Юный техник, 2009 № 03 - Журнал «Юный техник»

— Это надо же! Споткнулся о какой-то чемодан!

За выдающимся агентом несся за конем лыжник — весь в веточках от кустов:

— Да что же это за спорт-то такой получается?!

Юра и Коля вновь побежали. А через некоторое время поняли, что вновь очутились у профессорского дома.

— Хватит бегать? — спросил Юра.

— Хватит! — согласился Коля, и они притаились за клумбой.

— Полагаете, что надежно скрылись? — усмехнулся Доставщик, который опять оказался рядом.

— А вы все же полагаете, что сумеете заполучить успехохват? — не испугался Коля.

— Вообще-то сильно надеюсь на то, — признался Доставщик.

— Зря.

— Почему?

— Потому что лыжник не отстает!

И впрямь! Конь стремительно надвигался!

— Похоже, на этот раз лыжник на нас наедет… — мрачно пробормотал Доставщик.

— Нет. Успехохват не должен подвести, — сказал подошедший профессор Зайчиков.

Так и получилось. Конь вдруг резко затормозил, а лыжник по инерции упал в клумбу.

— То-то же! — провозгласил Доставщик. — Попал под влияние успехохвата. Будешь знать, как изобретать новые виды спорта! Ну, а теперь-то я смело могу забрать успехохват.

— Не забывайте, — сказал Юра.

— О чем?

— О том, что успехохват невозможно отобрать.

— Ах, да! Как же это я запамятовал о том, что он устраняет любые неприятности, в том числе и попытку завладеть им…

— Вот именно.

— Как же мне быть?.. Все же я не отступлю!

Доставщик протянул свои руки к успехохвату.

— Сейчас что-то произойдет… — предположил Коля.

И действительно! Откуда ни возьмись, появился низко проплывающий воздушный шар.

— Успехохват вновь продемонстрировал свои выдающиеся способности! — заметил Юра.

— Ну, да! — подтвердил профессор Зайчиков. — Он вызывает события, которые обеспечивают его владельцу полный успех!

— Эй! Поберегись! — крикнули с воздушного шара. — Мы начинаем приземляться, дабы подобрать оброненный нами невзначай чемоданчик с сувенирами. Держитесь от нас подальше!

— Ничего себе успех! — поделился мнением Доставщик. — Не нужен мне такой успехохват!

— Таковы особенности успехохвата, — объяснил профессор Зайчиков. — Пусть он привлекает некие бурные события, но при этом итоговый успех-то гарантирован!

— Вот как? — призадумался Доставщик. — Ну, тогда, наверное, я все же еще попробую им завладеть…

— Эх, клумбу жаль!

— Если бы вы не дали мне успехохват вместо абрикосов, она была бы цела! — сказал профессору Коля.

— Зато теперь мы знаем, что успехохват обеспечивает-таки успех! — повеселел профессор Зайчиков.

— И познакомились с новым видом спорта, — сказал Юра.

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

В этом номере мы расскажем о приставке для усиления света газовой лампы Ивана Старикова из Орла, об автомобиле без коробки передач Дмитрия Звягина из Курска и о костюмескафандре для полюса холода Ольги Федоренко из Омска.

ПРИСТАВКУ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ СВЕТА…

…газовой лампы предложил Иван Стариков из Орла. Она состоит из термоэлемента и нескольких светодиодов. В качестве термоэлемента Иван предлагает использовать термоэлектрогенератор типа того, что применялся в прошлом веке. Он надевался на керосиновую лампу и за счет ее тепла вырабатывал ток для питания радиоприемников.

«Как бы ни был мал КПД, в любом случае, питая светодиод, он даст прибавку света», — пишет Иван. С этим утверждением нельзя не согласиться. Прибавка будет, но какая? Прежде чем начать расчеты, напомним, что такое бытовая газовая лампа. Она состоит из укрепленной на баллоне сжиженного газа горелки, дающей почти невидимое бесцветное пламя. Своим теплом оно накаляет колпачок, содержащий соли редкоземельных элементов. Этот колпачок и дает свет.

В 1991 г. профессор Н.В. Рохлин замерил световой поток одной из таких ламп. Он оказался таким же, как у лампы накаливания мощностью 60 Вт — 900 лм. Тепловая же мощность газовой лампы достигала 600 Вт. Мощность излучаемого ею видимого света не превышала 2 Вт. Все остальное тепло (около 598 Вт) ушло с отработанными газами и невидимым тепловым излучением. Если это тепло направить в термоэлемент старого образца, имеющий КПД всего 1 %, то можно получить мощность около 5 Вт. Световые диоды такой мощности от карманного фонаря имеют световую отдачу около 30 лм/Вт и дадут дополнительный световой поток в 150 лм. Это означает, что, добавив его свет к свету газовой лампы, мы увеличим освещенность на 16 %. Достаточно ощутимая величина.

Но в последнее время появились в продаже термоэлектрогенераторы для питания электроники, имеющие КПД в 3 раза больше. От них могут работать более мощные светодиоды. При их световой отдаче в 60–80 лм/Вт освещенность будет удвоена. Между тем в Японии уже начинают применять термоэлектрогенераторы для питания полевых радиостанций, имеющие КПД 10 %. Питая светодиоды от таких термоэлементов, можно получить дополнительный световой поток, превышающий поток газовой лампы почти в 3 раза. И это далеко не предел, поскольку есть лабораторные образцы термоэлементов, развивающие КПД более 20 %.

Нужна ли такая система? Отвечаем: нужна. Ведь сегодня почти треть человечества живет при свете керосиновых и газовых ламп. Причем они создают немалые экологические проблемы. Ведь продукты сгорания керосиновых ламп отравляют земную атмосферу намного больше, чем электростанции, производящие энергию для другой части человечества, счастливо живущей при свете электрических ламп! Лампы с приставками И. Старикова резко улучшили бы жизнь людей и экологию Земли в целом.

Учитывая актуальность предложения, Экспертный совет принял решение удостоить Ивана Старикова Авторского свидетельства.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ…

…это едва ли не самый сложный и трудоемкий в изготовлении элемент автомобиля. Но… «Автомобиль может обойтись без коробки передач (КП), если построить его по моей схеме», — пишет Дмитрий Звягин из Курска. Его схема состоит из обычного двигателя, приводящего в действие компрессор, сжимающий воздух и закачивающий его в баллон. Колеса автомобиля вращают двигатели сжатого воздуха с золотниковым распределением. Эти двигатели, совершенно правильно полагает Дмитрий, должны обладать способностью автоматически (в силу их внутренней природы) приспосабливаться к условиям движения. Так, например, на подъеме, когда скорость уменьшается, замедляется вращение вала, а время открытия золотника возрастает. Воздух, поступающий в цилиндр, дольше действует на поршень своим полным давлением, и крутящий момент возрастает.

На хорошей дороге двигаться легче, скорость вращения вала растет, и в цилиндр успевает поступить меньше воздуха. Но он после этого расширяется и более полно отдает свою энергию. Крутящий момент уменьшается, что и нужно для быстрой езды по хорошей дороге. Для более глубокой регулировки скорости имеется кран, управляемый педалью газа, который изменяет начальное давление воздуха, поступающего в двигатели колес.

Все рассуждения юного изобретателя верны. Но схема известна. Автомобили с пневматическим приводом испытывались еще в 1920-е годы. Они действительно обходились без коробки передач, были очень удобны в управлении, но имели высокий расход топлива, так как на режимах движения с повышенным крутящим моментом в пневматическом двигателе происходило неполное расширения воздуха и энергия его пропадала даром. Пытались использовать эту энергию вторично, направив отработанный воздух в следующий цилиндр, и, получив дополнительную работу, повысить общий КПД автомобиля. Однако такой многоступенчатый пневматический двигатель получался громоздким.

Сегодня его размеры можно сильно сократить, перейдя на бесшатунную схему, и создать автомобиль без коробки передач. Но для этого нужна большая исследовательская работа. Следует заметить, что работы по пневматическим автомобилям в мире ведутся.

В Индии работают над автомобилем, в котором газ хранится в баллоне, заряжаемом на специальной станции. Это хорошая, экологически абсолютно чистая система. Однако она потребует создания сети зарядных станций по всей стране, что очень дорого.

Американские фирмы разрабатывают пневматический автомобиль, похожий по схеме на автомобиль Д. Звягина. В нем тоже есть компрессор, заряжающий баллон сжатым воздухом. Но он выполнен единым блоком с основным двигателем машины. Отличие в том, что пневматический двигатель соединен с колесами через коробку передач и всегда работает с большой скоростью при максимально полном расширении воздуха и, следовательно, при максимально полном использовании его энергии.