Техника - молодёжи 1992-10, страница 17

Короткие корреспонденции

озеро, можно раскрасить в более осмысленные цвета, отражающие разное поведение точек и порождающие замечательные эффекты. Эти горы соответствуют точкам с, не принадлежащим самому множеству (то есть «улетающим» в бесконечность), но сконцентрированным на его границах. Окраска зависит от скорости улетания: самые медленные точки имеют синий цвет, затем зеленый, желтый, красный и, наконец, белый.

Фрактальный характер объекта распознается сразу: к озеру со всех сторон примыкают заливы меньших размеров, но той же формы. Однако самое интересное открывается в микроструктурах множества. Исследователи Математического института при Бременском университете во главе с Хаинцем-Отто Паитгеном и Дитмаром Заупе заглянули в строение ММ особенно глубоко. Пользуясь компьютером с большой разрешающей способностью как микроскопом, они рассматривали все более мелкие детали. То, что открылось их взорам, и показывает серия цветных снимков (масштаб уменьшается слева направо).

По мере роста числа шагов алгоритма выявляются новые и новые причудливые и стройные фрактальные структуры, неисчерпаемое богатство форм. А самое удивительное в том, что многие из них напоминают различные природные объекты: инфузории и снежинки, морские коньки и галактики, раковины и облака... как вдруг — снова возникает «черный карлик» (нижний снимок справа), и все начинается сначала Вот оно, самоподобие'

И вспомним, что все эти прихотливые структуры, с виду совершенно нерегулярные, неупорядоченные, а значит, и «неописуемые» математически, созданы примитивнейшим алгоритмом. Получается, что образы неограниченной сложности можно записывать элементарными формулами! Вот конкретный пример: изображение листа папоротника, в мельчайших подробностях построенное с помощью фрактального алгоритма, требует задания всего 24 параметров. Точно та же картина в

обычной визуальной записи включает координаты сотен тысяч точек. Надо ли пояснять, какие возможности сжатия информации открывает фрактальная обработка'

Но и это еще не все. Становится ясно, что и сами естественные объекты — облака и реки, горные системы и живые организмы, несмотря на их «хаотичность» (теперь это слово хочется взять в кавычки), формируются природой с помощью столь же простых механизмов, путем копирования одной и той же структуры с постоянным изменением масштаба. Значит, намечаются принципиально новые подходы к их изучению.

Сейчас математики и физики, биологи и химики, геологи, врачи, экономисты моделируют хаотические системы и процессы в природе и обществе и выясняют принципы их «устройства».

Деформации в районах изломов земной коры исследуются с точки зрения теории хаоса, что поможет облегчить прогнозирование землетрясении.

Открывается новый взгляд на процессы в человеческом организме, которые также следуют «законам беспорядка».

Появляется возможность анализа турбулентности в жидких и газообразных средах (см. снимки на 4-й стр. обложки), что позволит строить более совершенные реактивные двигатели и подводные лодки.

Процессы разрыва металлов и поведение их поверхностных структур удастся описывать более точно и детально, а это означает революцию в металловедении

Теория хаоса внесет изменения и в астрономию, позволив по-новому объяснить происхождение и строение Солнечной системы, в том числе образование Земли

ГДЕ ЭТА ТРЕЩИНА, ГДЕ ЭТОТ ШОВ?

При сварке, как известно, из-за быстро твердеющих наружных слоев расплава возникают остаточные напряжения, и достаточно небольшого механичесного или температурного воздействия, чтобы в шве образовалась трещина.

Выборочный нонтроль показал, что подобными дефектами страдают 20 - 30 % сварных швов в строящихся и эксплуатируемых металлосооружениях. Надо ли подчеркивать, как важно вовремя их выявить и устранить! Вот этим и занялись сотрудники Инженерно-космичесного института им.Можайского (Санкт-Петербург) В.И.Гришков, И.И.Дубаневич и A.M. Полищук.

В основу их прибора было положено известное по вузовскому курсу физики явление — магнитная проницаемость металла меняется в зависимости от его напряженного состояния. Пропуская электроток через шов и пользуясь заранее подготовленными тарировочными графиками, можно оценить степень остаточных напряжений. Опытный образец дефентоскопа имеет батарейное питание и весит всего 3 кг. Он может работать сразу в двух режимах замера: «Ин»- напряжений и «Ит» — величины трещин (до 0,05 мм).

Изобретатели предусмотрели, и как устранить выявленную опасность Они снабдили свое детище ультразвуковым генератором. Для трансформации электрических нолебаний в механические служит магнитострикционный преобразователь, оснащенный шарообразным «массажером», который и снимает остаточные напряжения в металле.

Еще один сюрприз конверсии

На фоне сотен ежегодно регистрируемых в стране изобретений измеритель дефектов сварных швов не кажется сенсацией. Но вот какое дело: таких дефектоскопов применяется всего несколько штук, да и то лишь в воинских частях. Между тем на гражданке специалисты, проклиная все и вся, вынуждены пользоваться громоздкими и тяжелыми контрольными приборами, напоминающими разбухшие чемоданы эмигрантов. А ведь бывает, чтобы проверить сварной шов, надо забраться на головокружительную высоту или залезть в узкий подземный колодец. И здесь компактность и малый вес дефектоскопа играют первоочередную роль.

15