых стенок (2) шкафа.

Для удобства наблюдения содержимого ящика (3) в его передней стенке сделан вырез (12). Подвижная связь (10) может быть выполнена, например, в виде шнура или цепочки, жестко прикрепленной к ящику 3 и к последующим верхним ящикам. При сборке шкафа на внутренних поверхностях боковых стенок 2 вертикально закрепляют профильные полозья 4 (см. фиг. 2), в пазы 5 которых вставляют направляющие ролики 6 ящиков 3. В таком состоянии ящики 3 могут свободно перемещаться вверх и вниз посредством качения роликов 7 в пазах 5 полозьев 4.

Затем в каждом ящике 3, возле его боковых стенок вставляют в переднюю и заднюю стенки ящиков 3 скобки 9, в которые в свою очередь вставляют концы упругих пластин 8. В таком положении они выгибаются вверх и обретают упругость, а каждый опирающийся на вершину согнутой пластины 8 верхний ящик 3 приобретает свойство подпружиненности.

При эксплуатации шкафа пользователи не испытывают неудобств, чтобы достать содержимое ящиков, расположенных выше 1,5 м.

При необходимости обратиться к содержимому ящиков 3, расположенных выше 1,5 м, пользователь берет рукой конец гибкого шнура (цепочки) 10 и тянет его вниз. Верхние ящики, соединенные шнуром 10 (см. фиг. 1), сжимают пластины 8 всех нижних ящиков 3.

При этом межъящичное пространство уменьшается и ящики 3 сдвигаются вниз. Нужный ящик 3 на удобном для пользователя уровне фиксируют, наматывая конец шнура 10 на держатель 11 или, в случае использования цепочки, ее фиксируют на держателе 11 одним из ее звеньев.

По окончании работы с содержимым ящика 3 конец шнура 10 снимают с держателя 11 и отпускают. Ящики 3 за счет распрямления пластин 8 поднимаются и занимают свое первоначальное положение.

Таким образом, в предложенной конструкции мебельного шкафа достигается технический результат — улучшение условий эксплуатации.

Заявленный шкаф может быть сделан на любых предприятиях мебельной промышленности, что соответствует критерию его патентоспособности — промышленная применимость.

(Продолжение следует)

В прошлом номере журнала мы рассказали об усилителе мощности звуковой частоты (УМЗЧ), рассчитанном на вполне конкретные параметры: напряжение питания, сопротивление громкоговорителя или телефонов, выходную мощность. А как быть, если эти параметры вас не устраивают и вам хотелось бы построить УМЗЧ с другой выходной мощностью (возможно, гораздо большей) и другим напряжением питания? Искать описание другой конструкции? Мы предлагаем другой путь — рассчитайте УМЗЧ сами, в соответствии с вашими требованиями! А что касается схем усилителей, то они довольно стандартны, и лишь иногда требуется незначительная коррекция, описание которой несложно найти, посмотрев материалы других разработок.

Стандартным, в частности, стало построение выходного каскада на комплементарной паре транзисторов с разной проводимостью: p-n-p и n-p-n. Упрощенная схема каскада с однополярным питанием (+Uп относительно общего провода) дана на рисунке 1.

По сути, он является двухтактным эмиттерным повторителем, и его выходное напряжение (точка В) в точности повторяет входное (точка А). Но при однополярном питании входное напряжение не может быть отрицательным, иначе работоспособность каскада нарушится — транзистор VT1 будет полностью заперт, a VT2 открыт. Поэтому на вход должна быть подана «подставка» — постоянная составляющая напряжения, равная половине напряжения питания, а на нее уже наложен звуковой сигнал (осциллограмма на схеме слева).

Форма напряжения в точке В такая же, но на громкоговоритель нужно подать только звуковой сигнал, поэтому нужен разделительный конденсатор С1 большой емкости.

Он заряжается до половины напряжения питания и снимает «подставку», не препятствуя прохождению колебаний звуковой частоты. Осциллограмма напряжения на громкоговорителе (в точке С) отображает колебания звуковых частот, положительные и отрицательные относительно общего провода.

Теперь мы можем связать напряжение питания Uп, сопротивление нагрузки (громкоговорителя) Rн и выходную мощность Рн простыми формулами. Как видим, амплитуда колебаний в точке С (осциллограмма справа) не может превзойти Uп/2. Тогда максимальная амплитуда тока через громкоговоритель, по закону Ома, равна Uп/2Rн. Мощность переменного тока равна половине произведения амплитуд тока и напряжения, поэтому Рн = Uп∙2/4Rн.

Таким образом, максимальная (пиковая) мощность УМЗЧ полностью определена напряжением питания и сопротивлением громкоговорителя. Поясним примером УМЗЧ автомобильного приемника или магнитолы. Напряжение питания 12 В, сопротивление нагрузки 4 Ома. Амплитуда напряжения ЗЧ составит 6 В, амплитуда тока — 1,5 А. Максимальная выходная мощность — 4,5 Вт.

Для тех, кто слабо знаком с измерениями на переменном токе, поясним, что различают эффективные и амплитудные значения переменных напряжения и тока. Пользуясь эффективными значениями, мощность определяют так же, как и на постоянном токе, простым перемножением напряжения и тока. Но эффективное значение составляет лишь 0,707 от амплитудного. Например, напряжение сети 220 В — это эффективное значение. А амплитуда сетевого напряжения в вашей розетке превосходит 300 В. Но мощность, выделяемая переменным током, быстро изменяется от нуля при переходе переменного напряжения через нуль до максимума на пиках. Потому-то приходится вводить коэффициент 1/2 при расчете мощности через амплитудные значения.

Вы можете использовать приведенные данные и для самодельного домашнего усилителя с 12-вольтовым питанием. Когда-то такие усилители с единственным динамиком вполне устраивали владельцев и «Москвичей» и «Жигулей». Времена меняются, требования растут, теперь и домоседы и автомобилисты хотят все больших мощностей, хотя, на взгляд автора, вряд ли это чем-нибудь оправдано.

В домашних усилителях повышают напряжение питания, и выходная мощность растет пропорционально его квадрату, то есть весьма быстро. Так при 24 В получается уже 18 Вт, а при 36 В — 40 Вт.

В автомобиле с его стандартным 12-вольтовым аккумулятором напряжение питания усилителя повысить трудно и дорого — нужен специальный преобразователь. Стали искать другие возможности, в частности, разработали громкоговорители с сопротивлением 2 Ом. Это позволило повысить мощность УМЗЧ до 9 Вт, но КПД упал, поскольку возросли потери в соединительных проводах. Нашли другой, более изящный, путь повышения выходной мощности вчетверо при тех же напряжении питания и сопротивлении нагрузки.

Речь идет о мостовом УМЗЧ, представляющем собой, по сути, два одинаковых усилителя, питаемые сигналом в противофазе и присоединенные к двум выводам громкоговорителя (рис. 2).

Когда один усилитель отрабатывает положительную полуволну ЗЧ и напряжение в точках А и В приближается к напряжению питания, другой усилитель отрабатывает отрицательную и напряжение в точках С и D приближается к нулю. В результате амплитуда напряжения на громкоговорителе возрастает вдвое, до 12 В, а выходная мощность вчетверо — до 18 Вт.

И еще одно достоинство: поскольку постоянная составляющая напряжений в точках В и С одинакова (половина напряжения питания), разделительный конденсатор большой емкости оказывается не нужен. По мостовой схеме построены УМЗЧ большинства современных автомагнитол.

Следующий этап проектирования вашего собственного усилителя — выбор транзисторов для оконечного каскада по их предельно допустимым параметрам. Коллекторное напряжение должно быть не меньше напряжения питания, а допустимый ток — не меньше амплитуды тока в нагрузке.

А мощность, рассеиваемая выходными транзисторами, должна быть, по крайней мере, не меньше, чем выходная мощность усилителя. Ранее выпускали довольно много германиевых транзисторов средней и большой мощности, и среди них удавалось выбрать подходящие. Теперь они сняты с производства, и приходится использовать кремниевые. Они менее подходят для УМЗЧ, поскольку у них выше порог открывания (0,5 В вместо 0,15 В) и потому труднее устранить искажения типа «ступенька».

Кроме того, они более высокочастотные, что для УМЗЧ с полосой не более 20 кГц бесполезно, а иногда даже вредно — может возникнуть самовозбуждение на высоких и сверхвысоких частотах, которое не то что устранить, даже заметить бывает трудно.

В. ПОЛЯКОВ, профессор

(Окончание следует)

Вопрос — ответ

В СССР впервые шариковые ручки появились примерно полвека назад. Но биография этого устройства, возможно, намного длиннее. Так, в рукописи, датированной 1166 годом, обнаружен рисунок пустотелой бамбуковой палочки, внутри которой у нижнего конца располагался шарик. Трубку заполняли чернилами, и они постепенно стекали по мере того, как шарик проворачивался при трении о бумагу или пергамент. Писец в подписи под рисунком указал, что написал 900 строк, «единожды обмакнув» свой инструмент.

Так это было на самом деле или писец выдал желаемое за действительное, неизвестно. Зато известно, что следующий шаг в совершенствовании этого орудия письма некий Дж. Лаудер сделал лишь в 1888 году.

Американец предложил маркер, который представлял собой подпружиненный шарик диаметром 1–2 см, заключенный в специальный корпус, в котором находилась типографская краска. При прочерчивании по поверхности ящика или коробки, шар вращался, и краска оставляла четкие метки.

Однако маркер все-таки не ручка. И честь изобретения настоящей шариковой ручки принадлежит венгерскому журналисту Ласло Иожефу Биро (1899–1985), который в 1938 году, вместе со своим братом Георгом, дипломированным химиком, предложил вместо пера свободно вращающийся шарик, а вместо чернил — специальную пасту.

В 1944 году Биро защитил свое изобретение патентом США и продал лицензии двум крупным американским фирмам. Не успели те как следует раскрутиться, как предприимчивый бизнесмен М. Рейнолдс, случайно купивший шариковую ручку Биро в Южной Америке, без всякой лицензии начал массовый выпуск аналогичных изделий, внеся в конструкцию некоторые изменения.

А для того чтобы избежать суда, Рейнолдс сослался на американский патент, взятый в 1888 году Дж. Лаудом на свой маркер и уже утративший свою силу из-за давности. В итоге Биро не удалось доказать свою правоту.

Наши традиционные три вопроса:

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 11 — 2009 г.

1. Марс называют Красной планетой из-за скоплений на его поверхности красно-бурого порошка оксида железа Fe₂О₃

2. Для солдат огнестрельное оружие удобнее, поскольку электромагнитное требует громоздких элементов питания.

3. По звуку падения приборы могут отличить падение шарика от падения капли.

* * *

Как мы и обещали, призы — книги «Электрическая Вселенная» — получают пятеро читателей, приславших правильные ответы.

Это Михаил Бахтин из с. Елховка Самарской обл., Леонид Петров из г. Томска, Алексей Кириллов из г. Сергиева Посада, Эдуард Витько из г. Ставрополя и Сергей Федоров из г. Тюмени.

* * *

 _{А почему? Почему Земля теплая внутри? Какими изобретениями прославился великий русский механик-самоучка Иван Петрович Кулибин? Правда ли, что знаменитый барон Мюнхгаузен состоял на службе в русской армии? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».}

_{Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают свое путешествие в мир памятных дат. А читателей журнала приглашаем заглянуть в красивый город на берегу Онежского озера — Петрозаводск.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

_{ЛЕВША Немецкий сверхтяжелый танк «Маус» («Мышь») был самым крупным в мире. Какие надежды возлагала на этот танк фашистская Германия и как сложилась судьба гиганта, вы узнаете в рубрике «Музей на столе».}

_{Любители самоходных моделей познакомятся с оригинальной конструкцией понтона-амфибии для транспортировки автомобилей через водные преграды.}

_{Юные электронщики смогут собрать по нашим рекомендациям малогабаритный легко настраиваемый средневолновый радиоприемник повышенной чувствительности.}

_{Владимир Красноухов, как всегда, представит свои новые разработки для вашего досуга, и, конечно же, «Левша» опубликует несколько простых, но полезных советов.}

* * *