Техника - молодёжи 2000-09, страница 54

зволяет уверенно работать в экстремальных условиях: в вакууме, в открытом космосе, в морских глубинах и земных недрах, в запыленной и загазованной атмосфере. Жаропрочный и коррозионностойкий материал захвата не боится воздействия агрессивных сред, морской воды, ядовитых испарений. А кроме пластины и толкателя, в механизме больше ничего нет — ни сопряжений, ни передаточных звеньев.

Простота и невесомость деформируемых механизмов открывает им путь в микро- и нанотехнику, микроэнергетику. К примеру, микроэнергетика. Известно, что электрический ток можно получить практически из любого объекта — яблока, картофеля, куска льда; да и сам человек является электрогенератором. Достаточно, например, к яблоку подключить два миниатюрных электрода, чтобы в цепи появилось напряжение Оно очень мало — десяток милливольт, но, скон-

му шара: расплавленные оболочки, мыльные пузыри, кагхри, шаровые молнии...

Больше всего повезло шару в научных исследованиях, в технических изобретениях. Немало открытий в механике, гидравлике, аэродинамике, теплотехнике связано с его формой. Полый шар Герона Александрийского (1 в.), распираемый давлением пара, вращается под действием вытекающих из трубок паровых струй — прообраз паровой турбины (от греческого слова «эолопил»). Напротив, полые полушария, из которых бургомистр немецкого города Магдебург Отто фон Герике откачал воздух, не могли оторвать друг от друга двумя восьмерками лошадей. Это занимательное для бюргеров зрелище 8 мая 1654 г. в окрестностях Рю-генсбурга, в присутствии императора Фердинанда III и князей вошло в историю открытием еще одного явления природы — силы атмосферного давления.

Несмотря на эпоху религиозных и политических потрясений, опустошительных войн — ведь только недавно закончилась 30-летняя война католиков Габсбургов с протестантами, — опыты фон Герике, толстяка, весившего 120 кг, над невесомым «безвоздушным пространством», вызвали огромный интерес у общественности.

Не менее занимательное явление наблюдал несколькими годами позже молодой Исаак Ньютон, когда рассматривал пену у берега реки. На пышной бело-желтой поверхности пены встречались совершенно темные области, похожие на ямки. Ньютон подносил к этому месту иголку — и... лопался черный пузырь, самый тонкий из всех. Его пленка была тоньше длины волны видимого света — десятые доли микрометра (0,4 мкм) — и не отражала свет. 22-летний Ньютон задумался над этим явлением и семь лет спустя (1672) опубликовал классическую теорию света и цветов.

Некоторые ученые полагают, что шаровая молния есть не что иное, как заряженный водяной пузырь Тогда становится понятной и различная окраска шаровых молний. Она зависит от соразмерности толщины оболочки с длинами волн светового спектра: желтая — толщина 0,85 мкм, оранжевая — 0,61 мкм, бело-голубая — 0.52 мкм, черная — 0.4 мкм. Выдувает пузыри из водяных капель и заряжает их обычная молния. Дело в том, что во время грозы напряженность электрического поля Земли повышается в тысячи раз. Линейная молния, задев каплю или даже создав вокруг сильное поле, раздувает ее, если в ней имеется какая-нибудь неоднородность — пылинка, песчинка. Сопротивление электрического тока на песчинке резко возрастает, и вода начинает разлагаться на кислород и водород — составляющие плазмы. Конечно, в природе все происходит намного сложнее иначе после грозы шаровые молнии тучами летали бы вокруг нас. Нужно, чтобы одновременно совпали десятки тысяч разных условий — и величина заряда, и размер капли, и чистота воздуха. Возможно, в будущем чело-

центрировав его импульсным генератором, можно периодически выдавать сигнал в тысячи раз мощнее. Мощности, запасенной в яблоке — химическом элементе, вполне достаточно для питания микроаппаратуры управления, измерительной техники, бытовых приборов, различных микромеханизмов, переключателей. Именно для них предназначены простые и невесомые упругодеформиру-емые механизмы.

Другая эффективная область применения — исполнительные механизмы вакуумного, химического, термического оборудования, вводы, заслонки, отражатели, дозаторы; целевые механизмы: захваты, рессоры, отсека-тели, кантователи, транспортные устройства и даже погрузчики. Огромное поле деятельности для конструкторов и изобретателей.

Шар в шаре — новый эффект

Попробуйте в сильный мороз пускать мыльные пузыри — оболочки мгновенно замерзнут, и прозрачные шары, словно мячики, начнут прыгать по снегу. Поражает прочность замороженных пузырей, таких хрупких на вид. По единодушному мнению ученых, природа создала пузыри специально, чтобы человек мог наблюдать ее замечательный принцип — максимум экономичности при минимуме затрат (рис. 7).

Удивительная фигура — шар! У него нет углов и полная симметрия. При одном и том же объеме сре,ци всех геометрических тел он имеет наименьшую поверхность. Вот почему все жидкости в свободном пространстве, особенно в невесомости, не связанные избыточными силами, стремятся принять фор-

Суть опытов в следующем. Два полых медных полушария имели по четыре кольца, через которые продевались канаты, привязанные к упряжи лошадей. Одно из полушариев имело кран, через который можно было откачать воздух. Чтобы препятствовать проникновению воздуха снаружи, между полушариями было зажато кожаное кольцо, пропитанное смесью воска и скипидара.

В кран была вставлена трубка вакуумного насоса Когда был удален воздух из шара, атмосферное давление так крепко прижало полушария, что 16 лошадей рывком не смогли их разнять. Когда же полушария, уступая всей силе лошадей, разъединялись, то раздавался грохот, как от выстрела пушки Вакуумная бомба.

ТЕХНИКА-МОЛОД ЕЖИ 9 2 0 0 0

52