Горизонты техники для детей, 1973 №1 [Журнал «Горизонты Техники» ГТД] (fb2) читать онлайн

Журнал «ГОРИЗОНТЫ ТЕХНИКИ ДЛЯ ДЕТЕЙ» _{«Horyzonty Techniki dla Dzieci» № 1 (128) январь 1973}

Что произошло в Кременках четыре тысячи лет тому назад

Когда небо начинало светлеть над холмами, в долине появились люди: двое мужчин и мальчик лет десяти. Они шли медленно, часто останавливались и тревожно оглядывались по сторонам. Взрослые крепко сжимали в руках остро отточенные кремневые рубила. Ведь в любой момент люди могли встретить сильного зверя. Но всё вокруг было спокойно, только сухая трава шелестела под ногами. Звери, которые ночью приходили на водопой, вероятно уже успели уйти.

— Зачем с нами пошел Беблек? — бормотал Ирга. — Мать велела ему собирать орехи, а он увязался за нами. Зачем его было брать?

Отец долго молчал, наконец буркнул:

— Беблек — большой парнишка, тоже будет работать в земле. Он никогда не видел, как добывают камень. Пусть посмотрит.

Отец — его звали Хрощ — и сыновья подошли к тому месту, где были отчетливо видны следы недавнего труда людей. Здесь вся земля была раскопана, во многих местах виднелись воронкообразные ямы, валялись расколотые камни. Вдруг старый Хрощ остановился Остановились и сыновья.

— Это Кривошей уже работает в своей яме, — заметил Ирга.

Успокоенный Хрощ подошел к одной из ям. Все трое спрыгнули вниз. Отец вынул из-за пазухи небольшую известняковую плошку, неплотно прикрытую кружком. В плошке тлел маленький уголек, обложенный сухим мхом — святой огонь из пещеры, где остались жена и маленькие дети. Хрощ раздул огонь. Ирга подал ему сосуд, наполненный застывшим жиром. Слабый огонек бросил свет на стены ямы, и Беблек увидел узкий проход, прорытый в известковой горной породе. В конце прохода была вырыта глубокая воронка, ведущая в глубь земли. Хрощ осторожно спустился на дно ямы, за ним сначала спрыгнул Ирга, а потом испуганный Беблек.

— Отец, Ирга и я, и еще раз Ирга и я, а может быть еще и мать — все на плечах один у другого — и то было бы мало. Такая глубокая яма в земле! — подумал ошеломленный мальчик.

Беблек с тревогой смотрел, как отец рисует на мягкой стене какие-то знаки. Мальчик знал, что эти знаки должны отогнать злых духов.

Потом Хрощ поплевал в руки, взял клин из рога и начал вбивать его в стену. При свете горящего жира Беблек заметил красивую глыбу полосатого кремня, вросшую в мягкую известковую породу. Ударяя круглым камнем в клин, отец ловко откалывал кремневую глыбу от известняка. С другой стороны отцу помогал Ирга, вбивая в породу каменный наконечник. Долго работали мужчины. Держа светильник, Беблек подносил его как можно ближе к глыбе, чтоб;,» отец и брат лучше видели.

Уставшие, вспотевшие мужчины давно уже сбросили с себя короткие шкуры, в которых они спустились под землю. Отец с сыном часто отходили от стены, отдыхали. И тогда справа и слева, спереди и сзади доносились такие же стуки — целое племя добывало из земли кремневые глыбы.

Наконец, после очередного удара, большая глыба подалась и тяжело упала на землю. Отец с сыновьями покатили ее к выходу. Здесь Хрощ заранее вставил густую сеть, сплетенную из веревок. Мужчины вкатили в нее отколотый камень и начали поднимать его наверх.

Когда они вышли из подземной ямы, солнце уже стояло высоко. В долине было много людей, и все они занимались одной и той же работой — обработкой добытого кремня.

Хрощ тоже сразу принялся за работу. У него были такие же орудия, как и у остальных членов племени: кремневые пилы, зубила, наконечники и рубила. С помощью сыновей Хрощ положил свой камень на каменную глыбу и сильными ловкими ударами начал раскалывать его на куски. Рассматривая отбитые осколки, Хрощ и Ирга либо чмокали губами от удовольствия, когда куски получались с острыми краями, либо чесали в кудлатых затылках, если куски выходили не такими, как надо.

Закончив эту работу, мужчины сразу принялись за другую. Они умело взялись обрабатывать неровные поверхности на отбитых кусках. В зависимости от того, какой формы были осколки, отец и старший сын делали из них ножи, серпы, скребки, зубила. Однако, больше всего они радовались тогда, когда им задавалось придать осколку форму топора.

Беблек стоял рядом и присматривался к работе отца и брата. А когда ему надоело, он решил побродить вокруг и посмотреть соседние выработки. Проходя мимо вентиляционных отверстий, мальчик заметил, что некоторые подземные выработки соединены между собой, поскольку вблизи отверстий чувствовалась сильная струя воздуха. Вдруг Беблек громко закричал:

— Чужие! Идут чужие люди!

Мальчик подбежал к отцу и спрятался за его спиной. Действительно, от реки шли незнакомые люди в богатой меховой одежде.

Еще издали они показывали шкуры, которые несли. Каменотесы на всякий случай столпились в одном месте. Почти каждый из них сжимал в руках нож или топор.

Но вскоре все выяснилось. Пришельцы остановились на некотором расстоянии от каменотесов и, помахивая шкурами, приветливо заговорили на чужом, но понятном языке. Каменотесы выбирали лучшие орудия, требуя за них большую плату. Не сразу стороны приходили к соглашению.

Наконец пожилой незнакомец встал, велел сыновьям собрать купленные орудия и двинулся к реке. Никого не удивило, что пришельцы так быстро собрались в обратный путь — солнце уже пряталось за горизонтом. Каменотесы смотрели вслед удаляющимся людям, скрывающимся в высокой траве.

Неожиданно Ирга закричал:

— Беблек! Где Беблек? Нет его!

Поднялся страшный шум! Племя поняло, что чужаки похитили одного из них. Все сразу же бросились догонять уходящих, а те — увидев погоню — изо всех сил побежали к реке.

— Не дать им отплыть! — послышались крики.

Беглецы уже были на берегу и второпях пытались оттолкнуть лодку. В этот момент к реке прибежали каменотесы. Началась жестокая шумная драка. Каменотесов было гораздо больше, и еще прибегали все новые и новые люди. В то время, как четверо боролись с каменотесами, двое торопливо отталкивали лодку от берега.

Когда один из четверых упал на землю с разбитой головой, а второго, тоже окровавленного, еле удалось втащить в лодку, она тут же отплыла.

Ирга первым делом развязал брошенный купцами узел и освободил! оглушенного брата.

— Зачем им понадобился маленький Беблек? Зачем они украли его? — спрашивал отца Ирга.

Отец недоуменно мотал головой. Он не мог ответить на этот вопрос. В те времена люди не знали рабства, а добывать пищу было так трудно, что раб еле-еле прокормил бы себя. «Зачем эти чужие забрали Беблека? Может быть хотели принести его в жертву своим злым духам? Хорошо, что хоть один из тех людей убит…» — рассуждал про себя Хрощ.

Он взглянул на кремневый топор, который держал в руке. «Хороший, острый топор. Защитит от врага, защитит от сильного зверя. Без него да обойтись ни на охоте, ни при обработке дерева…» Хрощ все смотрел на топор и думал, напряженно думал… — Только пригодилось бы… Если бы этот топор…»

Он не мог выразить своих мыслей словами, но догадывался, что топор был бы еще лучшим орудием, если бы его насадить на крепкую деревянную рукоятку. «Только как? На тупом конце топора надо бы просверлить отверстие, чтобы в него вбить палку. Тогда только замахнись таким топором…»

Хрощ покачал головой. «Странно. До сих пор никто так не насаживал топор. Делать отверстие? Как бы за это меня не высмеяли и не выгнали из племени…»

Все уже пришли на свои места и, продолжая шумно обсуждать происшедшее, брались за прерванную работу. Хрощ наклонился над своим камнем, взял в руки брошенные орудия… Мысль о топоре, насаженном на рукоятку, не давала ему покоя.

— Всё-таки я попробую сделать такой топор, — решил он.

ГАННА КОРАВ

Веселая математика

Далеко или близко?

На молу стоит группка харцеров. Двое из них громко спорят:

— Пари, кто из нас прав?

— Я не буду спорить, потому что уверен в своей правоте. Держать пари в таком случае — нечестно!

— Глупости говоришь! Лучше сознайся — боишься проиграть?!

— Не я говорю глупости, а ты! И не я проиграю — а ты!

— Ха-ха-ха!

Остальные харцеры всячески старались помирить не на шутку раззадорившихся противников.

Хотите узнать, в чем дело, с чего начался спор?

Параллельно берегу, по направлению к рейду плыл красивый теплоход. Когда он очутился напротив мола, Янек вытянул вперед руку и, постояв неподвижно некоторое время, вдруг тихо произнес:

— Кажется, что судно плывет совсем близко, а на самом деле оно находится сейчас на расстоянии полутора километров от берега.

— Что ты, Янек! Шутишь, что ли? — отозвался Кшись, который отличался хорошим зрением. — Я отчетливо вижу каждую деталь на судне! Это «Гриф» — новый теплоход. Во время каникул мы видели его в порту. «Гриф» плывет совсем близко — самое большее — 300–400 метров от мола!

Вот так и начался спор…

А знаете ли вы, почему Янек был так уверен в своей правоте? Оказывается, он знал приблизительную длину судна. Будучи в порту, любопытный Янек измерил ее шагами, идя вдоль причала. У него получилось, что длина теплохода приблизительно 150 метров.

Видя проплывающее мимо судно, Янек вытянул руку с поднятым большим пальцем, а потом начал закрывать то левый то правый глаз, стараясь держать руку неподвижно. Он заметил, что когда смотрит левым глазом, палец прикрывает корму, а когда правым — нос судна. После этого Янек быстро подсчитал расстояние судна от берега.

Как он это сделал? Ответ найдете в номере.

Выбор наилучшего

«Глагол оптимизировать родственен слову оптимист, для которого мы находим в словаре следующее объяснение: «Бодрый, уверенный в благополучном исходе, жизнерадостный человек»… И хотя само слово оптимизация не определяется, существительное оптимум объясняется как «наилучший или благоприятный уровень, размеры, количество и т. д.»

Этими словами начиналась глава об оптимизации в одном сугубо специальном труде, написанном в 1965 году, когда новое направление в научных разработках только-только «выкристаллизовывалось». Теперь же вы можете прочитать в справочника пусть сухое, но точное определение: оптимизация — процесс придания чему-либо наиболее выгодных характеристик, при которых достигается максимальное или минимальное его значение. Проще говоря, оптимизация — нахождение оптимума в разных случаях.

За примерами далеко ходить не стоит. Вспомним просто свои разговоры. как часто мы говорим: надо, чтобы задание было сделано верно; надо добиться, чтобы двигатель работал в лучшем режиме; надо экономнее использовать время: надо… и так далее. Что значат все эти «лучше". «вернее», «экономнее»? Они все отвечают одному требованию: сделать что-либо наилучшим образом при заданных условиях, сделать так, чтобы получить наилучший результат.

В каждодневной практике люди самых различных специальностей сталкиваются с проблемой оптимального, проблемой оптимизации.

Механики ищут пути для поддержания наивыгоднейшего числа оборотов в машине.

Сталевары беспокоятся о правильном ходе плавки.

Пилоты неукоснительно обеспечивают заданный режим движения самолета.

Штурманы озабочены достижением порта назначения — по кратчайшему пути.

Портные стараются целесообразнее использовать площадь раскраиваемого материала.

Программисты, составляя программы для электронно-вычислительных машин, стремятся сократить число команд и операций.

Список этот можно продолжать и дальше, перебирая одну за другой все профессии, поскольку что бы человек ни делал, он стремится свое дело сделать наилучшим образом.

Добиться желаемого результата, как правило, можно разными способами. Как решить, какой из них самый выгодный, самый оптимальный?

Представьте себе, что вы — руководитель той самой организации, которая решает, какой проект жилого дома признать целесообразным для застройки крупных городов: пяти, — девяти-, двенадцати- или шестнадцатиэтажный?

Бесспорно, вы не будете оперировать только такими «вкусовыми» категориями как: «мне нравится низкий дом» или «мне нравится высокий дом».

Вы приметесь взвешивать все за и против, начнете производить анализ расчетов. После чего станет ясным, что пятиэтажный дом при строительстве обходится дешевле.

Но тут же вы увидите, что стоимость подведения воды, газа, телефона, электричества, строительства подъездных путей, обеспечения жителей пассажирским транспортом обходится дорого. И дешевизна самого дома «съедается» дороговизной его обеспечения. Лучше все коммуникации подводить один раз к шестнадцатиэтажному дому, чем три раза к пятиэтажным.

Из этого, конечно, несколько упрощенного, примера ясно — при отыскании оптимума всегда нужно представлять «условия», при которых надо его отыскивать. Поэтому ученые всегда оговаривают, что задаче «оценивания» всегда сопутствуют ограничения: конечный запас горючего, строго заданная скорость, сумма средств, отпущенная на проект машины и так далее и так далее.

Иногда оптимальный вариант надо выбрать однажды, как в случае с домом. Иногда оптимизация нужна непрерывно на длительном отрезке времени. Именно такой должна быть работа вычислительного устройства, которое контролирует процесс управления, допустим, автоматической линией. Оно должно ежесекундно быть начеку, в любой момент времени регулировать режим работы, замечая и реагируя на любое изменение и в самом объекте, и в окружающей среде.

Оптимизация помогает нам разбираться не только в том, «что лучше;», но и «как лучше».

Как лучше поступить, волнует не только школьника, которому очень хочется посмотреть футбольный матч и именно во время подготовки к экзамену.

Такого же класса задачи стоят перед руководителем предприятия: какие станки приобрести — самые совершенные, но очень дорогие, или подешевле, но менее совершенные.

Заметили, какой бы пример мы ни взяли, везде необходимо провести обоснованный выбор, сопоставить выигрыш и потери? А чтобы правильно определить выигрыш и потери, нужно дать объективную оценку всех преимуществ и всех недостатков каждого из рассматриваемых вариантов.

Каждый из нас знает по собственному опыту, как всякий раз бывает трудно «учесть все количественно», т. е. учесть все факторы, влияющие на решение, эти многочисленные за и против.

Представляете, какова же трудность принятия решения по кардинальным вопросам, касающимся, например, оценки проекта конструкции сложного агрегата, большой автоматической линии или целой отрасли промышленности?

Но трудности трудностями, а вопросы эти сейчас решаются, и решаются успешно, с помощью теории оптимизации.

В основе новой теории лежит золотое правило: сопоставляются различные решения, представленные своими оптимальными вариантами — сравнивается лучшее с лучшим. Иначе, сравнивая лучшую в мире телегу с худшим в мире автомобилем, нетрудно убедиться в преимуществах гужевого транспорта. Сравнивать нужно только «лучшую телегу» с «лучшим автомобилем», отыскав для одной и для другого оптимальные параметры.

Помните, мы с вами говорили, что теория оптимизации «зашагала по жизни» совсем недавно? Вы будете правы, если свяжете ее развитие с развитием электронно-вычислительных машин. И это вполне закономерно. Любая задача на оптимальное решение требует перебора вариантов, те, в свою очередь, перебора и оценки многих данных, фактов, характеристик — огромного объема информации. А при сборе и обработке информации нет у человека помощника надежнее и оперативнее электронно-вычислительной машины.

ВИКТОР ПЕКЕЛИС

Достижения польской техники

О ТОМ, КАК «РОДИЛОСЬ» ОДНО ИЗОБРЕТЕНИЕ

Масляный фильтр автомобиля «Польский Фиат 126П» изготовлен из специального гофрированного картона. На нём сделано несколько сотен отверстий разного диаметра. Такой фильтрующий элемент вставлен в металлический корпус. Сама технология производства фильтров не особенно сложная, но из-за применения разнородных материалов довольно трудоёмкая. Инженер Эдмунд Новак сконструировал устройство, напоминающее своим внешним видом небольшой ящик. С одной стороны в ящик поступает картон, листовой металл и иное сырьё, а с другой стороны — выскакивают (как из пулемёта!) готовые фильтры. Очень быстро опатентованное устройство инженера Новака получило мировую известность, ибо оказалось, что его можно применять для производства многих других, более сложных изделий.

Например, одним из самых важных узлов любого магнитофона является головка. Она представляет собой небольшое электрическое устройство, состоящее из множества мелких деталей. Головка позволяет воспроизводить звуки, записанные на магнитной ленте, стирать ненужные записи, делать новые. Вполне понятно, что продукция магнитофонных головок намного сложнее, чем производство автомобильных масляных фильтров. Она требует большей точности и резании отдельных деталей, соединении и подготовке их, а также настройке и сборке. Устройство инженера Новака идеально выполняет все операции, причем в 200 раз быстрее, чем применяемые до сих пор машины, обслуживаемые человеком.

Неудивительно, что изобретенное устройство, названное прессами двойного действия типа PAWN автоматических линий Hydomal, получило высокую оценку во многих индустриальных странах. Известные фирмы присылают многочисленные заказы и терпеливо ждут очередных поставок.

Какова конструкция этого замечательного устройства? Оказывается, оно состоит из так называемых модулей — выражаясь проще — кубиков, которые можно соответствующим образом составлять — в зависимости от нужд производства. Таким образом, менее сложная автоматическая линии будет изготовлять масляные фильтры, более сложная (из большего числа кубиков — модулей) — магнитофонные головки, а линия из ещё большего числа модулей — сверхточные технические изделия.

Прессами PAWN можно пользоваться во многих отраслях промышленности. Собственно, конструктор и многочисленный коллектив сотрудников продолжают создавать новые, всё более совершенные автоматические линии.

А как «родилось» изобретение?

Надо сказать, всё началось очень просто, почти неожиданно, как часто бывало и раньше при других важных изобретениях.

Примерно 15 лет назад конструктору Новаку пришла мысль соединить в единое целое несколько машин, выполняющих разные операции. Ничего нового, — вероятно, скажете вы. Трудность заключалась в том, что нужно было из большого количества прессов, станков, штампов и т. д. выбрать лишь по одному элементу, полностью устранив холостой ход. (Знаете ли вы, что такое холостой ход? Давайте выясним на примере. Если вы хотите вбить гвоздь, то должны сначала поднять молоток вверх. Как раз поднятие молотка — холостой ход, см. рис. 1а.

А если вверху тоже будет гвоздь, который — поднимая молоток — вы тоже будете вбивать? Тогда получится два рабочих хода, см. рис. 1b и 1с).

И вот, когда инженер Новак разработал проект такой машины, скромно названной автоматическим прессом, начали множиться трудности. В Польше не было завода, который бы мог изготовить протопип… С несколькими друзьями, в страшно примитивных условиях, инженер построил первый «Hydomat». Демонстрация работы автомата вызвала огромное удивление, граничащее с недоверием. Несколько месяцев решалась судьба технической новинки: начать выпуск или не рисковать? Лишь у изобретателя не было никаких сомнений. И он с помощью небольшого коллектива сотрудников создавал всё новые и новые модули. Но изобретение говорило само за себя и наконец изобретатель получил «собственный» завод. Здесь сегодня работает несколько сотен высококвалифицированных рабочих и инженеров, которые в рекордно короткий срок начали серийное производство.

В настоящее время на заводе Hydomat, руководимом инженером Новаком, из месяца в месяц увеличивается серийная продукция «прессой двойного действия типа PAWN автоматических линий «Hvdomat». Одновременно появляются новые модули, позволяющие использовать автоматические линии для ещё более сложных и точных производственных процессов. Самые крупные мировые концерны охотно покупают прессы PAWN и платят за них высокие цены. Специализированные зарубежные журналы относят конструкции инженера Новака к числу выдающихся технических достижений нашего времени.

Инженеру Новаку за его изобретение присуждена самая высокая награда Польши — Государственная премия первой степени.

ВАГ

Голография

В Варшаве до сих пор работает «фотопластикон». Это специальный зал, где зрители садятся в кресла и рассматривают через окуляры, укрепленные в деревянной стенке, серию перемещающихся открыток с видами из какой-нибудь экзотической страны.

Что же интересного в этом зрелище? — может быть, спросят некоторые из вас. А интересное — в трехмерности, объемности рассматриваемых открыток. Все изображенные на них лица и предметы — не плоские, а объёмные, рельефные, удаленные от зрителя на разные расстояния.

Секрет фотопластикона очень прост. Известно, что левый глаз человека видит несколько иное, чуть смещённое изображение по сравнению с тем, какое видит правый глаз. Поэтому если снять один и тот же объект на двух кадрах плёнки с помощью двух объективов, слегка раздвинутых по отношению друг к другу (такие снимки называют стереоскопическими), а позднее «правый» снимок рассматривать правым глазом, «левый» же — левым глазом, то мы получим объёмное изображение данного объекта.

Разумеется, эти снимки будут в одной плоскости и на одинаковом расстоянии от глаз наблюдателя. А вот несколько лет назад в одной из научно-популярных передач варшавского телевидения был показан интересный эксперимент: на матовом стекле проецировалось изображение нескольких шахматных фигур, установленных на разном расстоянии. Если вы хотя бы немного занимались фотографией, то знаете, что такое изображение при правильно обработанном негативе может быть резким или не резким. Установив матовое стекло очень близко от объектива, а затем постепенно удаляя его, мы сначала получим не резкое (неотчётливое, слегка расплывчатое) изображение; на каком-то расстоянии — резкое, а потом снова не резкое изображение. В эксперименте, показанном в телевизионной передаче, было по-другому: по мере удаления матового стекла, резкими становились очередные шахматные фигуры. У всех создавалось впечатление, что их изображения как-будто были подвешены в пространстве на разном расстоянии друг от друга.

Чем это объяснить? — спросите вы» так как ни в какие чудеса давно не верите. Наблюдаемое явление, сразу же оговоримся, не так уж просто объяснить с физической точки зрения. Вот почему о физических основах голографии — именно так называется метод фиксирования и воспроизведения объемного изображения — мы напишем совсем немного, только для вашего общего знакомства с предметом разговора.

Представьте себе, что мы хотим получить голографический снимок — проще сказать: голограмму — шахматного коня. С этой целью мы освещаем фигуру лучом лазера, а отраженный луч направляем на фотопленку. Одновременно эту пленку мы непосредственно освещаем лучом того же лазера.

После проявления и закрепления пленки мы видим изображение совсем не похожее на шахматного коня. Оно представляет собой тонкий узор, состоящий из множества линий. Оказывается, на фотопленке запечатлено явление, называемое интерференцией, т. е. наложением волн: световая волна, непосредственно падающая от лазера, наложилась на волну, отраженную от шахматного коня. Явление интерференции можно наблюдать на берегу спокойного озера, Бросив в озеро недалеко друг от друга два камешка, мы увидим, как от них расходятся волны, а там, где они встречаются, возникают характерные «горки» и «долины».

Итак, продолжаем наш воображаемый эксперимент. Фотопленку с экспонированной голограммой шахматной фигуры поместим в то же место, где раньше была сама фигура и направим на нее луч лазера. Затем посмотрим туда сквозь пленку, как через окно. Что мы увидим, как вы думаете? В поле зрения у нас возникает объемное изображение шахматного коня. Мало того, если мы посмотрим на голограмму под некоторым углом, то и коня мы увидим так, как будто рассматриваем его не в анфас, а сбоку. Причем если бы на голограмме были зафиксированы две шахматные фигуры, расположенные одна за другой, то сбоку мы увидим одну их них прикрытую второй, стоящей перед ней.

Следовательно, голография существенным образом отличается от «нормальной» — стереоскопической фотографии. Но на этом вовсе не исчерпываются замечательные свойства голограммы. Представьте себе, что если мы отрежем половину кадра пленки с голограммой, то все равно получим изображение всего объекта. Даже маленького кусочка голограммы вполне достаточно, чтобы получить полное изображение, на нем только будет меньшее число подробностей.

Голография — детище нашего времени. И хотя ее основы связаны с именами Гюйгенса, изложившего волновую теорию света, и Юнга, открывшего интерференцию излучения, первым, кто записал первую голограмму был англичанин Денис Габор. Это было в 1948 году.

Первые лабораторные опыты были очень несовершенны. И лишь в 1964 году американские ученые Э. Лейт и Ю. Упатниекс, применив лазер, получили первые трехмерные голограммы. Значит, от первых удовлетворяющих экспериментов в голографии нас отделяет лет десять. Но работы именно последних лет показали, что голография — действительно замечательное изобретение, у которого есть большое будущее.

Мы с вами лишь коротко остановимся на самых важных перспективах применения голографии.

Инженеры, увлеченные исключительными возможностями объемного воспроизведения изображений, работают над созданием голографического фильма. Сегодня трудно сказать, когда появятся первые голографические кинотеатры, но вы, дорогие читатели, непременно будете посещать их. Будущие стереоскопические комедии, боевики и детективы станут еще более захватывающими. Но не они — главное. Голографический фильм очень нужен науке. Он дает возможность наблюдать за жизнью клеток и тканей организмов в условиях, наиболее приближенных к реальным, действительным. Вероятно, такие наблюдения позволят изучить новые явления и раскрыть многие тайны.

По мнению инженеров, голографию можно использовать для регистрации различной информации. Здесь результаты могут оказаться ошеломляющими. Например, в кристалле, размером с кусочек пиленого сахара можно записать столько сведений, сколько при обычной записи хватило бы на несколько томов.

Уже сегодня предприняты попытки использовать голографию для контроля качества материалов и изделий, не повреждая их. Например, внутри гребного винта не должно быть малейшей трещины.

Нецелесообразно было бы разрезать винт, чтобы убедиться в этом. До сих пор подобный контроль проводился с помощью рентгеновских лучей, ультразвуков и т. д. Сейчас для измерения напряжений в деталях используют голографию. Она позволяет обнаруживать повреждения или неоднородности материала порядка микронов.

Рис. 1. Фиксирование голограммы на фотографической пластинке

Рис. 2. Воспроизведение голограммы.

Сравнительно недавно разработаны основы акустической голографии, когда изображение воспроизводится с помощью света, а фиксируется посредством звуковых волн. Поскольку звуковые волны проникают сквозь непрозрачные преграды, через которые не проходят световые, акустическую голографию предполагают использовать для исследований тайн морского дна, а также тела человека.

Любая область знаний постоянно развивается, дополняется новыми открытиями. Но есть такие области, которые развиваются быстрее других, а их огромные возможности обращают на себя всеобщее внимание. Среди таких областей голография занимает одно из первых мест.

СТЕФАН ВЕЙНФЕЛЬД

Уголок юного конструктора

Строительный кран

Каждый из вас, конечно, знает, как выглядит настоящий строительный кран. Может быть, многие наблюдали за его работой на стройке. Заметили ли вы, что кран не только поднимает различные предметы, но и ездит по строительной площадке?

Сегодня мы предлагаем построить модель строительного крана с миниатюрным электродвигателем.

На рис. 1 представлен вид крана сбоку, на рис. 2 показаны детали шасси, а рис. 3 объясняет устройство нижней части крана (вид сзади).

Шасси крана сделайте из бруска 1 твёрдого дерева. Сбоку просверлите в нём неглубокие отверстая и вбейте оси 2 колёс 3. Оси 2 — кусочки велосипедных спиц. Выпрямите загнутые головки спиц и вставьте оси в отверстия, просверленные в боковых стенках коробочек 3 (например, от малоформатных фильмов).

Такие широкие колёса-ролики 3 обеспечивают большую поверхность соприкосновения с грунтом, благодаря чему кран не завязнет в песке или снегу.

Если у вас нет таких коробочек, колёса можно сделать из деревянных валиков или пробок.

В середине бруска 1 снизу просверлите отверстие и вбейте в него (металлический) стержень 4. Вместо стержня можно взять обычный большой гвоздь. На стержне — гвозде насажена вся верхняя часть крана. Чтобы она свободно поворачивалась на шасси вокруг стержня, следует в брусе 5 снизу просверлить вертикальное отверстие, диаметр которого должен быть на полмиллиметра больше толщины стержня 4.

Брус — «вышку» 5 нужно соединить с основанием 6. Для этого в основании 6 сделайте прямоугольный вырез 6 — а, в него поместите и приклейте нижний конец вышки 5.

К боковым стенкам основания 6 прибиты гвоздиками две пластинки 6-Ь и 6-с (рис. 3). В отверстиях, просверленных в верхней части пластинок, установлена ось катушки 7. Поскольку в катушке от ниток внутреннее отверстие слишком большое, поставьте в него круглую деревянную заглушку. Найдя центр, вбейте сбоку короткие кусочки проволоки или гвоздики с отрезанными головками. Они послужат осями для подвески катушки.

К катушке 7 прикрепите трос 7-Ь крана. Для привода катушки служит электродвигатель 8. На его ось наденьте ниппельную трубку 8-а. Двигатель подвешен эластично на пружинной ленте 9. Величину усилия, с каким лента 9 прижимает приводной ролик 8-а к фланцу катушки 7, нужно подобрать экспериментальным путём.

Так как двигатель будет вращаться вправо или влево, ролик должен приводить катушку в движение без пробуксовки. Вертикальный задний конец ленты 9 прибит к основанию 6.

Вышку 5 сделайте из деревянной планки. На боковых стенках готовой конструкции нарисуйте решетку (см. рис. 1).

Из алюминиевой пластинки вырежьте два одинаковых кронштейна 10 и приверните (или прибейте) их к верхней части вышки 5 (с обеих сторон).

Между кронштейнами подвесьте кружки-блоки 11 и 12. Для блоков пригодны рукоятки старых радиоприемников. Их можно сделать также из фанерных кружков. Главный трос 7-Ь крана перекиньте через блоки 11 и 13.

Крюк 14 может быть стальным, свинцовым или цинковым. Он должен удерживать опущенный трос. Стрелу 15 крана изготовьте из буковой планки или куска тонкостенной трубки. Стрела 15 шарнирно соединена с кронштейном 10. Для этого в точке 15-а поставьте болтик. Вертикальное положение стрелы регулируется наматыванием поддерживающего троса 16, нижний конец которого прикреплен к задней стенке основания 6.

Рукоятку 17 управления оборотами двигателя вместе с батареей питания установите на отдельной дощечке, соединенной с краном гибким электропроводом.

На рис. 4 приведена схема соединений переключателя, изменяющего направление оборотов электродвигателя.

Брусок 17-Ь, по бокам которого прибиты контактные пластинки, насажен на болте 17-с. В зависимости от перемещения рукоятки 17 двигатель вращается влево или вправо.

Размеры отдельных деталей крана установите самостоятельно. На всякий случай мы приводим основные размеры нашей модели:

— брусок шасси (1) — ширина 60 мм,

— длина 110 мм, толщина 20 мм;

— брусок основания (б) — ширина 58 мм, длина 100 мм, толщина 20 мм;

— вышка (5) — высота 300 мм, ширина 15 мм, толщина 15 мм;

— стрела (15) — длина 330 мм, ширина 15 мм, толщина 12 мм (передний конец более узкий);

— колёса (3) — диаметр 33 мм, длина 50 мм.

АДАМ СЛОДОВЫ

Домофон

Домофон — это устройство, предназначенное для телефонной связи в черте квартиры, дома. Отсюда его название. Домофон часто используют также для связи между дверью подъезда (калиткой и т. д.) и квартирой.

Нетрудно догадаться, что устройство служит для разговора между хозяевами дома и гостями, обычно начинающегося вопросом: «Кто там?».

С технической точки зрения домофон представляет собой усилитель, оборудованный на входе микрофоном, а на выходе — громкоговорителем. Устройство такого типа позволяет установить одностороннюю телефонную связь (см. рис. 1).

Для передачи звуковых сигналов в противоположном направлении необходимо схему перевернуть так, как показано на рис. 2.

На практике целесообразнее и удобнее вместо микрофона использовать второй громкоговоритель. Тогда схема нашего домофона будет такой, как показано на рис. 3. Для изменения направления телефонной связи служит переключатель, включаемый хозяином дома в главной «станции».

Вас не удивила замена микрофона громкоговорителем? Если он «умеет» преобразовать электрические колебания в механические (звуковые), то ему под силу действовать и «наоборот». Когда на диафрагму громкоговорителя падают звуковые волны, он создаёт соответствующий электрический ток. Пожалуй, стоит напомнить, что у первого телефона, изобретенного Александром Беллом в 1876 году, тоже не было микрофона (его изобрели позже). Он был снабжён двумя наушниками.

Изготовление домофона не очень трудное, однако требует некоторой теоретической и практической подготовки. Чтобы с предлагаемой самоделкой справились начинающие радиолюбители, им должен помочь (нередко только советом) кто-нибудь разбирающийся в радиотехнике.

Для изготовления домофона нужны следующие детали:

— транзистор низкочастотный, малой мощности (любого типа, например, МП 41)… 3 шт.

— транзистор низкочастотный, средней мощности (любого типа, например, МП 41)… 1 шт.

— резисторы (0,1 или 0,25 вт) сопротивлением:

   - 200 ком… 1 шт.

   - 100 ком… 1 шт.

   - 22 ком… 1 шт.

   - 1 ком… 1 шт.

— потенциометр (любого типа) сопротивлением 3–4,7 ком… 1 шт.

— конденсатор электролитический (рабочее напряжение 6 в);

   - ёмкостью 50-100 мкф… 1 шт.

   - ёмкостью 3-10 мкф… 2 шт.

— громкоговоритель типа 1-ДГ9 (или похожий)… 2 шт

— трансформатор для громкоговорителя (согласно описанию)… 2 шт.

— переключатель… 1 шт.

— батарея плоская напряжением 4,5 в… 2 шт.

Постройку домофона следует начать с изготовления трансформаторов для громкоговорителей. Поскольку они нетипичные, их не бывает в продаже.

Для изготовления такого трансформатора вам понадобятся следующие материалы:

— сердечник (любого типа сечением порядка 2–3 см²)

— провод обмоточный диаметром 0,2–0,3 мм (около 50 м)

— провод обмоточный диаметром 0,4–0,6 мм (около 5 м)

Намотайте около 60 витков толстого провода и около 600 витков — тонкого.

Принципиальная схема усилителя показана на рис. 4.

Для начинающих радиолюбителей, вероятно, пригодится и монтажная схема, представленная на рис. 5. На ней отсутствуют трансформаторы и громкоговорители. Их нужно подключить к собранной электронной схеме с помощью переключателя.

Однако первую проверку действия устройства следует провести без подключенного переключателя. Лишь убедившись в исправном действии усилителя, можно подключать остальные элементы схемы.

Переключатель направления телефонной связи должен иметь четыре пары контактов, соединенных попеременно: две «верхние» пары — две «нижние» пары (рис. 3). Если вам не удастся купить такой переключатель, можно использовать два переключателя — с двумя парами контактов каждый. Тогда оба переключателя нужно включать одновременно: оба «вверх» или оба «вниз».

Если электронная схема действует исправно, со сборкой домофона не должно быть трудностей.

В главной станции (в квартире) установите усилитель, один громкоговоритель (с трансформатором), батареи питания и переключатель. Дополнительная станция (при калитке) оборудована лишь громкоговорителем (с трансформатором), который нужно защитить от атмосферных осадков. Разумеется, аппаратуру следует дополнительно оборудовать электрическим звонком (с кнопкой при калитке). С проводкой его, безусловно, справится каждый из вас.

Домофон можно использовать и для других целей, например, для разговоров между друзьями, живущими в одном доме и т. п.

Помните, что провода вашей телефонной линии не должны никому мешать, а тем более угрожать какой-либо опасностью. Их ни в коем случае нельзя подвешивать над улицей, вблизи проводов городской телефонной или электросети.

В случае телефонной связи между калиткой и квартирой провода лучше всего закопать в землю (на глубину 20–30 см) вдоль тропинки в саду. Современные провода для осветительных приборов имеют полиэтиленовую или полихлорвиниловую изоляцию и с успехом могут находиться в земле несколько лет. Именно такие провода (сечением 0,75 мм.) советуем использовать при установке домофона.

КОНРАД ВИДЕЛЬСКИ

По белу свету

ПОРТОВЫЙ РАДАР

Точное управление крупными суднами, особенно при портовых маневрах, требует от команды безошибочного определения скорости судна и оценки его ходовых качеств.

Даже незначительная ошибка в определении скорости судна может иметь пагубные следствия как для самого судна, так и для портовых установок. Вот почему сейчас во многих портах устанавливают электронные устройства повышенной чувствительности.

В английских портах, например, работает радарная установка, автоматически измеряющая скорость маневрирующих судов в границах от 0 до 30 м/мин.

ВМЕСТО БЕНЗИНА — ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

В США сконструирован прототип автомобиля с ракетным двигателем на природный газ. Во время испытаний автомобиль развил «головокружительную» скорость — 1000 км/час!

Специалисты предсказывают широкое применение нового двигателя, отличающегося многими преимуществами, между прочим:

— небольшим объемом топлива (газ в жидком состоянии занимает в 600 раз меньше места),

— безвредными выхлопными газами, не отравляющими атмосферу.

По всей вероятности, через несколько лет сконденсированный природный газ будет применяться в легковых автомобилях.

«ХОЛОДНЫЕ» СТЕКЛА

В США выпускается новый сорт стекла, наделенного изоляционными свойствами.

Стекло состоит из трех слоев: двух наружных, обычного состава, и внутренней очень тонкой вкладки из алюминиевой или другой фольги. Внутренний слой задерживает инфракрасные лучи, благодаря чему в солнечную погоду в квартирах и других помещениях не повышается температура.

В помещениях с холодными стеклами не нужны дорогие и сложные в обслуживании кондиционеры воздуха, которые используются в тропических странах.

КНИГИ ИЗ… НЕФТИ

В Японии начато производство синтетической бумаги из нефти. Она намного прочнее обычной, вырабатываемой из целлюлозы. Синтетическую бумагу можно мыть, причем в мокром состоянии она не рвется. Новая бумага пригодна для печатания книг.

ТРАКТОР С ДИСТАНЦИОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

В Англии специалисты проверяют модель трактора для полевых работ с дистанционным управлением.

На поле в земле проложена сеть проводов, соединенная с генератором тока высокой частоты. Генератор питается от аккумулятора. Трактор снабжен специальными датчиками.

ДОРОГИ ИЗ СМОЛЫ

В Швейцарии на поверхность дорог, строящихся из плит, наносят слой специальной эпоксидной смолы. Она уплотняет щели между плитами, а также обеспечивает значительную тепловую расширяемость.

Ездить по таким дорогам очень удобно: соединения отдельных плит неощутимы даже при резких изменениях температуры воздуха.

ОБОГРЕВАЕМЫЕ МОСТЫ

Зимой отапливаются не только квартиры, но и некоторые мосты. Чтобы предотвратить гололедицу, под дорожным покрытием мостов устанавливают специальные электрические системы отопления. (Известно, что посыпать мостовую солью нельзя; это вызывает быструю коррозию стальных конструкций),

Французские ученые подсчитали, что для обогрева 1 м² дорожного покрытия нужна мощность порядка250 вт.

ТЕРМОМЕТР В КОЛЕСЕ

В ФРГ разработан специальный тип термометра, предназначенного для измерения температуры шин во время езды автомобиля. Повышение температуры, чаще всего является следствием снижения давления воздуха в шине. Датчики сообщают об этом на приборный щиток перед водителем.

Новый прибор устанавливают главным образом в колесах автомобильных прицепов, поскольку из-за большого расстояния от кабины невозможен контроль давления воздуха в их шинах.

ЧТОБЫ ДОРОГИ НЕ БЫЛИ СКОЛЬЗКИМИ

В Англии строят бетонные дороги, гарантирующие повышенное сцепление с колесами автомобиля. С этой целью машина делает на свежеположенном бетоне небольшие поперечные борозды, которые затвердев, надежно защищают автомобиль от «заноса».

Ждут ваших писем

ЕЛЕНА КОВАЛЕВСКАЯ, 15 лет.

_{HELENA KOWALEWSKA}

_{Polska Kalisz, ul. Ciasna 4 m. 9}

ПЕТР ОССОВСКИЙ, 15 лет.

_{PIOTR OSSOWSKI}

_{РоIsкf Biolystok ul. Parkowa 4a m. 28}

СТАНИСЛАВ ЛУКАСЕВИЧ, 13 лет.

_{STANISLAW LUKASIEWICZ}

_{Polska wies tukawa powiat Sandomierz poczto Wilczyce}

ВАЛЬДЕМАР МАХОВИЧ, 14 лет.

_{WALDEMAR MACHOWICZ}

_{PoIska Walbrzych 6 ul Wiejska 6 m. 4}

ДАНУТА УСЕЛЬ, 14 лет.

_{DANUTA USIEL}

_{Polska Walbrzych 6 ul. Pionierow 9 m. 5 woj. Wroclaw}

ЭУГЕНИУШ ВЁНЦЕК, 13 лет.

_{EUGENIUSZ WIACEK}

_{PоIska Walbrzych 6 ul. Wiejska 5 m. 5}

ЗБИГНЕВ ХИЖИНСКИЙ, 15 лет.

_{ZBIGNIEW CHYRZVNSKI}

_{Polska Abromowice Koscielne 50 powiat Lublin poczta Glusk}

ВЛАДИСЛАВ ОСТАПОВИЧ, 14 лет.

_{WLADYSLAW OSTAPOWICZ}

_{Polska Biolystok ul. Sienna 5}

ИВОНА ДЫЛЯК, 13 лет.

_{IWONA DYLAK}

_{Polska ul. Asnyka 74 Ostrow Wlkp.}

ВОЖЕНА СТЕФАНЯК, 13 лет,

_{BOZENA STEFANIAK}

_{PоIska Gutkowo powiat Sierpc woj. Worszawa}

КРЫСТЫНА ВЕНГЛЯЖ, 14 лет.

_{KRYSTYNA WEGLARZ}

_{Polska Mielec Osiedle ul. Kochonowskiego 5 m. 25 woj. Rzeszow}

ЭДВАРД СТАХУРСКИЙ, 14 лет.

_{EDWARD STACHURSKI}

_{Polska wies Goro 130 powiat Moriki poczta Krypno woj. Bialystok}

ВЛАДИСЛАВ BEHCEK, 14 лет.

_{WLADYSLAW WIENSEK}

_{PоIska Annowo powiat Crudziqdz poczta Cruta}

АННА ГАЙДУК, 14 лет.

_{ANNA HAJDUK}

_{Polska Wierzbica Os. Rab. k/Radomia Blok 4 m. 9 powiat Szydlowiec}

ЗБИГНЕВ ЯКУБАС, 14 лет.

_{ZBIGNIEW JAKUBAS}

_{Polska Bydlin, ul. Olkuska 20 powiat Olkusz woj Krokow}

РАДЗИМЕРСКИЙ, 11 лет.

_{JAROSLAW RADZIMIERSKI}

_{Polska Tomoszow Mazowtecki 110 blok 7 m. 30}

_{IWONA CHOJECKA}

_{Polska Warszawa ul. Braci Pillatich 4 m. 50}

Техническая загадка

Знакомы ли вы с историей военной техники? Попробуйте свои силы — наша загадка связана именно с военной техникой.

На рисунках, обозначенных буквами, показаны военные устройства и машины, применявшиеся в разные исторические эпохи.

На рисунках, обозначенных цифрами — машины и устройства времен Второй мировой войны.

Чем похожи одни и другие? Какому рисунку с буквой соответствует рисунок с цифрой?

Ответы присылайте на почтовых карточках с приклеенным конкурсным талоном.

Наш адрес: Польша, Варшава. Абонементный ящик 1004.

Редакция журнала «Горизонты техники для детей».

* * *

_{ОТВЕТ НА МАТЕМАТИЧЕСКУЮ ЗАГАДКУ «ДАЛЕКО ИЛИ БЛИЗКО?»}

_{Расстояние между зрачками у человека — примерно 7 см, а расстояние от глаза до большого пальца вытянутой руки — около 70 см, (каждый из вас может точно определить «свои» размеры). Достаточно знать размеры какого-нибудь удаленного от нас объекта, например, дерева, лодки, дома или палатки, чтобы быстро измерить расстояние, разумеется, приблизительное, этого объекта от нашего глаза}

_{Допустим, мы находимся на некотором расстоянии от палатки, длина которой нам известна — 10 м. Закрываем левый глаз, вытягиваем руку с поднятым большим пальцем и следим, чтобы правая сторона пальца совмещалась с левым углом палатки. Затем открываем левый глаз, закрываем правый и замечаем, что палец как будто передвинулся вправо — например на расстояние, соответствующее половине длины палатки, т. е. на 5 м.}

_{Теперь мы располагаем всеми данными, необходимыми для определения расстояния от палатки. Посмотрите на рисунок.}

_{L — левый глаз}

_{Р — правый глаз}

_{LP — расстояние между зрачками, равное 7 см}

_{К — большой палец}

_{АВ — половина длины палатки, равная 500 см}

_{КР — расстояние пальца от глаза, равное 70 см}

_{КА — расстояние, которое нужно найти}

_{Можно написать, на основании известной геометрической пропорции:}

_{KP/LP = KA/AB}

_{Подставив данные, мы получим:}

_{70: 7 = х: 500}

_Отсюда

_{х = 500∙10 = 5 000 см = 50 м}

_{Аналогичным образом Янек подсчитал расстояние судна от берега.}

_{Как видите, надо было лишь длину объекта умножить на 10, чтобы узнать расстояние.}

_{* * *}

_{Главный редактор В. ВАЙНЕРТ}

_{Редколлегия: И. БЕК, В. КЛИМОВА, М. МАРИАНОВИЧ (отв. секретарь), Г. ТЫШКА (зам. главного редактора).}

_{Перевод И. КАЛВА}

_{Адрес редакции: Польша. Варшава. Абонементный ящик 1004.}

_{Телефон 21-21-12.}

_{Рукописи не возвращаются. Цена 13 коп.}

_{ИЗДАТЕЛЬСТВО ГЛАВНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ В ПОЛЬШЕ.}

Оглавление

Что произошло в Кременках четыре тысячи лет тому назад

Веселая математика

Выбор наилучшего

Достижения польской техники

Голография

Уголок юного конструктора

  Строительный кран

  Домофон

По белу свету

Ждут ваших писем

Техническая загадка