Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2009 № 09

Пишут друг другу бумажные письма на воображаемом столе, если не были при жизни знакомы с компьютерными технологиями? Посылают электронные письма из небытия в небытие? Сканируют социальные сети из ушедших людей в поисках тех, кого они когда-то знали, чтобы наконец-то обменяться с ними сообщениями после долгих лет молчания?

Далекие предки на выцветших фотографиях, ушедшие родные, потерянные друзья… Если с ними можно поговорить, пусть и через какую-то потустороннюю виртуальную сеть, я сделаю это. Что бы ни случилось, какие бы страшные тайны я ни узнал, я буду с ними говорить. Это лучше, чем пустота. Лучше, чем темный экран. И я нажимаю на кнопку «Открыть».

ФОТОКОНКУРС

«Наука — это красиво»

Продолжаем публиковать работы победителей конкурса «Наука — это красиво», организованного изданием «Наука и технологии России — STRF.ru».

1. Денис ТОМЫШЕВ «Весь мир зеркально в капельке росы».

2. Николай КОТЛОВОЙ «Раковина».

3. Марина УСОЛЬЦЕВА «Диатомовое солнце»

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

В этом выпуске Патентного бюро мы расскажем о магнитном устройстве для определения уровня жидкости Германа Панова из поселка Уховский Куйтунского района Иркутской области, плавающих домах Алексея Кириллова из г. Сергиев Посад Московской области и о необычной ракете Сергея Горюхи из поселка Курагино Красноярского края.

ОПРЕДЕЛИТЬ УРОВЕНЬ ЖИДКОСТИ…

…чтобы правильно распорядиться ее запасом, иной раз бывает легко. В банке с краской всегда видно, сколько ее осталось. Но что, если у вас не банка, а цистерна с краской, из которой снабжается цех автомобильного завода, а уровень в ней нужно отслеживать круглосуточно? А ведь могут быть случаи, когда нужно отслеживать уровень кислоты или кипящей воды. Тогда нужны особые приборы — датчики уровня.

Принципы построения их очень разнообразны. Но очень часто они состоят из поплавка, соединенного с прибором, определяющим высоту его перемещения. Вот как работает один из вариантов такой системы.

Датчик в виде пустотелого металлического бублика свободно насажен на стержень, находящийся в баке с жидкостью. В верхней части стержня размещена катушка. По виткам ее протекает переменный ток, создающий электромагнитное поле. Оно наводит на поверхности поплавка индукционные вихревые токи, взаимодействующие с катушкой. По мере подъема поплавка ток в катушке возрастает. Измеряя его силу, можно с точностью до процента определить расстояние между катушкой и поплавком, а значит, и высоту уровня жидкости в баке. Вся эта система называется индуктивным датчиком уровня жидкости.

Однако ток в катушке изменяется слабо, чтобы его заметить, приходится применять усилитель. Система получается довольно сложной, а ее точность нужна далеко не всегда. Герман Панов предложил менее точный, но зато более простой и надежный датчик уровня жидкости на основе магнитных контактов-герконов.

Геркон, напомним, это стеклянная ампула, наполненная инертным газом, который выдерживает более высокое электрическое напряжение, чем воздух. В ампулу впаяны два гибких контакта из ферромагнитного материала. Если возле ампулы возникает магнитное поле, контакты замыкаются, и через них может течь ток.

Вот как Герман Панов предлагает использовать герконы в датчике уровня жидкости. В баке установлен вертикальный стержень, а на него надет пластиковый поплавок. Внутри стержня, на определенном расстоянии друг от друга, установлены герконы, а на поплавке — магнит. По мере изменения уровня жидкости поплавок перемещается вдоль стержня и своим магнитным полем замыкает контакты того или иного геркона.

Собранной изобретателем образец устройства реагировал на изменение уровня жидкости в 1,5 см. Замыкаясь, каждый геркон включает сигнальные лампочки, показывающие уровень жидкости в баке. Они могут также включить насос или открыть клапан.

Хотя в этой заметке мы все время говорим об абстрактной «жидкости», Герман предложил использовать его прибор конкретно для измерения уровня бензина в баке автомобиля.

Стоит сказать, что существующие измерители уровня бензина вполне справляются со своими функциями, и у Экспертного совета ПБ нет уверенности, что прибор Германа лучше других. Но, если автор представит результаты сравнения, ПБ вернется к теме.

ВСПЛЫВАЮЩИЕ ДОМА…

…для местностей с частыми наводнениями предлагает Алексей Кириллов из г. Сергиев Посад Московской области. О себе Кирилл сообщает, что он закончил четвертый класс и занимается в кружке математики и логики.

Речь идет о небольших садовых домиках. Каждый такой домик, по замыслу автора, должен быть закреплен на специальных стойках с возможностью вертикального перемещения. В нижней части дома установлена плита из легкого пластика толщиной 35 см. Она, как полагает Алексей, и должна обеспечить всплытие дома при наводнении. К сожалению, юный изобретатель указал размеры дома не полностью. Ничего не сказано и о том, каков его вес, из чего сделан. А без этого правильно оценить предложение невозможно.

Следует отметить, что конструкция любого дома, как это принято по строительным нормам и правилам, обладает огромным запасом прочности. Она выдержит удары волн, напор воды и ветра независимо от того, стоит ли дом на земле или на столбах.

Дом, способный всплывать, должен быть легче воды, а значит, иметь меньший запас прочности. Но это будет уже не дом, а скорее поплавок или дебаркадер. А стойки, способные удерживать такое строение, должны быть прочно заделаны в землю, что ничуть не дешевле, чем создание фундамента.

Плавающие дома известны в Юго-Восточной Азии. Однако основу их составляет лодка, а в ее конструкцию как бы вписана хижина. Такой дом-лодка не обладает мореходными качествами, но все же проплывает по реке за год десятки, а то и сотни километров.

Надеемся, что Алексей Кириллов еще пришлет нам немало ценных проектов.

РАКЕТУ, РАБОТАЮЩУЮ НА СЖАТОМ ВОЗДУХЕ…

…и воде, способную экономично и без вреда для окружающей среды выводить космонавтов на орбиту, предлагает Сергей Горюха из поселка Курагино Красноярского края.

Ракета имеет две ступени, соединенные фермой. Верхняя, вторая, ступень является космическим кораблем. Она работает на перегретой воде. А первая ступень — на сжатом воздухе. Вот как это происходит.

В верхней части ракеты устроено пять воздухозаборников, каждый из которых имеет свой электрический компрессор. Компрессоры сжимают воздух и закачивают его в особую камеру для последующей подачи в бак. Из бака сжатый воздух вырывается через сужающееся сопло и создает тягу, которая разгоняет ракету. Вторая ступень имеет прочный бак, наполненный водой. Сразу же после старта в нем включаются нагреватели и к концу работы первой ступени успевают довести воду до кипения. После отделения первой ступени на этом баке открывается клапан. Струя пара вырывается из сопла, возникает тяга, ступень ускоряется и выходит на орбиту.

Прервемся и скажем несколько слов о юном изобретателе. Сергей недавно закончил пятый класс, ему одиннадцать лет. Несмотря на свой юный возраст, устройство космических ракет он знает неплохо. Однако с физикой пока почти незнаком и потому в конструкцию его ракеты закрался целый ряд неудачных решений.

Главное — единственным источником для ракеты является электрический аккумулятор. От него работают и компрессоры, и водонагреватели. Но запас энергии в аккумуляторах обычно невелик. Если бы мы всю энергию лучшего из них могли полностью истратить только на разгон ракеты, то она достигла бы скорости всего лишь в 1 км/с (напомним, что скорость спутника на орбите в 8 раз больше!). С учетом неизбежных потерь при работе компрессора, веса конструкции и полезного груза максимальная скорость ракеты не смогла бы превысить 100 м/с.

Одним словом, какими бы изощренными дополнительными устройствами мы ни пользовались, выйти на орбиту за счет энергии самого лучшего современного аккумулятора невозможно. Это станет возможным лишь тогда, когда при том же весе энергоемкость аккумуляторов возрастет в 80 — 100 раз.

Мы надеемся, что, изучив основы физики, Сергей порадует нас новыми удачными идеями.

ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ!

Если вы решите выписать «Юный техник» на I полугодие 2010 года, напоминаем: подписная кампания завершается 10 декабря. При желании вы можете воспользоваться купоном, напечатанным ниже, вписав туда количество номеров (с 1-го по 6-й), свою фамилию, адрес и индекс «ЮТ». При подписке по каталогу агентства «Роспечать» индекс журнала — 71122, в Объединенном каталоге «Пресса России» наш индекс — 43133, по каталогу «Почта России» — 99320. Надеемся на встречи в новом полугодии.