Юный техник, 2006 № 07 - Журнал «Юный техник»

С наружной стороны кормы видны две втулки. Через них проходят валы электромоторов, соединенные с зигзагообразными стержнями жгутиков. В качестве оболочки жгутиков применяются гибкие резиновые шланги. Эти шланги герметично заклеены или завязаны с одной стороны, с датой — надеты на втулки и примотаны проволочными хомутами. В собранном виде наша модель представляет собою абсолютно герметичную конструкцию. Вес ее следует отрегулировать при помощи дополнительных грузиков таким образом, чтобы корпус был па 9/10 в воде.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

ВМЕСТЕ С ДРУЗЬЯМИ

Можно ли летать на пирамиде?

Летящие птицы, рыбы-пауки, крокодилы… Всего 788 фигур, 100 спиралей и около 3000 линий раскинулось на площади 500 квадратных километров, в долине Наска, располагающейся в южной части Перу. Удалось установить, что все эти громадные рисунки, охватить взглядом которые можно только с большой высоты, создавались в 300–900 годах нашей эры. Их линии строились при помощи координатных сеток и представляют собой неглубокие канавы, на дне которых виден темный слой почвы. Кто и зачем рисовал эти изображения, неизвестно. А главное — непонятно, как древние перуанцы, если рисунки — их рук дело — могли подняться высоко над землей.

Тщательно изучив материалы и технологию III–IX веков нашей эры, американец Дж. Вудмэн пришел к выводу, что древние перуанцы могли строить тепловые аэростаты. В подтверждение своей гипотезы в 1977 году он построил очень простой в изготовлении тепловой аэростат, имевший форму тетраэдра с ребром 25 м. Материалом для него послужила ткань, подобная той, что была найдена в местных захоронениях эпохи создания рисунков. К аэростату была привязана легкая плетеная лодка для двух пассажиров — самого Вудмэна и вице-президента Британского клуба воздухоплавания Джулиана Нотта. Кроме того, в лодку взяли 100 кг балласта.

Тетраэдр долго наполняли горячим дымом от огромного костра. Сначала дым выходил через поры ткани, но постепенно она прокоптилась и стала непроницаемой. Однако костер все же оказался маловат, и к нему добавили мощь двух газовых горелок. Аэростат взлетел. Дым в оболочке быстро остывал, но все же его тепла хватило для подъема на высоту 400 м. Нет сомнения, что на уровне древнеперуанской технологии можно было создать газодымонепроницаемую пропитку для ткани и построить специальную печь для наполнения таких аэростатов.

Дж. Вудмэн и Джулиан Нотт — опытные аэронавты XX века, привыкшие к надежным аэростатам с газовой горелкой на борту. Совершая полеты на аэростате древней конструкции, они постоянно находились на грани катастрофы.

Вполне возможно, что опасности заставили Вудмэна вспомнить предание о том, что все Верховные Правители инков, носившие высокий титул Сына Солнца, после смерти возвращались к солнцу. Не исключено, что тела скончавшихся правителей при соблюдении всех соответствующих обрядов погребальный воздушный экипаж уносил в небо. С наступлением ночи ветер уносил его в сторону Тихого океана, где он остывал, терял подъемную силу и исчезал в пучине вод за многие километры от берега…

Однако техника древних перуанцев вполне могла создать аэростат с горящей жаровней на борту, как это было на первом тепловом аэростате конструкции братьев Монгольфье. 21 ноября 1783 года он пролетел над Парижем с двумя пилотами на борту (это были Пилатр де Розье и маркиз Д.Арманд) и, пробыв в воздухе 45 минут, плавно опустился в городе.

Повторить эксперимент Вудмэна вы можете на модели. К сожалению, о его аэростате известно мало. Однако из опубликованных данных путем вычислений можно почерпнуть полезные сведения.

Аэростат имел объем 1800 м2. Допустим, что температура воздуха, наполняющего аэростат, не превышала 100 °C, а температура окружающего воздуха равнялась 15 °C. Тогда каждый кубический метр его должен создавать подъемную силу 0,28 кг, а весь воздух, наполняющий аэростат, — 524 кг. Лодка, два пассажира и балласт могли весить около 300 кг. Тогда на вес оболочки приходится не более 224 кг. Площадь оболочки аэростата (площадь поверхности тетраэдра с ребром 25 м) равна 1000 м2. Получается, что один квадратный метр ткани, из которой был сделан аппарат, весил не более 224 г. Столько весит прорезиненная ткань или клеенка. Поэтому, если вам не вздумается воспроизвести древнюю ткань перуанцев, то трудностей с материалами у вас не будет.

Далее Вудмэн придал своему аэростату форму тетраэдра. Некоторые комментаторы сравнивают ее с перевернутой пирамидой (а пирамиды, как известно, также встречаются в Перу). Однако аэростаты такой формы известны давно. Делают их такими лишь по соображениям простоты раскроя и изготовления. Но шар значительно выгоднее. Ведь эта геометрическая фигура имеет при том же объеме наименьшую площадь поверхности. Аэростат того же объема (1800 м3) имел бы диаметр 15 м и площадь поверхности на 30 % меньше. При этом его оболочка только за счет выбора формы оказалась бы легче на 86 кг. (Можно было бы взять в полет еще одного человека!) Но шар в изготовлении сложнее и состоит обычно не менее чем из восьми криволинейных долей.

При постройке модели у нас появится специфическая проблема, вызванная ее масштабом. Чем меньше геометрическая фигура, тем больше площадь ее поверхности, отнесенная к единице объема. Так у описанного аэростата на 1 м3 объема приходилось 0,6 м2 поверхности.

Пластиковый пакет для мусора объемом 100 л, имеет толщину 0,022 мм и весит 20 г. Он должен взлетать, будучи наполнен воздухом при 100 °C. Получить воздух с нужной температурой можно от обычного фена для сушки волос.

Более совершенную модель, оснащенную макетом лодки с фигурками сидящих в ней древних аэронавтов, можно сделать из черного полиэтилена, выпускаемого в рулонах-рукавах шириною два метра. На рисунке дан раскрой аэростата-тетраэдра с ребром 1,5 м. Он состоит из деталей, образующих горловину для наполнения теплым воздухом, и верхней замыкающей, образующей «крышу» аэростата.

Раскрой аэростата-тетраэдра с ребром 1,5 м.

Все детали сшиваются между собою тонкими синтетическими нитками. Для повышения герметичности швы следует проварить с наружной стороны при помощи газовой горелки. Для этого материалы нужно зажать между двух металлических линеек, так чтобы наружу выступало не более 2–3 мм. После этого быстро провести по кромкам пламенем горелки, так чтобы получался четкий гладкий валик расплавленного материала.

Для крепления лодки пришейте, как это и должно быть на настоящем аэростате, «гусиные лапки».

Объем такой модели 0,94 м3, площадь поверхности 7,9 м2. Вес оболочки около 220 г. На макет лодки и фигуры древних аэронавтов у вас остается еще 60 г.

У вашей модели на единицу объема приходится в семь раз большая площадь поверхности, чем у аппарата Вудмэна. Это заставляет уменьшать вес нагрузки, но приносит и некоторую пользу. В ясный солнечный день ваша модель будет получать от солнца столько же энергии, сколько дает сжигание 80 г бензина в час. Практически она будет держаться в воздухе столько, сколько на нее светит солнце.

В связи с воздухоплавателями древности можно вспомнить одну из рун, не включенных в окончательный вариант эпоса «Калевала».

Старый мудрый Вяйнямейнен, Вековечный прорицатель, Строил шар из кожи бычьей,/ Из китовой шил он шкуры./ Надувал тот шар он дымом,/ Газом наполнял болотным,/ Плел канаты с жил оленьих,/ Из (жил) лосиных вил веревки…

Далее описывается путешествие героев эпоса на построенном Вяйнямейненом воздушном шаре.

В последнее время карельским художником Анатолием Титовым найдено много документов, говорящих о том, что в Карелии было развито воздухоплавание задолго до того, как оно появилось в Западной Европе. Да и сам эпос «Калевала» насчитывает не одну тысячу лет. На прилагаемом рисунке модель воздушного корабля карелов, выполненная А.Титовым по книге шведского путешественника XVI века Олауса Магнуса. Модели древних карельских аэростатов — это особая тема.

А. ВАРГИН

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Сигналы-ориентиры

Чтобы верно настроить радиоприемник или передатчик, к нему следует подвести радиосигналы, частота которых заранее известна, а для тракта усиления промежуточной частоты — сигнал со стандартной частотой 465 кГц. Необходимая для этого промышленная аппаратура — генераторы стандартных сигналов — сложна и дорога. Однако можно собрать очень простой сигнал-генератор, если использовать стабилитрон.