Открытия и гипотезы, 2015 №03 - Журнал «Открытия и гипотезы»

Каждое зеркало состоит из множества шестиугольных заготовок.

Накрытые огромной печью-колпаком заготовки сплавляются в единое целое.

Полировка одного зеркала занимает около года.

Так должен выглядеть Гигантский Магелланов Телескоп в конце сборки.

Далее начинается ещё более длительный и кропотливый процесс полировки зеркала. В отличие от зеркал сферических, кривизна поверхности которых постоянна, полировка гигантского параболического зеркала высочайшей точности представляет собой очень непростую задачу.

Вообще, параболические линии и поверхности являются, так сказать, неестественными. Почти весь доступный и создаваемый инструментарий так или иначе связан с окружностями и сферами, поэтому учёным и технологам пришлось поломать голову над полировкой зеркала.

Один из основных инструментов для полировки представляет собой вращающийся диск диаметром около 1 метра, с дозаторами полировальных веществ. Диск может перемещаться вдоль направляющей рельсы, в то время как само зеркало вращается вокруг оси на полировальном стенде.

Для получения седловидной параболической поверхности осуществляется управляемое компьютером шлифование, в ходе которого снимается 6–8 мм стекла. Точность обработки поверхности на данном этапе достигает 100 микрон. Далее начинается полирование. После каждого цикла полировки с помощью интерферометра проводится измерение поверхности зеркала.

Лазерным лучом сканируется вся площадь зеркала, а различные отклонения отражённого луча на выпуклостях и впадинах фиксируются и составляется карта дефектов.

Разрешение интерферометра составляет около 5 нанометров.

На основании составленной карты дефектов компьютер управляет инструментами в ходе последующего цикла полировки, тратя больше времени или применяя большее давление при обработке конкретных участков.

Для задач, которые будет выполнять телескоп, допускается наличие дефектов поверхности не более 25 нанометров. И добиться этого очень непросто. Полировка первого зеркала заняла около года. После того как цикл полировки закончен, на стекло наносится специальное напыление, которое и делает стекло зеркалом.

Подготовил Л. Кольцов

ТЕХНИКА В ВАШЕМ ДОМЕ

История стиралок

Родословная современных стиральных машин начиналась с простого деревянного корыта, в котором женщины полоскали бельё. Нельзя отрицать очевидный факт: веками вся тяжесть стирки ложилась в основном на плечи слабого пола. И тогда мужчины придумали заменить их труд машинным.

Кто и когда изобрёл нехитрые стиральные приспособления в виде валиков и гофрированных досок, неизвестно, поэтому первым действительно техническим приспособлением считаются два деревянных цилиндра, один из которых был гофрированным. Вкладываешь простыню между ними и крутишь ручку — вот и вся стирка! В 1861 году это устройство, но уже с гладкими подпружиненными валиками, превратили в нехитрый, но эффективный механизм отжима.

Ещё одна удачная конструкция, представляет собою жестяной барабан с отверстиями, вращающийся в деревянной кадке с мыльным раствором.

Так появилась самая первая в мире, пока ёщё ручная, барабанная стиральная «машина», которую придумал в 1851 году американец Джеймс Кинг.

Интересно, что именно американцам принадлежит честь изобретения практически всех видов стиральной техники — уже к 1875 году они запатентовали около двух тысяч различных агрегатов и приспособлений для стирки. Может быть потому, что американские женщины оказались самыми ленивыми или их мужчины самыми заботливыми?

Одни изобретения канули в Лету, другие оказались более удачными и дожили в том или ином виде до наших дней.

Периодически демонстрировали находчивость и европейцы. Так, в 1900-м тогда ещё малоизвестная немецкая фирма «Miele», выпускающая молочные сепараторы, решила приспособить их к новой функции и создала стиральную машину активаторного типа: в дубовой кадке специальный пропеллер-активатор (от ручного привода) перемешивал мыльную воду и бельё. Новинка была так похожа на своего предшественника, что в начале XX века в некоторых странах эти стиральные машины покупали именно для взбивания сливок, а не для стирки.

Однако все эти агрегаты было трудно назвать стиральными машинами, поскольку работали они от мускульной силы. Например, в изобретённую в XIX веке первую передвижную механическую прачечную, которая обстирывала калифорнийских золотоискателей — впрягали лошадей.

С появлением у фермеров паровых машин им пришло в голову перебросить на стиральную машину приводной ремень. Таким образом, мужчины стали принимать в стирке самое непосредственное участие — подбрасывая дрова в топку, — а стиральные агрегаты получили право именоваться полноценными машинами. Некоторые даже приспосабливали к ним двигатели внутреннего сгорания.

Но уже в 1906 году американец Алва Фишер собрал барабанную стиральную машину «Thor», которая работала от электродвигателя и управлялась специальным рычагом сцепления. Присутствие мужчины более не требовалось. Зато довольно часто появлялась необходимость во враче, поскольку эти «монстры» из дерева и жести часто калечили своих владельцев. Ведь все движущиеся части были открыты, и в них часто попадали то пальцы, то рукава, то волосы. Не говоря уже о том, что залитый водою электродвигатель грозил ударом тока.

Все эти первые стиральные машины были несовершенны и представляли собою не более чем деревянные кадушки с приводом. От воды дерево быстро гнило, и попытки оббить их листовой медью или оцинкованным железом лишь ненадолго увеличивали срок службы. Поэтому в 20-х годах на смену им пришли эмалированные баки, похожие на огромные кастрюли. Тогда же на вечный покой ушли и деревянные барабаны. Это позволило нагревать воду прямо в машине — сначала при помощи небольшой топки, потом — газовой горелкой, а в 1932 году газовая компания «Riby» впервые применило для этого электричество.

Впоследствии материалами для изготовления стиральных машин стали алюминий и нержавеющая сталь, а также пластик — из которого делают сегодня почти все, кроме вращающихся барабанов.

Тем не менее, женщины продолжали свои попытки как-то привлечь мужчин к процессу стирки — хотя бы для того, чтобы помочь вылить грязную воду. В ответ на стиральных машинах появился насос для слива. Также разрешился и вопрос отжима.

Изобретатели пошли двумя путями: сначала добавили привод двигателя на валковый механизм — и такая конструкция служила на активаторных машинах ещё много десятилетий. А а 1924 году американская фирма «Savage Arms Company» выпустила стиральную машину с двумя вертикальными барабанами. В первом белье стиралось, а во втором — отжималось методом центрифугирования. Так двухвалковый механизм отжима белья постепенно начал оттесняться в небытие. Правда, прошло ещё 70 лет, прежде чем барабан стиральной машины смог отжать бельё до почти сухого состояния — как говорят, «под утюг». Для этого потребовалось увеличить скорость его вращения до тысячи и более оборотов в минуту, что было отнюдь не просто. При таких скоростях вращения необходима точная балансировка загруженного барабана, иначе его вибрация заставит стиральную машину «танцевать» вприсядку и приведёт к поломке.

Эту проблему решили несколькими способами. Во-первых, в нижней части корпуса разместили балластную плиту (чтоб машина не подпрыгивала). Во-вторых, в ряде конструкций барабан и бак подпружинили для гашения колебаний. Наконец, в современных машинах есть специальные функции равномерного распределения отжимаемого белья по поверхности барабана.

В 30-е годы у стиральных машин появились механические таймеры выключения, регламентирующие время стирки и отжима — чтобы женщины, заболтавшись по телефону, не забыли о надрывающейся «стиралке». Но всё же возле этих переключателей приходилось дежурить. И только в 1949 в США и в 1951 году в Европе появляются первые автоматические стиральные машины, способные без участия человека выполнить забор воды, подогрев, стирку, слив, полоскание и отжим. А плюс к этому в некоторых стиральных машинах появилась функция сушки белья горячим воздухом. Вот теперь, когда стирка свелась к открыванию и закрыванию загрузочного люка, ею с радостью соглашаются заняться и мужчины. А главное, это позволило создать многочисленные общественные прачечные, очень популярные на Западе. Это просто помещение, где в ряд стоят автоматические стиральные машины. Бросай монетку — и пользуйся.