Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2005 № 05
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.
ФОТОМАСТЕРСКАЯ
Zoom-объективы
В прошлом выпуске рубрики мы начали рассказ о фотоаппаратах. Продолжаем.
Аббревиатура ZOOM после расшифровки и перевода означает — «объектив с переменным фокусным расстоянием».
В оптике фокусным расстоянием называется дистанция между фокусом линзы — точкой, в которую собираются световые лучи, и оптическим центром самой линзы.
Опытные фотографы знают: чем большее фокусное расстояние указано на оправе объектива, тем больше он способен приближать объект. Скажем, если объектив с фокусным расстоянием в 100 мм лучше всего подходит для съемки портретов, то объектив с фокусным расстоянием в 1000 м, как сильный бинокль, подходит больше для съемки диких животных с большого расстояния, самолетов в небе и прочих удаленных объектов.
Если же у вас объектив с переменным фокусным расстоянием (например, 35-200 мм), он один способен заменить сразу несколько сменных объективов и дает возможность, не сходя с места, произвести фотосъемку как общим, так и крупным планом (см. рис.).
Пример трюковой съемки. Эффект движения огней был получен за счет быстрого изменения фокусного расстояния зум-объектива.
Широкое использование объективов с переменным фокусным расстоянием, или зум-объективов, для обычных фотографических аппаратов началось сравнительно недавно, лет 20 тому назад, когда оптические заводы освоили выпуск такой продукции.
Дело в том, что зум-объектив по своему устройству сложнее обычного и представляет собой комбинацию собирающих и рассеивающих групп линз, рассчитанных таким образом, что при смещении некоторых из них вдоль оптической оси фокусное расстояние, а следовательно, и угол зрения изменяются в определенных пределах.
Отношение максимального значения фокусного расстояния к минимальному, допускаемое этими пределами, называется кратностью зума. Обратите внимание: кратность хорошего зум-объектива для пленочных фотокамер, как правило, составляет 3:1. Если оно больше, есть риск, что объектив будет давать изображение невысокого качества.
Сказанное, правда, не относится к электронным фотоаппаратам. Там эффект оптического изменения фокусного расстояния может дополняться еще и электронным увеличением, так что для таких фотоаппаратов изменение фокусного расстояния, скажем, от 40 мм до 400 мм, считается вполне нормальным. Однако в любом случае при изменении фокусного расстояния наводка объектива на резкость не должна самопроизвольно меняться.
Типичный зум-объектив состоит, по крайней мере, из четырех отдельных групп линз, причем общее число оптических элементов колеблется от 10 до 15. Столь значительное число линз требует эффективного просветления всех поверхностей стекло-воздух для обеспечения высокого светопропускания и устранения бликов. Так что, покупая аппарат с зумом, обратите внимание: его линза должна иметь фиолетовый отлив.
Первая, ближайшая к объекту съемки, группа оптических элементов объектива служит для наводки на резкость, и ее перемещение вдоль оптической оси не влияет на величину фокусного расстояния; этой группой линз управляют с помощью кольца дистанций объектива. Вторая группа линз, называемая вариатором, служит для изменения фокусного расстояния объектива; ею управляют с помощью специального кольца. Третья группа оптических элементов — компенсатор — служит для компенсации расфокусировки, вызванной передвижением вариатора. И наконец, последняя, четвертая, группа линз, положение которой строго фиксировано, собирает световые лучи в конус, формирующий изображение.
Зум-объективы с относительно небольшим фокусным расстоянием — например, меньше чем 40 мм для 35-мм камер с полным кадром — часто состоят всего из двух групп оптических элементов. Передняя группа служит для наведения на фокус и изменения фокусного расстояния, а задняя выполняет функцию компенсатора и основного блока, образующего изображение.
Такая оптическая система имеет определенные преимущества, связанные с улучшением качества изображения. Это делает ее особенно удобной для использования в широкоугольных зум-объективах. Недостатком же являются небольшой предел изменения фокусных расстояний (не более чем 2:1) и некоторое изменение эффективной величины диафрагмы при изменении фокусного расстояния.
Первые зум-объективы имели низкую световую и разрешающую силу и недостаточную коррекцию оптических искажений, а потому значительно уступали по качеству изображения объективам с постоянным фокусным расстоянием. Это обстоятельство привело к тому, что многие фотографы до сих пор с предубеждением относятся к оптике с переменным фокусным расстоянием и не спешат включать ее в состав своего фотооснащения.
Между тем современные зумобъективы могут использоваться практически для всех видов съемок, и некоторые фотокамеры изначально комплектуются ими. Причем во многих случаях по снимку невозможно определить, сделан он объективом с переменным или постоянным фокусным расстоянием. Поэтому решение, покупать или не покупать зум-объектив, фотограф должен принимать, исходя из состояния своего кошелька (зумы, как правило, характера выполняемой им работы.
Например, зум-объективы очень удобны в репортажной и спортивной фотографии. Фотографу не надо тратить драгоценное время на смену объектива. Кроме того, один зум может заменить сразу 3–4 обычных объектива, что заметно облегчает снаряжение.
Еще одна тонкость: зум-объектив позволяет выполнять некоторые виды съемки, недоступные обычным объективам.
Для придания динамики движения, например, мотоциклисту, восседающему на своем «железном коне», не обязательно просить его «дать по газам» и гоняться за ним в поисках лучшего ракурса. Достаточно установить фотоаппарат на штатив, дать длинную выдержку (например, 1/4 с) и в момент съемки изменить фокусное расстояние объектива. На снимке появятся характерные смазанные линии, имитирующие движение.
Поперечный разрез объектива с переменным фокусным расстоянием (зум-объектив), состоящего из четырех групп линз:
а — передняя группа, с помощью которой осуществляется фокусировка; б — вариатор, с помощью которого изменяется фокусное расстояние всей оптической системы; в — компенсатор, с помощью которого ликвидируется расфокусировка, вызванная перемещением линз вариатора; г — неподвижная группа линз.
Наконец, многие зум-объективы имеют специальное положение «макро», в котором они фокусируются на очень близко расположенные предметы, обеспечивая иногда возможность съемки мелких объектов в половину натуральной величины (масштаб 1:2). Такая возможность реализуется путем небольшого дополнительного выдвижения одной или нескольких групп линз, перемещающихся внутри объектива.
Правда, зачастую качество оптического изображения при съемке зум-объективом в положении «макро» заметно хуже того, которое можно получить при фотографировании обычным объективом с постоянным фокусным расстоянием при использовании насадочных линз или удлинительных колец.
В. ЧЕТВЕРГОВ
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
… даже в полной темноте!
Он почувствует приближение человека, даже если тот крадется без малейшего звука в полной темноте. А почувствовав — известит звуковым сигналом. Он — это электронный прибор, который с равным успехом можно использовать и для развлечения, и для охраны. Принцип действия прибора основан на оценке искажения, которое вносит человек в высокочастотное поле. Вот как устроен и действует электронный сторож.
Источником высокочастотного поля служит генератор, построенный на полевом транзисторе VT1, первичной обмотке высокочастотного трансформатора Т1, конденсаторе С2 и резисторе R1. С точкой «а» схемы генератора связаны антенны WA1 или WA2, которые образуют небольшую зону электромагнитного излучения. Получая питание от батареи GB1, когда выключатель SA1 замкнут, генератор действует непрерывно; при этом во вторичной обмотке трансформатора Т1 наводится сигнал, который усиливается транзистором VT2 и выделяется на его коллекторной нагрузке R5.
