Наконец, с помощью сотрудников научно-производственной компании «Диана» киберштурман может быть оснащен еще и системой предупреждения о возможности столкновения с движущимися объектами. Раньше подобные системы устанавливались лишь на самолетах и кораблях, но очередь дошла и до автомобилей. Причем поскольку система работает в инфракрасном диапазоне, то она надежно срабатывает даже в полной темноте или в условиях недостаточной видимости — при тумане, снегопаде.

В общем, нашим специалистам удалось выйти на мировой уровень в создании подобных систем, сохранив при этом относительную дешевизну разработки. Она уже выпускается небольшими сериями, стоит около 700 долларов США и может быть установлена как на отечественную «Волгу» или «Жигули», но и на ряд зарубежных моделей.

Чтобы под домом не подтекло…

— Ныне все чаще говорят о глобальном потеплении, — начал разговор со мной ведущий научный сотрудник Института криосферы Земли СО РАН, расположенного в Тюмени, кандидат технических наук В.Н.Феклистов. — И это явление вызывает особую озабоченность специалистов в регионах вечной мерзлоты.

Дело в том, что в обычном состоянии вечная мерзлота имеет твердость бетона. Но что, если она вдруг начнет таять? Ведь вместе с ней «поплывут» и стоящие на ней постройки.

Чтобы этого не произошло, сотрудники лаборатории, которой руководит Феклистов, придумали такую хитрость. Зимой, когда царят сорокаградусные морозы, они закладывают фундамент того или иного сооружения. Убедившись, что мерзлота надежно прихватила сваи, опоры или другие элементы конструкции, они затем укрывают фундамент специальным полимерным «одеялом» из самотвердеющей полимерной пены.

Как показали испытания, далее о судьбе вечной мерзлоты можно не беспокоиться даже летом. Кстати, занявшись исследованиями вечной мерзлоты, сотрудники Института криосферы попутно разработали технологию получения «сверхскользкого» льда для крытых катков.

Чтобы наши спортсмены могли тренироваться в любое время года, лед на катке теперь делают двухслойным. Нижний, наиболее твердый, слой заливают специально очищенной водой и подвергают ее медленной кристаллизации с помощью холодильных установок, размещенных под покрытием катка. А потом, непосредственно перед соревнованиями, каток заливают еще раз, вводя в воду некоторые добавки для улучшения скольжения и обеспечивая быструю кристаллизацию льда.

Эта технология уже опробована спортсменами на международных соревнованиях и получила высокую оценку.

Мне сверху видно все…

Очередной шаг к созданию надежного комплекса воздушного наблюдения сделали сотрудники ФГУП «Электрон», базирующегося в Москве. Мы неоднократно рассказывали вам о ДПЛА — дистанционно-пилотируемых летательных аппаратах, которые используются как в военных, так и в мирных целях — для разведки, контроля дорожного движения, мониторинга окружающей среды.

Среди прочих семейство аппаратов «Вертикаль» отличается своей надежностью и простотой в обслуживании. Запустить аппарат в воздух после инструктажа способен любой авиамоделист. Управлять им операторы тоже учатся очень быстро — достаточно пары занятий с инструктором, и полученных навыков уже хватает для решения многих практических задач.

Впрочем, в случае необходимости комплекс может быть оборудован и автоматической бортовой системой предотвращения столкновения с наземными препятствиями. А в случае отказа канала управления ДПЛА автоматически возвращается в точку запуска и производит посадку с помощью парашюта. Причем заказчики могут выбрать модель согласно своим требованиям. Так, скажем, «Вертикаль-61» при весе около 60 кг обладает скоростью до 400 км/ч и способна забираться на высоту до 5 км.

«Вертикаль-20» втрое легче, летает со скоростью до 100 км/ч и намного дешевле как в эксплуатации, так и в производстве. Данные летательных аппаратов могут передаваться на землю как в реальном режиме времени по телеканалу, так и фиксироваться в бортовом накопителе информации.

Шумопеленгатор-крабоискатель

Так называется оригинальная разработка сотрудников Камчатского государственного технического университета из г. Петропавловска-Камчатского. Если обычно рыбаки ищут косяки рыбы с помощью ультразвукового сонара, то при поиске крабов он бесполезен. Крабы ведь ползают по дну и для обычного локатора неразличимы.

Но выдают они себя характерным шумом — щелканьем клешней. А в воде, как известно, звуки передаются очень хорошо и могут быть зафиксированы за сотни метров. Так что шумопеленгатор безошибочно указывает на места скоплений крабов.

Андрей НИКОЛАЕВ, спец. корреспондент «ЮТ»

Кстати…

И МЫ — ЛАУРЕАТЫ!

Среди лауреатов V Международного салона инноваций и инвестиций в этот раз оказалась и редакция нашего журнала. «Юный техник» был удостоен специального приза за «пропаганду достижений в сфере науки, техники и инноваций среди юношества».

Суть его доклада состояла в следующем. Обычно цирконий — металл, используемый в атомной промышленности, — выплавляют килограммами в небольших электрических печах. Но в данном случае была затеяна рекордная плавка — наши специалисты решили поставить мировой рекорд по выплавке редкоземельного металла. И таким образом по чистой случайности собрали массу, которая превысила некий критический уровень.

Далее. Металл в электропечах, как известно, плавят с помощью мощных нагревателей, помогая им индукционными токами СВЧ-диапазона. Их и перестала поглощать расплавленная масса, что стало заметно по приборам.

В общем, подвел итоги Солин, похоже, что мы имеем дело с ядерным реактором совершенно нового типа. И попросил разрешения повторить опыт, чтобы накопить больше фактического материала. Члены совета задумчиво покачали головами: будучи в большинстве своем металлургами, они не очень разбирались в ядерных реакциях. Но поскольку Солин доказал соответствующими расчетами, что эксперимент не выйдет из-под контроля, то опыт повторить ему разрешили. Более того, даже выделили кинооператора, который должен был запечатлеть все стадии загадочного явления.

Эксперимент повторили. Загадочные пульсации возникли вновь, были зафиксированы на кинопленку. Сняты были и показания самописцев.

Выяснилось, что, пульсируя, расплавленный металл действительно становится источником энергии. Более того, значительная часть этой энергии выбрасывается в виде колебаний электромагнитного поля. То есть, получается, поставь индукционные катушки — и качай из печи электроэнергию!

Экспериментатор хотел продолжить исследования, но завод должен давать план, печь нужна для выпуска основной продукции. Опыты отложили до лучших времен, предложив пока Солину разобраться в сути того, что происходит в печи, на теоретическом уровне.

Михаил Иванович стал выяснять, что и как. А когда разобрался, оказалось, что печь и в самом деле превращается в своего рода реактор, способный не только производить энергию, но и синтезировать новые элементы.

Сегодня М.И. Солину удалось разработать и запатентовать 9 пионерных изобретений, которые позволили разработать конструкцию экологически безопасного квантового ядерного реактора.

В основе своей реактор Солина имеет все ту же электрическую печь для выплавки редкоземельных металлов. Ванна такой печи теперь превратилась в активную зону, куда загружается энергетическое топливо. Только в качестве его используются не радиоактивные изотопы урана или плутония, а металлы группы ниобия, гафния, молибдена, вольфрама или того же циркония.

Ванна с металлом размещается в вакуумной камере, над которой стоят регулирующие элементы и электронная пушка. Элементы-электроды также могут быть сделаны из титана, того же циркония, молибдена, вольфрама и некоторых других редкоземельных металлов. Индукционные токи, проходящие как через массу металла в ванне, так и через электроды, разогревают расплав до жидкого состояния. Этому же способствует и поток энергии от электронной пушки. Но, впрочем, поток электронов в основном используется для управления процессом, его тонкой настройки. Грубая же осуществляется путем механического перемещения электродов, их сближения или отдаления друг от друга.

Когда в массе расплава начинаются колебательные процессы, агрегат перестает потреблять энергию и начинает ее выделять. По мнению автора, в ванне, словно в недрах звезды, образуется сверхпроводящий ядерный конденсат.

«Он представляет собой магнитное жидкометаллическое ядерное топливо, выделяющее энергию с генерированием когерентного излучения в условиях осуществления ядерных фазовых превращений в массе исходного продукта и объединения в ней электромагнитного, гравитационного и ядерных взаимодействий». Так сформулировал суть происходящего сам Солин.

Если же выразиться проще, то энергия, вероятно, выделяется за счет того, что в расплаве самопроизвольно образуются пространственные структуры, имеющие форму полых сфер и цилиндров. Внутри их, по всей вероятности, и протекают реакции ядерного синтеза, зарождаются и скапливаются заряженные частицы. Неким упрощенным аналогом этого процесса может послужить кавитация в жидкости, когда образующиеся и охлопывающиеся пузырьки несут в себе немалые заряды энергии.

Как полагает М.И. Солин, разработанный им реактор имеет немалые преимущества по сравнению с ядерными.

Во-первых, электрическая печь, лежащая в основе конструкции, стоит примерно в 1000 раз дешевле самого простого атомного «котла». Во-вторых, заготовить для нее «горючее» тоже намного дешевле, чем произвести очистку природного урана. В-третьих, за счет того, что большая часть энергии выделяется в виде электромагнитного излучения, а не тепла, возможно прямое получение электричества, не нужно вторичных контуров преобразования энергии. В итоге КПД установки не 35 %, как у лучших ядерных энергоустановок, а около 85 %. Наконец, в ходе работы не образуются высокорадиоактивные отходы.

На автомобиль такой реактор, пожалуй, не поставить, но поселок или небольшой город энергией он обеспечит.

Кстати, из-за рубежа пришла весть, что в США начаты работы над конструированием подобного реактора для самолета (см. подробности в статье «Так полетим ли на «ядре»?»). Так что не исключено, что и автомобили со временем могут стать совсем другими.

Схема квантового реактора Солина:

_{1 — источник ускоренных электронов; 2 — регулирующие элементы; 3 — вакуумная система; 4 — вакуумная камера; 5 — активная зона.}

На основе теории Ребиндера были созданы СОЖ, уменьшающие нагрузку на резец, охлаждающие его и ускоряющие скорость резания металла. Казалось бы, в принципе проблемы резания металла решены. Но…

В токарном цехе большого завода можно было видеть такую картину. Вращается деталь. На резец течет струя мутно-белой СОЖ. Эта жидкость уносит образующиеся при работе стружки сначала в канавку на бетонном полу. Эта и другие канавки впадают в большие канавы, несущие стружки вдоль цеха. Где-то в конце стружки собирают, отделяют от них СОЖ и возвращают ее обратно на резцы станков, а стружки прессуют и отправляют на переплавку.

Мельчайшие брызги СОЖ, постоянно носящиеся в воздухе цеха, у многих вызывают аллергию. Люди отказывались от работы с ее применением. Не помогает ни защитная одежда, ни усиленная вентиляция.

Были созданы станки-роботы, находящиеся в закрытой капсуле и действующие без прикосновения рук человека. Это значительно улучшило экологическую обстановку в цехах. Но такие станки можно применять далеко не всегда, а кроме того, СОЖ осталась. И как выяснилось, это далеко не безвредное вещество так или иначе в результате случайных утечек все же попадает в окружающую среду.

Можно ли заменить СОЖ чем-то безвредным? В цехе любого завода есть множество агрегатов, приводимых в действие сжатым воздухом. Еще в начале 80-х годов прошлого века его попытались применить для охлаждения резца. Для этого возле резца установили сопло, которое направляло на него мощную струю воздуха. Скорость в ней была близка к скорости звука, и потому она издавала оглушительный шум. С этим можно было бы мириться: существуют специальные противошумовые наушники.

Но оставался главный недостаток такого охлаждения — чрезмерно большой расход воздуха.

Чтобы снизить его, попробовали ионизировать воздух при помощи электрического разряда. Такой воздух химически более активен, потому была надежда, что с его помощью можно подействовать на свойства обрабатываемого металла. На такую возможность в принципе указывали и исследования Ребиндера.

Опыты доказали верность решения. Но ионизация требовала опасно высокого напряжения. Оставался большим расход воздуха. К тому же в воздухе появлялся озон. Он полезен в малых количествах и вреден в больших.

И все же идею удалось, как говорится, довести до ума. В Московском государственном технологическом университете СТАНКИН мне показали озонатор, его главная часть — металлическая трубка. По ее оси проходит высоковольтный провод, на него подано напряжение 12 000 В переменного тока с частотой 1000 Гц. Транзисторный источник высокого напряжения потребляет мощность около 70 Вт. Это и есть ионизатор. Разработали его кандидаты наук Е.Чекалова и В.Турин. Корпус ионизатора заземлен на массу станка, поэтому поражение работающего электричеством исключено. Воздух, входящий в ионизатор, завихряется и движется, вращаясь вокруг высоковольтного провода. Благодаря этому воздух, прежде чем достичь выхода, проходит путь, намного превышающий длину ионизатора. За это время он успевает многократно подвергнуться действию электрических разрядов.

При обработке твердой конструкционной стали марки 45 этот метод помог получить высокую скорость резания и очень низкий износ резца. Чем объясняется этот успех?

Специалисты применяли воздух низкого давления — всего одна атм. Благодаря этому, содержащиеся в нем озон и ионы успевали полностью прореагировать с поверхностью металла. Это приводило прежде всего к снижению прочности металла, а также к уменьшению трения между стружкой и резцом. Все это и устранило основные причины для выделения тепла. Так ученые из СТАНКИНа сделали стружку холодной, совсем ее и не охлаждая. А экологическая экспертиза установила, что в воздухе, прошедшем мимо резца, ионы и следы озона содержатся в ничтожных количествах.

Так что если к нам и в самом деле через какое-то время залетят инопланетяне, им будет легче понять, чем же на самом деле занят токарь. При обработке обычных машиностроительных сталей с весьма умеренной скоростью резания 50 — 100 метров в минуту (0,8–1,7 м/с) может выделяться тепловая мощность около 1,5–3 кВт на мм² поверхности режущей кромки резца. Большая ее часть, 75 % — уходит в стружку, 20 % — нагревает резец, 4 % — нагревает деталь, 1 % — уходит в окружающий воздух.

А что будет, если скорость значительно увеличить?

В конце 40-х годов в Томском политехническом институте попытались найти предел скорости резанья. Постепенно увеличивая ее, сначала получили стружку, раскаленную докрасна. Дойдя до скорости резания в 4000 метров в минуту (это примерно в 100 раз больше обычной), заметили на стружке признаки оплавления. Что не удивительно. Плотность потока энергии могла достигать 100 кВт/мм² — почти как в пятне хорошего лазера!

Но эти рекордные цифры относятся к чистому резанию. У обычного же токаря, делающего штучные детали, много времени уходит на отладку режима, измерения размеров и смену деталей. Стократное увеличение скорости привело бы к сокращению времени на изготовление детали лишь в два-три раза. Зато прибавилось бы хлопот с раскаленной стружкой и резким ускорением износа станка и резца.

Правда, среди токарей встречаются «олимпийские чемпионы». Полвека назад ленинградский токарь Генрих Борткевич работал со скоростью резания 1000 метров в минуту. Ему дали Сталинскую премию, ставили всем в пример. Но сравняться с ним смогли лишь немногие.

А изыскания в области высоких скоростей резания даром не пропали. Столь быстро смогли работать станки-автоматы. Здесь все вспомогательные операции выполняются без участия рук человека, и сверхвысокие скорости резания заметно повышают производительность.

А.ИЛЬИН

Рисунки автора

* * *

ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ!

Если вы решите выписать «Юный техник» на II полугодие, напоминаем: подписная кампания завершается 10 июня. При желании вы можете воспользоваться купоном, напечатанным ниже, вписав туда количество номеров (с 7 по 12), свою фамилию, адрес и индекс «ЮТ».

При подписке по каталогу агентства «Роспечать» индекс журнала — 71122, в Объединенном каталоге «Пресса России» наш индекс — 43133. Надеемся на встречи в новом полугодии.

НЕОЖИДАННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ. Японский изобретатель Ямада Денши усовершенствовал фотоаппарат, встроенный в мобильный телефон. Теперь чудо техники умеет делать снимки сквозь одежду. По словам разработчика, он стремился всего-навсего создать оборудование для таможенников, которое бы позволяло им выявлять спрятанную под одеждой контрабанду. Однако неожиданно для себя получил аппарат, который заодно делает снимки в стиле «ню», причем сами модели об этом и не подозревают. Единственная незадача: на широкую продажу подобной техники изобретатель теперь рассчитывать никак не может, а стало быть, его доходы будут существенно ниже, чем он рассчитывал.

ОН ОТДУВАЕТСЯ ЗА ВСЕХ. Новый манекен WordSID — самый «продвинутый» из всех роботов-испытателей. Он оснащен более чем 200 датчиками, которые при столкновении испытуемого автомобиля с манекеном-водителем за рулем способны производить и передавать на компьютер 10 000 замеров в секунду. Кроме того, внутренние органы и кости манекена во многом аналогичны человеческим, что позволяет оценивать при столкновении степень повреждения «печени», «почек» или «ребер». Поговаривают, что этот робот станет своеобразным эталоном при проведении краш-тестов как в США, так и в Европе.

* * *

Из штаба прислали beneficiarii[3]. Тридцатилетний легат Марк Корнелий даже не пытался спорить — знал, что бесполезно. Придется присматривать за чьим-то сынком-неумехой. Ничего другого Марк не ожидал.

— Патриций Гай Гракх прибыл в ваше распоряжение, командующий, — юный патриций держался достойно, что несколько удивило легата.

Обычно выходцы из богатых семей появлялись в носилках. Неважно, что Рим находился в двух месяцах пути — традиции превыше всего. Юные патриции считали, что недостойно представителям богатых родов осквернять стопы грязью варварской страны.

— Постараюсь сделать все возможное для славы Рима.

Эти слова понравились Марку. И удивили. Обычно патриции всеми силами старались прославить Императора, частенько забывая о Риме. Этот же паренек поставил Рим на первое место.

Марк открыто улыбнулся и протянул руку:

— Зови меня просто Марк. У меня в легионе нет места пустым формальностям и преклонению перед званиями. А насчет твоего обещания… Faber est suae quisque fortunae[4].

Три месяца прошли в непрекращающихся стычках. Карфаген не вступал в открытую войну, а Рим ограничивался присутствием войск на границе. Люди же гибли десятками каждый день, каждую ночь.

Марк налил две кружки вина. Протянул одну Гракху.

— Плохо дело… — Легат выплюнул эти слова, как горечь полынной настойки.

Гракх кивнул:

— Если карфагеняне полезут, нам не выстоять. Осталось в лучшем случае три четверти воинов. Эта война, Марк, а не мелкие пограничные стычки.

Последние три слова патриций выделил особо. Подобные обороты частенько попадались в сводках новостей из сената.

— Надоело, — бросил Марк и отпил глоток вина.

* * *

Эта ночь пахла кровью. Передовые части Карфагена ударили внезапно и Пятую когорту смели в полчаса. Еще можно было бы что-то изменить, но время уходило песком сквозь пальцы — пока прибежал вестник, пока легион дошел до заставы, пока…

Марк не успевал.

Там, на берегу этой проклятой речки Тицины, умирали шесть сотен воинов. Его воинов. А легион все еще выходил на рубежи.

Гракх глухо сказал:

— Это война.

Марк коротко кивнул. В такие минуты ему было неприятно прибегать к словам. Казалось, что они мешали, забирали драгоценное время. Когда-то Марк ответил отцу: «Слова пусть остаются брату, дела — мне».

Через полчаса легион вышел к заставе. Прибрежный песок Тицины казался черным от крови. Никого. Тишина. Смерть.

— Будь они прокляты, — сдавленно прошептал Г ракх.

С левого фланга донесся крик:

— Карфаген!

Марк не стал ждать:

— Две алы конницы — удар по правому флангу.

Гракх, держи центр. Я на левый фланг.

— Выполняю, легат.

— Третья, Седьмая когорты в обход, ударите с тыла.

В небе послышался странный поющий шелест. Так мелодично и страшно могут петь лишь стрелы.

— Щиты! — успел рявкнуть Марк.

На порядки римлян обрушились тысячи черных птиц.

А через пять минут подоспела пехота Карфагена. Это был не бой.

* * *

Темная кровь сочилась из-под ладони. Марк Корнелий не раз уже видел такое. Но никогда не мог представить, что из его бока будет по капле вытекать жизнь.

Боль еще не пришла. Да скорее всего и не придет — не успеет. Легат уже видел такие раны — немного поноет, и все. Ранение в печень смертельно по определению.

Он собрался с силами и вышел к воинам. Нужно что-то сказать. Пусть это всегда лучше получалось у брата. Пусть.

— Воины! Братья! — голос не подвел. — Перед Империей новая опасность. И мы, воины Рима, не вправе отступать. Мы остановили врага и дали время Империи подготовиться. Гонцы уже спешат к регулярным частям. Скоро здесь будут лучшие легионы Империи. Вам же нужно продержаться…

Горло перехватило. Горечь приближающейся тьмы мешала подобрать нужные слова. Марк улыбнулся — вот и пригодилось умение говорить кратко, выбирать скрытую суть. Столько лет насильно заставлял себя ограничиваться минимумом слов. И вот…

Марк оглянулся — молодой Гракх мрачно смотрел на него, в глазах молодого патриция желание отомстить сплеталось в невероятную вязь с болью от невозможности что-либо изменить. Ничего, парень. Главное — останься жив. Вернись в Рим и передай мои слова — последние, единственно верные.

— Delenda est Karfagen![5]

Художник Лена САНКИНА

Так проходили соревнования по робототехнике.

С ВЫСОТЫ МОНОРЕЛЬСА

Сейчас, как известно, в Москве введена в опытную эксплуатацию еще одна транспортная система — монорельсовая. Но пока взрослые обсуждают технические и организационные проблемы, обкатывают магистрали и сами вагоны новой дороги, ребята из Центра образования № 1840 поразмыслили над тем, как лучше использовать возможности нового вида транспорта.

Вот что рассказала мне представительница целой группы разработчиков Анна Лубнина.

— Согласно некоторым проектам, одна из трасс монорельса должна соединить деловой центр Москва-Сити с международным аэропортом Шереметьево. Вот мы и подумали: «А нельзя ли объединить приятное с полезным?»

И пустить монорельс по памятным местам столицы, в частности, вокруг Кремля. Приехал гость в нашу столицу, едет из аэропорта в гостиницу и заодно с высоты птичьего полета — эстакада монорельса, как известно, возвышается над землей на добрый десяток метров — сможет обозревать окрестности. А робот-экскурсовод в подробностях объяснит ему, что и где, на том языке, который лучше всего понимает данный зарубежный гость…

Аня и ее товарищи не только продумали подобный проект в деталях, но и соорудили пробный участок подобного монорельса, а также создали прототип будущего робота-гида.

Конечно, пока создана всего лишь действующая модель участка будущего монорельса. Но робот уже читает лекцию о достопримечательностях столицы как по-писаному.

А.Лубнина демонстрирует часть модели монорельса.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАЮТ ЧАСЫ

— Как известно, в Праге часы на Вацлавской площади не только отмечают боем каждый час или четверть часа, но в определенные сроки устраивают целое театральное представление, — напомнила мне руководитель группы разработчиков, учительница физики из школы № 379 Л.Л. Поскребышева.

Вместе со своей коллегой, учительницей информатики С.Ю. Барбасовой, а также при непосредственном участии Артема Коновалова, Маши Назаровой, Антона Юркова, Николая Носова и Алексея Николаева, наши часовщики тоже разработали оригинальный проект часов, которые умеют не только отбивать, но и показывать время. Каждый час здесь что-то происходит. Если пора вставать, кукарекает и хлопает крыльями петух. Пора отправляться на работу или в школу — раскручивает свои лопасти игрушечный вертолет. Вы ложитесь спать — ваш покой будет охранять сторожевой пес, заступающий на вахту… Все эти действующие фигурки довольно забавны, несмотря на то что выполнены всего лишь из деталей конструктора «Лего». Главное ведь — остроумная идея. А пути ее осуществления могут быть разными. Ребята показали лишь один из них…

Сувенирные часы и их создатели. И на том языке, который вы ему укажете — русском, английском, французском…

УМНЫЙ ДОМ

Приехал человек в столицу на время или живет здесь постоянно, ему обязательно нужна крыша над головой, свой дом. И последнее время, например в Японии, жилище становится все более компьютеризированным. Приказы людей все чаще исполняют электронные «домовые», по первому слову включающие свет, готовящие обед, наполняющие водой ванну, сообщающие, все ли окна и двери надежно закрыты, когда хозяева укладываются спать…

Макет такого «умного дома» создали учащиеся кадетской школы-интерната № 5. Как рассказал мне один из разработчиков этой системы, Саша Остроумов, в основе проекта лежат сенсорные системы, реагирующие на появление человека. Именно по их команде в доме включается свет и кондиционер, открываются и закрываются двери и окна, а также ворота в гараже. Человек, словно маг, сказав «волшебное слово», может настроить спутниковую антенну на прием того или иного телеканала, обеспечить связь с любым уголком мира, получение из Интернета любой интересующей его информации.

— Кроме того, наш дом отличается от обычных тем, что сам убирает за своими обитателями, — пояснил Саша. — Причем речь идет не только об уборке мусора, которую производят киберы-пылесосы, но и о переработке всех бытовых отходов. Для этого в подвале дома или в пристройке к нему мы предлагаем разместить специальный биореактор, в котором органические отходы будут перерабатываться в удобрения, используемые с сельском хозяйстве. Ну, а неорганический мусор будет по специальному пневмопроводу переправляться на завод для последующей сортировки и переработки. Так мы получим новый источник сырья для нашей промышленности…

Умный дом, по мнению Саши Остроумова, еще нуждается в доработке.

РОБОТ-МУЗЫКАНТ

Этого робота создали ребята из Центра образования № 345 Дмитрий Павлов и Александр Куницкий под руководством О.О.Серебрякова. Суть разработки Дима пояснил так:

— Когда человек хочет послушать музыку, компанию ему в этом может составить робот-музыкант. Стоит зазвучать какой-либо мелодии, как робот начинает выстукивать такт на своей ударной установке и подмигивать разноцветными светодиодами.

А в будущем ребята хотят создать и модель робота-танцора, который сможет при необходимости стать партнером по танцам хозяину или хозяйке дома.

Д. Павлов демонстрирует робота-музыканта.

СТОРОЖ ДОМА ТВОЕГО…

И наконец, Михаил Агеенко и его друзья из школы № 2004 решили позаботиться о безопасности имущества обитателей умного дома. Охрану его они поручили киберу-сторожу.

— Его, пожалуй, можно назвать Недотрогой, — сказал мне Миша. — Потому что в него встроены сенсорные датчики, которые в ответ на касание тут же вызывают срабатывание тревожной системы. Кроме того, робот снабжен еще фотоэлементами и инфракрасными датчиками, которые отслеживают все, что происходит вокруг…

В будущем Миша хотел бы оснастить робота-сторожа еще и датчиками углекислоты. Такой датчик не только проследит, чтобы в доме была нормальная атмосфера и люди не угорели, если забарахлит, скажем, печка или газовая магистраль. Углекислый газ, как известно, выделяют при дыхании люди. Так что в безлюдном помещении такой робот сразу же учует присутствие постороннего…

Свою концепцию робота-недотроги Миша Агеенко пока демонстрирует на примере автомобильной сигнализации.

Публикацию подготовил А. ПЕТРОВ

Вот как он был устроен. Обратите внимание на ряд отверстий в конце обоих цилиндров. При повороте кривошипа в цилиндре сжатия возникает разрежение. Воздух из других полостей двигателя в него попасть не может благодаря наличию обратного клапана. Как только кромка поршня пройдет мимо ряда отверстий, воздух ворвется в цилиндр, заполнит его и, едва поршень изменит направление движения, сразу начнется такт сжатия. При этом он протолкнет воздух через теплообменник, где тот нагреется, и пошлет его в расширительный цилиндр. Здесь воздух совершит работу, но давление его еще не снизится до первоначального.

Когда поршень этого цилиндра откроет ряд отверстий, воздух через них выйдет. Затем поршень пойдет обратно и начнет сжимать его. На этом этапе происходит сжатие воздуха и некоторое накопление энергии. Эта энергия будет частично возвращена на вал при очередном расширении воздуха.

При таком способе работы происходит излишний выброс горячего воздуха, а значит, повышается расход топлива и потеря мощности. Добавим, что в конструкции нашего читателя цикл не был замкнут. Но благодаря этому двигатель получился предельно простым.

Замкнуть цикл не так уж сложно. Нужно лишь соединить впуск и выхлоп через дополнительный теплообменник, который обдувается струей свежего воздуха или охлаждается водой. В таком виде двигатель, работая от любого источника тепла — керосина, газа, дров, годится для привода электрогенератора.

Мощность его, по нашим расчетам, близка к сотне ватт при рабочем объеме расширительного цилиндра всего 0,1 л и скорости вращения вала около 100–120 об/мин.

Повысить мощность и экономичность двигателя можно за счет улучшения распределения горячего воздуха. Для этого нужны управляемые золотники или клапаны, открывающиеся для впуска горячего воздуха в расширительный цилиндр при достижении поршнем верхней мертвой точки и закрывающиеся после прохождения поршнем 1/3 — 1/4 хода. В идеале для этого нужны электромагнитные клапаны, управляемые при помощи пары контактов, замыкаемых, например, профилированным кулачком на валу. Такая система позволяет регулировать продолжительность впуска воздуха в расширительный цилиндр и тем самым увеличивать крутящий момент. Это полезно при движении на подъеме.

Неплохой результат можно получить и при помощи клапанов, открываемых толчком поршня (рис. 2).

С такими клапанами двигатель приобретает способность автоматически приспосабливаться к условиям дороги. При замедлении скорости на подъеме или на плохой дороге в цилиндр будет поступать больше воздуха, крутящий момент двигателя возрастет и скорость увеличится.

При движении по хорошей дороге с большой скоростью уменьшится масса поступающего в расширительный цилиндр воздуха, увеличится степень его расширения, а значит, увеличится КПД двигателя.

Таким образом, мы получаем двигатель не только бесшумный, но и не нуждающийся в коробках передач или вариаторах.

В. МАЛЬЦЕВ

Рисунки автора

ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

С точки зрения чистой термодинамики безразлично, в каком устройстве мы воздух сжимаем и в каком расширяем. В начале 70-х годов прошлого века в Германии был построен автомобильный газотурбинный двигатель замкнутого цикла. В нем воздух сжимался центробежным компрессором и расширялся на лопатках турбины диаметром не более 10 см. Ради увеличения мощности воздух в него был первоначально закачан под давлением в несколько атмосфер. Но при этом начала сказываться его вязкость, и необходимую мощность получить не удалось.

Тогда конструкторы заменили воздух смесью водорода с углекислым газом и получили от двигателя все расчетные параметры. При испытаниях на улицах города оснащенный им легковой автомобиль показал расход топлива 8 литров на 100 км. Тот же автомобиль со штатным двигателем внутреннего сгорания расходовал топлива почти вдвое больше. Работа продолжения не имела.

Однако следует заметить, что газовые турбины столь малого диаметра изначально имеют очень низкий КПД и он дополнительно снижается при уменьшении скорости. В то же время поршневые машины эффективны при любых размерах и на любой скорости. Можно предположить, что аналогичный поршневой двигатель замкнутого цикла позволил бы снизить расход топлива в этом автомобиле до 5–6 литров на 100 км.

Существуют разные способы снятия старой краски. Проще всего это сделать с помощью цикли, попросту стесывая слой краски до дерева. Чтобы дело шло быстрее, можно попробовать размягчить его химическим растворителем или термообработкой, например, паяльной лампой. Однако в последнем случае работу следует выполнять обязательно при наблюдении и участии взрослых.