Юный техник, 2007 № 03 - Журнал «Юный техник»

За последние десятилетия основной инструмент для сверления — электрическая дрель — значительно усовершенствовался… Тем не менее совершенствование инструмента продолжается.

А североамериканские индейцы прославились тем, что придумали первый сверлильный станок с маховиком на оси и бечевкой, соединенной с планкой. Тяжелый маховик не только давил на сверло собственным весом, но и заставлял его вращаться, используя инерцию массы.

В Старом Свете до такого новшества не додумались и еще долго использовали лучковый способ сверления. Он, кстати, красочно описан Гомером в «Одиссее», написанной свыше 2500 лет тому назад. Когда путешественникам пришлось вступить в сражение с одноглазым Циклопом, то Одиссей придумал, как его ослепить. Он обжег в огне костра один конец кола и…

…Начал вертеть, как вертит буравом корабельный строитель. Толстую доску пронзая: другие же ему помогают, ремнями Острый бурав обращая, и, в доску вгрызаясь, визжит он.

Сверлить умели и в Древней Руси. Вот что пишут по этому поводу, например, исследователи технологий древности В.Д. Евдокимов и С.Н. Полевой. «Археологические находки и письменные источники, относящиеся к IX–XI векам, дают представление о двух видах сверл по дереву, — сообщают они. — Это спиральные сверла — бурав, сверель, которые имели правое, по часовой стрелке, рабочее вращение и достигали длины до 370 мм при диаметре от 6 до 21 мм. Были в обиходе мастеровых и перовидные сверла — напарья, похожие на ложку, которыми сверлили отверстия побольше диаметром»…

Кстати, технология изготовления таких сверл требовала высокого мастерства. Ведь винтовые канавки на буравах выбивались с помощью молотка и зубила с закругленным лезвием. А само металлическое острие бурава подвергалось закалке и заточке. Применялась и цементация, повышавшая твердость инструмента. Для этого бурав покрывали салом, обматывали полосками из козлиной кожи, затем обмазывали глиной и помещали в кузнечный горн. Держали в огне до сгорания кожи, а потом окунали в воду.

Спиральные бурава и перовидные напарья почти в неизменном виде продолжали применяться и в XVII–XVIII веках. И лишь в 1822 году появилось всем известное сверло с винтовыми канавками.

Сверлить отверстия научились еще в каменном веке с помощью бамбуковых палок, трубчатых костей, воды и песка (а), вращая их между ладонями или с помощью лучковой дрели (б).

Большие каменные сверла держали рукой (в), а маленькие (г) закрепляли в разрезе древка (ж).

При трубчатом сверлении в центре образовывался каменный стержень (д).

В случае сверления камня с двух сторон получалось отверстие с двумя конусами (е).

Согласитесь, первобытные сверла разительно отличаются от сверл русских мастеровых IX–XI вв. (з, и) и сверл-буравов XVII в. (к).

И поныне сверло продолжает совершенствоваться. Ведь по существу основную работу выполняет лишь острие сверла, небольшой конический участок его, который называют режущей частью. А винтовые канавки нужны лишь для того, чтобы транспортировать из отверстия накапливающуюся стружку.

Да и здесь не все бывает гладко. Иначе для чего пришлось бы изобретать магнитное сверло? Между тем наш изобретатель А.Е Сегаль в свое время предложил пропускать сверло, как сердечник, через катушку с обмоткой. И когда на катушку подается ток, она становится электромагнитом, намагничивается и само сверло. И, выходя из отверстия, тянет за собой стружку. Особенно эффективным такое новшество оказалось при сверлении глухих, несквозных отверстий.

Еще одно новшество связано с эффектом термоэлектричества, открытым около двухсот лет назад немецким физиком Зеебеком. Суть его в данном случае сводится к следующему. Сверло и деталь, которую надо просверлить, как правило, состоят из разных материалов и при работе нагреваются от трения неодинаково. При этом в месте их контакта возникает термоЭДС, дополнительно разогревающая и размягчающая кончик сверла. И оно быстро тупится.

Тогда наш физик М.Т. Галей высказал мысль, что нужно по цепи сверло — деталь — станок пропустить ток противоположного направления, нежели тот, что возникает при эффекте Зеебека. Тем самым мы заменим один эффект другим, и на нас уже будет работать эффект Пельтье. Согласно ему под влиянием электрического тока будет происходить охлаждение места контакта, и стойкость сверла увеличится.

На основе этой идеи сотрудники Ростовского-на-Дону института сельскохозяйственного машиностроения А. Аваков и А.Рыжкин создали устройство, позволяющее с помощью батарейки от карманного фонарика увеличить стойкость сверл в 3–4 раза!

В заключение несколько советов для тех, кто выбирает сверла в магазине. Во-первых, надо точно себе представлять, для чего именно служит данное сверло. Если вы станете сверлить металл сверлом по дереву, ничего путного у вас не выйдет. Не стоит и сверлом по металлу буравить бетонную стенку — загубите инструмент.

Кроме того, старайтесь использовать в работе сверла зарекомендовавших себя фирм. Немецкие, шведские, российские сверла себя показывают неплохо. А вот китайский инструмент лучше не покупать.

Для строительных работ лучше всего использовать в работе электродрель, у которой есть вибрационный режим.

А. ПЕТРОВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Фирма Honda, известная своими мотоциклами и автомобилями, 8 декабре 2003 г. представила сверхлегкий реактивный самолет бизнес-класса. Для Honda Jet был разработан специальный турбореактивный двигатель, особый профиль крыла. Фюзеляж выполнен из углекомпозитных материалов с алюминиевыми усиливающими элементами, носовая часть сглажена.

Компания утверждает, что в результате сопротивление фюзеляжа снижено на 10 % по сравнению с обычными фюзеляжами того же размера, а в целом самолет потребляет на 40 % меньше горючего, чем машины того же класса, пролетая 3,3 километра на 1 килограмме топлива.

Техническая характеристика:

Длина… 12,71 м

Высота… 4,03 м

Размах крыльев… 12,15 м

Крейсерская скорость… 778 км/ч

Практический потолок… 12 500 м

Скорость набора высоты… 20,2 м/с

Максимальная дальность… 2185 км

Длина разбега при взлете… 950 м

Длина пробега при посадке… 760 м

Максимальная взлетная масса… 4,173 т

Количество мест… 5

Микроавтомобили марки Smart (в переводе «Умник») производства компании Smart GMBH, входящей в международный автопромышленный концерн Daimler-Chrysler, были представлены впервые на автосалоне во Франкфурте в 1997 г. Серийное производство ведется во французском городе Амбаш с 1998 г. Примечательно, что у истоков создания этого маленького автомобиля стояла швейцарская компания Swatch, специализирующаяся на производстве часов.

Автомобиль легок, экономичен и достаточно быстроходен. При этом он очень безопасен, так как кабина представляет собой капсулу особой конструкции, принимающую на себя энергию удара, а центр тяжести расположен так низко, что перевернуть машину трудно даже на самом крутом повороте.

Техническая характеристика:

Количество дверей… 3

Длина… 2,50 м

Ширина… 1,54 м

Высота… 1,55 м

Колесная база… 1,81 м

Объем двигателя… 698 см3

Мощность двигателя… 75 л.с.

Снаряженная масса… 740 кг

Максимальная скорость… 150 км/ч

Время разгона до 100 км/ч… 12,3 с

Средний расход топлива на 100 км… 5,3 л

Объем топливного бака… 33 л

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Дифракция по Фраунгоферу

Казалось бы, свет распространяется прямолинейно. Но в действительности он способен огибать преграды. Это явление называется дифракцией. Проткните иголкой небольшое отверстие в листе черной бумаги. Подсветите его лампочкой карманного фонаря и рассмотрите с обратной стороны через увеличительное стекло. Вы увидите целую систему разноцветных концентрических колец. Вызваны они как раз отклонением света. Физика этого явления связана с волновой природой света и хорошо объяснена в учебниках. Мы же коснемся ее в общих чертах.

Чем больше длина волны, тем сильнее ее отклонение при дифракции. Слабо отклоняются синие лучи самой короткой длины волны, сильнее всего — длинноволновые красные.

Показать дифракцию при прохождении света через отверстие или щель с помощью проектора всему классу нелегко. На экран попадает лишь ничтожная часть света лампы. Концентрация света при помощи линз, повышение яркости лампы, применение электрической дуги помогают мало. Яркости хватает лишь для демонстрации в затемненном помещении. С лазером картина получается яркой, но одноцветной.