Юный техник, 2010 № 08 - Журнал «Юный техник»

— Пленку для купола я выбрал потому, что это самый доступный для экспериментов материал, — пояснил Владимир. — Использованных полиэтиленовых пакетов в каждом доме сколько угодно. В то же время полиэтиленовая пленка не пропускает сквозь себя воздух, как, например, марля, что повышает несущую способность купола.

Так ребята на практике доказали, что и в наши дни верно суждение Ньютона, полагавшего, что умный ученый может поставить любой эксперимент, не прибегая к помощи сложного и дорогого оборудования. Главный инструмент — собственные мозги и руки.

Юные техники представили множество самоделок.

Всевозможными роботами ныне уж никого не удивишь. Поэтому студенты Московского государственного института электронной техники, работающие в СКВ «Робототехника» при кафедре микроэлектроники, сосредоточили свое внимание на создании компактных моделей роботов.

— Здесь мы представляем две разработки — шестиногого робота-паука и двухногого человекоподобного робота-гнома высотой всего полметра, — рассказал мне первокурсник Дмитрий Злобин.

Шестиногий робот-шагоход может быть использован, например, не только как робототехнический конструктор для учебных заведений, позволяющий отрабатывать разные алгоритмы походки паука. Подобные конструкции вполне могут пригодиться специалистам МЧС для поисков людей под завалами после землетрясений и иных стихийных бедствий, специалистам-взрывотехникам для дистанционного обследования автомобилей и других объектов на наличие в них взрывных устройств, военными — для радиационной и химической разведки местности.

Причем компактные размеры модели (600x300x60 мм), а также небольшая масса (1,4 кг) позволяют роботу-пауку проникнуть в такие щели, куда человеку не попасть.

Робот-андроид, умеющий ходить и даже танцевать, способен также самостоятельно находить предметы определенного цвета и формы с помощью видеокамеры, установленной на его «голове». Причем возможны два варианта управления: с использованием компьютера и в автоматическом режиме по заранее заданной программе.

— В нашем институте он используется как учебное пособие по изучению основ робототехники, электроники, сенсорики, — пояснил Дмитрий. — Но в будущем подобные конструкции, на мой взгляд, вполне могут быть использованы, например, для исследования поверхности Луны, Марса и иных планет.

— Сейчас многие специалисты озабочены поисками альтернативных источников энергии. Мы тоже этим занимаемся, — начал свой рассказ начальник учебно-производственного центра Пензенской государственной технологической академии, доцент Андрей Александрович Баклин. — Надо прямо сказать — не от хорошей жизни: Пенза — это вам все-таки не Баку и не Тюмень, нефтяные моря у нас под ногами не плещутся.

Стало быть, нужно было искать иные источники энергии. Но солнечными днями Пензенская область тоже не так уж богата, и ветра тут дуют не постоянно. Да и крупных рек тут тоже нет. «В общем, начиная пять лет тому назад подобные изыскания, мы вскоре поняли, что наше спасение — в комплексном решении проблемы», — подчеркнул Андрей Александрович.

И он вместе с сотрудниками и студентами центра стал рассматривать все возможные варианты. К чему, в конце концов, пришли специалисты, на стенде иллюстрировала большая многокрасочная схема некоего идеального поселка, который способен полностью обеспечивать своих жителей всем необходимым, да еще с избытком.

Ветрогенератор на автомобиле экономит энергию.

На окрестных полях, в садах и огородах жители этого поселка выращивают урожай зерна, кормовых культур, овощей и фруктов. Часть собранного урожая идет на продажу, часть — на стол людям и на корм животным на фермах. А собранная с полей солома — на подстилку тем же животным.

Навоз служит отличным органическим удобрением, а прочие органические остатки с кухонь жителей поселка, из кормушек животных на ферме отправляются в метатенк — особый биореактор, где бактерии перерабатывают органические остатки в биогаз, который затем используется для отопления того же поселка. В дополнение к этому энергию для обитателей поселка поставляют также ветрогенераторы и солнечные батареи.

Дома-термосы в этом поселке тоже особой конструкции; они не пускают тепло на ветер, как это частенько бывает в обычных квартирах, где ветер дует во все щели…

— Но так красиво получается, наверное, только на бумаге? — поинтересовался я у А.А. Баклина. — Нарисовать можно все, что угодно. А как обстоят дела на практике?

— Пока не столь лучезарно, — честно признался он. — На претворение мечты в жизнь нужны деньги. И немалые. Но кое-что по возможности мы делаем. Проверяем, так сказать, на практике работоспособность отдельных конструкций.

Взять те же ветрогенераторы. Прослышав, что в академии разработаны конструкции ветрогенераторов, рассчитанные на весьма умеренные ветра со скоростью 3–5 м/с, в центр заглянул один из местных предпринимателей. И предложил сделку. Специалисты центра ставят ему ветрогенератор в указанном месте, а он оплачивает эту работу.

— Оказалось, у него в окрестностях Пензы есть лагерь отдыха, — сказал Баклин. — А природные условия таковы, что по соседству постоянно дует ветер.

И если поставить там ветрогенератор, проблема оснащения лагеря электричеством будет решена. Не нужно тянуть линию от городской электростанции. Надеемся, что за лето мы эту работу сделаем.

Этим веломобилем управляют наклонами корпуса.

Причем, — добавил Андрей Александрович, — ветрогенератор будет экспериментальный, оригинальной конструкции. У него ротор и статор вращаются в разные стороны, что позволяет вдвое повысить КПД установки.

А одно из местных предприятий предложило сотрудникам центра соорудить для них гелиоколлектор для подогрева воды для душа.

— Предприятия имеет цеха, разбросанные на довольно обширной территории. И греть воду для каждой душевой с помощью электричества или газа — довольно дорогое удовольствие. В особенности летом, когда центральная система отопления не работает, — пояснил Баклин. — Мы прикинули: если поставить солнечный нагреватель нашей конструкции, то к вечеру в душ будет подаваться вода, нагретая до 60–70 градусов. А больше и не надо…

Этой системой также весьма заинтересовались владельцы небольшого парникового хозяйства. Оказывается, если обычные огурцы поливать не просто холодной водой из водопровода, а подогретой до температуры 20–25 градусов, то огурцы поспевают на одну-две недели раньше и урожай дают выше.

Ведутся эксперименты и с получением биогаза из органических отходов. При этом выяснилась, например, такая тонкость. Бактерии, которые отлично перерабатывают различные органические отбросы, что называется, на дух не переносят никакой синтетики. Например, небольшое количество средства для мытья посуды может снизить их активность практически до нуля.

В общем, работы идут, и, возможно, когда-нибудь идеальный поселок появится не только на бумаге, но и на земле.

ИНФОРМАЦИЯ

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ CTEKЛA-XAМЕЛЕОНЫ создали ученые Института проблем химической физики РАН (г. Черноголовка, Московская область). Сами по себе темнеющие на свету стекла-хамелеоны известны уже довольно давно. Их используют в очках, из них делают стекла в автомобилях и даже окна в некоторых домах. Принцип их действия основан на явлении фотохромизма.

Суть его в том, что некоторые вещества при солнечном облучении обратимо меняют свою окраску. Их вводят в состав стекла, чтобы на свету оно темнело, приобретая коричневый, серый или другой цвет, а в тени, напротив, становилось практически прозрачным.

Время «отклика» стекол на изменение условий освещенности должно быть как можно меньше; в идеале — близким к нулю. Работа химиков из Черноголовки, возможно, приблизит нас к идеалу. Во всяком случае, время «отклика» их полимерных стекол измеряется секундами.

Как же ученые добились такого результата? Предложенный ими метод весьма остроумен. Есть фотохромные соединения — объемные органические молекулы, которые под действием света изменяют свою форму. Образно говоря, такая молекула похожа на бабочку: если она сложила крылья — ее не видно (стекло прозрачное), если расправила на солнышке — блистает во всей красе (стекло темное).

Однако согласитесь, если бабочка попадет в паутину, расправить крылья ей будет трудно. Примерно то же происходит с фотохромным соединением в жесткой матрице органического стекла — ему приходится преодолевать сопротивление длинных малоподвижных молекул, и на это уходит время. Ускорить этот процесс удалось, когда исследователи создали области-оазисы из более гибкого полимера. В них фотохромные молекулы меняют теперь свое состояние намного быстрее.