Юный техник, 2001 № 05 - Журнал «Юный техник»

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»

НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ

№ 5 май 2001

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ФОТОФАКТ

Фото Ю.ЕГОРОВА

Велосипед хоть и консервативная конструкция, а эволюционирует непрерывно. Свою лепту в этот процесс внес и одессит В. Кадыров, решив задачу трансформации машины. Чтобы сложить велосипед, например, перед входом в метро, требуется одно движение: поднять за руль — и заднее колесо подъедет к переднему, встав на защелку. А чтобы уместить велосипед в «дипломате». Кадыров решил несколько головоломок.

Попробуйте разгадать каких.

Такую вот конструкцию изобрел и уже испытал московский инженер Л. Гурфинский. Вариантов же может быть несчетно. Пробуйте!

Парить над землей практически на любой высоте — огромное удовольствие. А всего-то и требуется — усовершенствовать монгольфьер. Что и сделал англичанин Дон Камерон. Шары его конструкции просты и удобны, легко наполняются горячим воздухом, который дают мощные газовые горелки.

А эту необычную водоплавающую машину смастерил магнитогорский инженер А.Бакишиов. Она бегает по воде, опираясь на вращающиеся с большой скоростью винты, установленные под определенным углом. Словом, механический жук-водомерка, что передвигается по поверхности воды, вибрируя гидрофобными лапками. Этих словно скользящих по глади скоростников можно наблюдать в тихих заводях и на прудах.

«Живая» и «мертвая» вода — сказка это или реальное техническое достижение, до конца неясно. Но уже выпускаются бытовые установки для ее получения. Называются они «ЭСПЕРО».

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Так есть ли предел силам человеческим?

«Быстрее, выше, сильнее!» — лозунг спортивных Олимпиад. Но казалось бы, куда уж быстрее и выше, когда напряжение человеческих сил уже на пределе. Однако проходят очередные соревнования — и вот вам новый рекорд. Только теперь это не просто достижения спортсменов. Разделить с ними успех по праву могут ученые, инженеры, спортивные специалисты. Соревнования в Сиднее стали своеобразным полигоном для испытания последних научно-технических достижений в спорте.

Взглянув на старые фотографии, нетрудно заметить разительные перемены во внешнем облике спортсменов, что произошли за последние полвека. И прежде всего в экипировке.

На смену мешковатым шерстяным костюмам, просторным трусам и майкам пришла аэродинамическая амуниция. Вспомните, какое ошеломляющее впечатление на зрителей и судей произвели в Сиднее пловцы, от шеи до пят затянутые в комбинезоны из черной блестящей ткани, прозванной «акульей кожей»! Они и впрямь напоминали в воде сильных морских хищников, способных атаковать почти молниеносно.

Для сравнения: на соревнованиях по плаванию в олимпийской Атланте-96 было установлено 4 мировых рекорда. На Играх в Сиднее-2000 — 15! И все без исключения рекордсмены были облачены в комбинезоны из «акульей кожи».

Феноменальный австралиец Иан Торп — в специально разработанный для него фирмой Adidas. Остальные — в костюмах американской фирмы Speedo.

А вот сама идея их разработки принадлежала нашему спортивному специалисту Геннадию Турецкому, тренеру четырехкратного олимпийского чемпиона Александра Попова. Это он подметил, что акулы и дельфины плывут, практически не оставляя за собой бурунов. По его мнению, завихрения, естественные при движении, но создающие ненужное гидродинамическое сопротивление у морских животных, гасит структура кожи. Базируясь на этой мысли и разрабатывались специальные комбинезоны под названием «Fast skin» — «быстрая кожа».

При детальном рассмотрении обтекания тела спортсмена водой оказалось, что против завихрений можно бороться с помощью тех же завихрений. Вот и был «выткан» костюм, части которого отличались от соседних жесткостью и направлением ворсинок ткани. Вместе они создают крошечные бурунчики — турбулентность, говоря языком специалистов по гидродинамике.

На поверхности возникает своеобразная вихревая оболочка, которая и снижает сопротивление.

По ходу экспериментов выяснилось, что трение о воду уменьшается в среднем на 3 %. Казалось бы, немного. Однако стоит учитывать еще и психологический эффект. Спортсмены признавались, что в таких костюмах им казалось, у них словно выросли плавники. Все это вместе повысило показатели в среднем на 7 — 10 %. Они-то и принесли новые мировые рекорды.

«Акулья кожа» помогает устанавливать рекорды.

В немалой степени новая техника помогла увеличить скорость велосипедистов. И если на прошлых Олимпиадах инженеры в основном обращали внимание на сами машины, то теперь взялись за амуницию седоков.

Дело в том, что последние исследования показали: велосипеды из углеродных пластиков с дисковыми колесами на специальных подшипниках позволили выжать из машины все. Вот некоторые данные: 90 % сопротивления приходится теперь на аэродинамику и лишь 10 % — на сопротивление механическое — от трения качения шин о дорогу, в подшипниках.

И велосипедисты не только надели обтягивающие аэродинамические костюмы, но изменили и технику посадки — теперь многие держатся руками за специальные «рога» посередине руля. И руки вместе с наклоненной головой становятся своеобразным рассекателем воздуха. На головах к тому же появились обтекаемые шлемы и очки. Зеркальная поверхность каски отражает солнечные лучи, а причудливая обтекаемая форма направляет, как бы придавливает встречный поток воздуха к спине гонщика и тем самым как бы подталкивает его в спину! А соединенные со шлемом громадные линзы позволяют смотреть вперед, не поднимая головы.

Даже туфли у многих гонщиков специальной формы — с острыми закругленными носками; опять-таки для лучшего рассекания воздуха. Все, вместе взятое, это позволяет экономить до 10 % усилий спортсмена. А значит, увеличивает и скорость.

Велосипедист в своей каске похож на инопланетянина.

У легкоатлетов тоже появилась своя «быстрая кожа». Их форма имеет специальный крой и сшита из таких полимерных материалов, которые упруго обтягивают мышцы, как бы усиливая их работу. Ткань отводит избыточное тепло, позволяя телу не расходовать лишнюю энергию на потоотделение. Она же гасит ненужную вибрацию.

Еще одна интересная деталь. На последней Олимпиаде все обратили внимание на одежду австралийских марафонцев. И оказалось, что их сетчатые полупрозрачные маечки изготовлены из переработанных пластиковых бутылок. Сырье-то бросовое, но из него удалось создать материал, который прекрасно «дышит», охлаждая тело.

А над оптимальной обувью для бегунов работали специальные научные центры. И специалисты, кстати, выяснили, что лучше всего бегать… босиком. При этом отдача мышц стопы будет наибольшей.

Только вот беда: бегать при этом надо не по асфальту, гаревой и даже тартановой дорожке, а по земле, покрытой травкой. А поскольку таких условий на стадионах и марафонских трассах нет, то приходится приспосабливаться.

Бегун-стайер, привыкший одолевать дистанции во многие тысячи метров, сегодня ни за что не наденет шиповки. Потому как техника бега у него в отличие от спрингера совсем другая.

Большинство бегунов на длинные дистанции при беге наступает на пятки, в то время как спринтеры бегут практически на носках. При этом, как установили сотрудники фирмы Nike, максимальная сила, действующая на стопу во время контакта с дорожкой, может втрое превышать вес бегуна. А ускорение, сообщаемое ноге, вдесятеро превосходит нормальное ускорение силы тяжести.

При таких нагрузках обувь сама по себе должна быть исключительно прочной. Вот ее и делают из кевлара и углеводородных соединений, прошивают для крепости нейлоновыми и золотыми нитями. А супинаторы, пяточные клинья, подметки и прочие элементы обуви подбирают с таким расчетом, чтобы уберечь ногу спортсмена от травм, разрывов сухожилий и мышц. Некоторые тренировочные кроссовки снабжают даже компьютером, чтобы спортсмен имел полную информацию о скорости бега, количестве шагов, величине перегрузок…

Эпюры давления босой ноги на грунт тщательно изучаются специалистами.