Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2005 № 10

Еще одно важное преимущество «Гномов» — они не взмучивают воду, сохраняя тем самым условия для высококачественного визуального осмотра и съемок. Практически исключается вероятность и того, что аппарат вызовет какие-либо обвалы внутри помещения или спровоцирует взрыв имеющихся боеприпасов. А благодаря малой стоимости аппарата его не жалко оставить на объекте после завершения обследования; на это иногда приходится идти, к примеру, при осмотре радиоактивных объектов. Таков сегодняшний день этих «карманных» субмарин.

Ну а что будет завтра? Оказывается, у создателей маленьких подлодок большие, поистине наполеоновские, планы.

Скажем, в Марианской впадине, самой глубокой точке Мирового океана, до сих пор сумели побывать лишь две экспедиции. В 1960 году на дно опустился швейцарский исследователь Жак Пикар в батискафе «Триест». Об этом многие слышали. А вот о том, что 35 лет спустя этот подвиг повторила японская дистанционно управляемая субмарина «Хайко», известно не так широко.

Сейчас Марианскую впадину намерены осмотреть американцы. При этом они не собираются рисковать жизнями своих моряков-глубоководников. На дно пойдет опять-таки дистанционно управляемый аппарат.

Как пояснил Энди Боуэн, главный конструктор аппарата, обычно они бывают двух типов. Одни самостоятельно ведут исследования по программе, заложенной в бортовой компьютер. Другие же получают энергию для работы и указания с борта судна сопровождения по толстенному кабелю, который с увеличением глубины становится настолько тяжел, что лишает аппарат какой-либо маневренности.

Ныне же ученые и конструкторы решили объединить достоинства обоих видов аппаратов. Управлять новой подлодкой будут с борта сопровождающего судна. Все команды передаются то тончайшему, но сверхпрочному оптическому кабелю. А вот двигаться подлодка будет за счет собственных аккумуляторных батарей, расположенных на борту.

Интересно, что кабель, весящий в воде менее 1 кг на километр длины, был позаимствован у военных, которые применяли его для дистанционного управления одним из видов торпед. Сам корпус изготовлен из сверхпрочной керамики, способной выдержать давление на глубине в 11 км. Для освещения используют прожекторы на светодиодах, потребляющие меньше энергии, чем электролампы.

Исследовать Марианскую впадину планируют следующим образом. Сначала аппарат произведет осмотр определенного района морского дна в автономном режиме. Если на нем будут замечены какие-то интересные объекты, их затем тщательно обследуют под руководством оператора. При этом возможно взятие проб воды, а также образцов со дна с помощью дистанционно управляемого манипулятора.

Самое замечательное, пожалуй, состоит в том, что для гибридного исследовательского аппарата не понадобится специально оснащенное судно сопровождения. Его роль может выполнить практически любой корабль, способный выйти в открытый океан. Так что новый аппарат планируется использовать еще и в качестве своеобразной «скорой помощи». Туда, где он понадобится, аппарат будет доставлен на любом самолете. Затем его погрузят на борт готового к выходу в море судна и выйдут в заданный район исследования.

Таким образом, океанографы надеются оперативно проследить за извержениями морских вулканов, исследовать морские районы, из которых доносятся загадочные звуки.

Первый выход в море планируется через четыре года. А после Марианской впадины ученые намерены обследовать океан в районе Северного полюса.

С. НИКОЛАЕВ

СОЗДАНО В РОССИИ

Тогда за дело взялся взрыв

Взрыв… Уже одно это слово вызывает ассоциации с разлетающимися обломками, разрушением, хаосом. Может ли он быть созидательным, т. е. создающим нечто полезное?

Оказывается, наши технологи давно уже научились использовать силу взрыва на благо. Вот что, например, рассказал нашему специальному корреспонденту И.ЗВЕРЕВУ доцент кафедры «Сварочное производство и материаловедение» Пензенского государственное университета, кандидат технических наук Д.Б.КРЮКОВ.

— Дмитрий Борисович, — начал я, — насколько мне известно, взрывные технологии родились не вчера?

— Верно, взрывные технологии в нашей стране применяются начиная с 50—60-х годов прошлого века. Но это не значит, что все секреты их разгаданы. Производство подкидывает технологам все новые задачи, которые они и стараются решить всеми доступными им методами…

Началась же, по словам Д.Б.Крюкова, с того, что в авиации и космонавтике, наряду с алюминием, стали применять титановые сплавы и другие жаропрочные материалы. И тут же посыпались жалобы с заводов: вследствие низкой теплопроводности и пластичности заготовки из этих материалов при штамповке очень часто трескаются и рвутся. Идет сплошной брак, причем не помогает даже нагрев заготовок до высокой температуры. Тогда-то ленинградские ученые и инженеры всемирно известного Кировского завода и разработали оригинальные методы взрывной штамповки.

Технология процесса стала выглядеть так. Железобетонный блок состоит из двух частей: нижняя — матрица, имеющая полость по форме детали, верхняя — крышка с вмонтированным в нее патронником. Патронник заряжается обычным охотничьим порохом, между крышкой и матрицей устанавливаются специальная смягчающая прокладка и металлический лист заготовки.

Выстрел — и в считаные доли секунды высокое давление пороховых газов вгоняет заготовку в матрицу. Причем, чем заготовка толще, тем проще ее оказалось штамповать. Мгновенно нарастающее давление меняет свойства металла. Хрупкие, плохо деформируемые материалы начинают течь, словно жидкость. Ну а на случай, если вдруг какая заготовка закапризничает, весь блок с матрицей помещают в глубокий бассейн. Вода не только усиливает ударную волну, но как бы смягчает ее. А заодно и глушит грохот взрыва.

Д.Крюков демонстрирует образец детали, полученной при сварке взрывом.

Поначалу, конечно, производственники с опаской отнеслись к нововведению: все-таки заводской цех — не полигон для стрельбы и взрывов. Однако многочисленные эксперименты, строго выверенные формулы и методики расчетов количества взрывчатого вещества, применяемого в том или ином случае, строгое соблюдение техники безопасности привели к тому, что на некоторых производствах сейчас можно видеть нечто вроде цирковых фокусов.

Представьте себе цилиндрический сосуд с толстыми стенками, наполненный водой. На дне сосуда — слой песка в несколько сантиметров. На песок укладывают профилированную матрицу, на нее — заготовку. К контейнеру подходит человек и стреляет в воду из обыкновенного пистолета или даже дробовика. Легкий всплеск жидкости, и вот уже из контейнера достают готовую деталь.

А весь «фокус» в том, что пуля или дробь, попадая в воду, создают ударную волну. Она и заставляет заготовку деформироваться. Причем позади пули образуются пузыри, каверны, которые, схлопываясь, опять-таки порождают серию гидравлических ударов, «дожимающих» деталь. И все это опять-таки в считаные доли секунды.

Все это сварено ударной волной.

Тем не менее, нельзя ли чем-то заменить взрывчатые вещества? Технологи решили вместо пороха взрывать газовые смеси — например, бутан, пропан, ацетилен, природный газ в смеси с кислородом или воздухом.

Эти газы дешевы, доступны, они привычнее для производственников, часто использующих их для нагрева заготовок, при производстве сварочных работ. Да и по калорийности они намного превосходят многие виды взрывчатки. Скажем, при сгорании килограмма дымного пороха выделяется всего 720 килокалорий, килограмма тротила — 1010, а килограмм, например, водородно-кислородной смеси дает уже 3800 килокалорий.

Все, казалось бы, хорошо. Однако уже первые опыты с «газовой взрывчаткой» обескуражили специалистов. Оказалось, что при взрыве газа давление во взрывной камере нарастает не скачком, как при пороховом заряде, а слишком плавно. В итоге заготовка «недодавливалась», получался брак. Что делать?

Пришлось технологам обратиться за помощью к ученым. Специалисты Института химической физики РАН проанализировали ситуацию и пришли к выводу: взрыв нужно заменить детонацией.

Детали, созданные взрывом.

Для человека несведущего кажется, что всякий взрыв обязательно сопровождается детонацией — образованием мощной ударной волны, мчащейся со скоростью 3–3,5 км/с. Однако если воспламенить газовую смесь электрической искрой, как это происходит в двигателе внутреннего сгорания, детонации, как правило, не возникает. Иначе двигатель попросту шел бы вразнос.