Mekhanicheskiy_soldat

Представленные образцы - это полимеры, имеющие очень сложное строение. Это гомоамфифильный элементоорганический полимер, обладающий свойствами полупроводника по типу p-n перехода, имеющий линейное циклическое строение... Простите, что? Что? Хорошо, попробую проще.

Если проще описать строение, то, наверно, так. Полимер имеет вид крученой нити, на которую нанизали множество дисков на равном расстоянии друг от друга. Каждый диск представляет собой группу радикалов сложного состава и сложной пространственной формы. Внешняя оболочка такого 'диска' имеет преобладание положительно заряженных молекул, то есть недостаток электронов, а внутри 'диска' - преобладание отрицательно заряженных атомов - переизбыток электронов. Силы электростатического притяжения внутри 'диска' уравновешивается силой химических связей.

Однако при пропускании электрического тока картина распределения электронов в 'диске' кардинально меняется. Происходит резкое перемещение электронов на одну сторону 'диска'. Одна сторона 'диска' приобретает положительный заряд, другая сторона - отрицательный. Центр 'диска' превращается в диэлектрик, а сам 'диск' превращается в что-то типа конденсатора. Как следствие, возникает сила электростатического притяжения между 'дисками', и они начинают сближаться. Нить начинает сжиматься, но при определенном положении сближение прекращается из-за сближения витков 'нити' - химическая связь действует как пружина, препятствуя дальнейшему сближению 'дисков'. При прекращении подачи тока или смене полярности происходит обратный процесс - электроны снова перераспределяются в первоначальное положение и 'диски' снова начинают отталкиваться. 'Нить' начинает разжиматься. Причем усилия и скорость сжатия-растяжения прямо зависят от силы тока, поданной на концы 'нити'.

Несколько таких полимерных 'нитей' образуют связку и концами объединены в одну общую 'нить', более толстую, чем изначальные 'нити'. Несколько таких связок собраны в своеобразный мешок из тонкой гибкой пленки, и концы этих связок опять объединены в гораздо более толстую 'нить'. В целом, структура внешне сильно напоминают строение мышцы с волокнами мышечной ткани и сухожилиями и внешней оболочкой из клетчатки.

Действие тоже напоминает работу мышцы, только в данном случае нет нужды в парных мышцах, как пара бицепс-трицепс. У человека мышцы работают только на сжатие, поэтому для нормальной работы любого сустава необходимы две мышцы - сгибатель и разгибатель, или отводная и приводная мышцы. В данном же случае всю работу может выполнить одна 'мышца'.

Усилия такой искусственной мышцы очень велики и превосходят любые органические. Искусственная мышца размером с бицепс обычного человека способна сократиться на 20 мм и вытянуть вес в одну тонну в течение несколько секунд. Но для этого надо подать напряжение 30В и силу тока около 150А. Параллельно с этими процессами происходит выделение большого количества тепла.

Подавая различную силу тока, мы выяснили, что до определенного предела рост силы тока вызывает рост силы сокращения 'мышцы', а после этого предела сила почти не меняется, но начинает расти скорость сокращений. Также выяснили, что при нагреве свыше 80-100С тепловые процессы в полимере начинают вызывать заметные изменения электронного баланса в 'дисках', что приводит к замедлению реакции и неконтролируемым сокращениям нитей. Эти негативные процессы увеличиваются с ростом температуры. То есть при перегреве 'мышца' начинает реагировать на команды с задержкой и работает медленнее и слабее, чем холодная. И чем больше перегрев, тем хуже работа "мышцы".

Конструкция конечности робота представляет собой полые стальные 'кости', наполнение вспененной металлической массой и соединенные между собой 'суставом' в виде зубчатой передачи. Сама передача находиться в защитном кожухе, способном двигаться и сгибаться вместе с 'костями' и служащая опорой для осей зубчатой передачи. К 'костям' крепятся 'мышцы' и пружинные амортизаторы. Внутри 'мышц' находятся несколько гибких пластиковых трубочек, предназначенных для охладителя. Сам охладитель направляется в радиатор, который находится в конечности, между 'мышцей' и броней и является дополнительной защитой. Без охлаждения 'мышца' работать все же может, хотя и не так сильно и быстро. Амортизаторы служат для ослабления ударных нагрузок, а также служат ограничителями угла сгибания и разгибания конечности. В общем, схема скопирована у природы.

Несмотря на несомненные успехи, мы вынуждены признать, что до полного понимания всех тонкостей работы нам еще далеко. Мы не можем точно определить химический состав и формулу полимера и его радикалов, плохо представляем себе пространственную конфигурацию 'диска', есть много непонятного в механизме сокращения и растяжения. Крайне мало материала для исследования. Работы впереди еще много, и полностью воссоздать подобный полимер мы сможем в лучшем случае лет через 20-25. Однако уже сейчас можно спроектировать и синтезировать отдельные элементы 'нити' и 'диска' и по ним изучать некоторые аспекты работы всей 'мышцы' в целом. Также мы можем попытаться создать аналог такой 'мышцы', весьма примитивной, к сожалению...

Помещение просто подавляло. Это был классический кабинет Очень Большого Начальника - столы в виде буквы Т и мягкие стулья вокруг. Причем поперечина - стол Самого Очень Большого Начальника - казался очень маленьким в сравнении с длинным рядом столов для проведения совещания в Высоком Кабинете Очень Большого Начальника.

Сейчас почти все стулья были заняты. Сидели там люди исключительно военные - иные в военной форме, иные - в штатском. Судя по мундирам, присутствовали не только военные СССР, но и страны Варшавского Договора, а несколько человек носили мундиры бундесвера и американской армии. Один человек с азиатскими чертами лица был одет в форму сил самообороны Японии. Причем все присутствующие были в возрасте и немалых чинах. Зрелище было практически невероятное.

Однако присутствующие вовсе не считали это невероятным. Сейчас они занимались тем, что сидели, уткнувшись в толстые фолианты и внимательно слушая докладчика. Периодически просматривали фотографии, схемы и таблицы, о которых тот упоминал. Иногда что-то спрашивали сами.

Доклад был посвящен оружию боевых роботов - MechWarrior'ов - и представлял собой обобщенный и дополненный документ, в который вошли данные из множества НИИ, университетов и испытательных полигонов, разбросанных по всей Европе - от Урала до Атлантического Океана - и США.

- Благодаря данным, найденным в памяти нескольких электронных устройств налетчиков, и рассказам и объяснениям водителей, были сделаны определенные предварительные выводы о сути представленных образцов вооружения. Их можно разделить на 3 части.