Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2008 № 03

В этом номере Патентного бюро мы расскажем про спасательный плот и оригинальный способ космической связи Дениса Лекомцеваиз г. Орла, а также о предложенном Владимиром Заботинымиз Нижнего Новгорода двигателе внутреннего сгорания.

СПАСАТЕЛЬНЫЙ ПЛОТ…

…оснащенный гальванической батареей, работающей на морской воде, предложил Денис Лекомцев из Орла.

Спасательный плот должен подавать радио- и световые сигналы. А для этого нужны мощные батареи. Денис предложил разместить в нижней части плота пластиковый корпус с отверстиями, а в нем комплект цинковых и медных пластин.

При хранении пластины могут в нем находиться без изменений годами. Но если плот спустят на воду, она заполнит корпус, а соленая морская вода — это электролит; комплект пластин сразу превращается в батарею.

Предложение Дениса вполне логично, но нуждается в некотором дополнении. Подобные батареи известны. Как-нибудь попробуйте опустить в стакан с соленой водой пластину из цинка или оцинкованного железа и пластину из меди. Если две такие батареи соединить последовательно, то напряжения хватит, чтобы горела лампочка на 2,5 В.

К сожалению, минут через пять лампочка начнет тускнеть и погаснет. Это связано с выделением водорода на медной пластине. Если ее очистить или сменить электролит, то работа батареи возобновится.

Словом, чтобы батарея Дениса работала долго, через нее следует интенсивно прокачивать морскую воду. Но ведь при работе батареи расходуется не только электролит, но и цинк. Соединяясь с находящимися в растворе соли ионами хлора, он служит своего рода «топливом» для получения электроэнергии. К тому же, морская вода не очень активный электролит, и мощность батареи, предложенной Денисом, будет невелика. А потому на электрических морских торпедах, развивающих скорость 80 — 100 км/ч, батареи ставят несколько другие.

Их размещают в хвостовой части торпеды, сразу же за входом раструба водозаборника. В него при движении торпеды с напором входит вода, проходит между пластин и вытекает наружу. Однако она является лишь растворителем для размещенной в батарее соли серебра.

Конструкция батареи морской торпеды.

Вместо цинка в батарее применен сплав магния, а медь заменяет тонкая серебряная фольга. Такая батарея имеет мощность 132 Вттч/кг и является одним из самых легких источников тока. Надо полагать, что на спасательном плоту она была бы эффективней, чем та, что предложена Денисом. Однако сведений о применении активируемых морской водой батарей на спасательных плотах мы не имеем. Поэтому Экспертный совет присуждает Денису Лекомцеву Авторское свидетельство.

ОТПРАВЛЯТЬ ПОСЛАНИЯ…

…внеземным цивилизациям, покрытые рисунками металлические пластинки или диски с записями предлагает уже знакомый нам Денис Лекомцев. Первое такое послание, напомним, еще в 1972 году было отправлено на американском космическом аппарате «Пионер-10» и достигнет окрестностей ближайшей звезды лишь через десятки тысяч лет.

Денис предлагает сделать отправку таких сообщений систематической. Для уменьшения стоимости — предельно сократить вес каждого из посланий до нескольких граммов. А чтобы снизить энергетические затраты, применить так называемый гравитационный маневр — запустить контейнер с таким расчетом, чтобы он прошел вблизи массивного небесного тела со скоростью чуть больше 1-й космической. При этом под действием силы тяготения массивного тела резко возрастет скорость контейнера, изменится траектория его полета. В итоге контейнер отнимет от массивного тела часть его кинетической энергии и значительно увеличит свою.

Впервые гравитационный маневр совершила в 1963 году наша советская космическая станция «Луна-2». Она была захвачена полем тяготения Луны, обогнула и сфотографировала ее обратную сторону. За счет энергии двигателей ракеты это бы сделать в то время не удалось.

Аппарат «Пионер-10» совершил гравитационный маневр, пролетая вблизи Юпитера. Это увеличило его скорость почти на 42 км/с и позволило покинуть пределы Солнечной системы. В настоящий момент он удаляется от Солнца со скоростью 16 км/с и через два миллиона лет появится в окрестностях звезды Альдебаран.

Денис рекомендует такой маневр совершить вблизи Солнца. Тогда скорость контейнера может увеличиться на сотни км/с. Процесс, кстати, может совершаться с очень большим ускорением — до 10 000 м/с 2и более.

Казалось бы, при этом тело, находящееся внутри контейнера, будет прижато инерцией к стенке с силой, в 1000 раз превышающей его собственный вес, и раздавлено. Но ничего подобного не происходит. Более того, ускорение внутри корпуса контейнера даже невозможно обнаружить. А получается так потому, что необходимая для искривления траектории сила создается гравитацией. Она одновременно прикладывается ко всем точкам как контейнера, так и находящегося в нем тела. Их относительные скорости оказываются равны нулю, то есть тела остаются неподвижны относительно друг друга. А это позволяет посылать в нем самые хрупкие предметы, не опасаясь за их целостность.

Гравитационный маневр вблизи Солнца позволит сократить время межзвездного перелета до сотен тысяч лет, что, конечно, чрезмерно велико. Денис, понимая это, советует контейнер с информацией оснастить еще солнечным парусом. Тогда время полета, например, к Альфе Центавра может снизиться и до тысячи лет. Конечно, по сравнению с жизнью отдельного человека это многовато. Но по сравнению с жизнью цивилизации — вполне приемлемо.

Эту работу Дениса Экспертный совет ПБ счел достойной Почетного диплома.

Такое послание, отгравированное на стальной пластине, унес космический аппарат «Пионер-10» к звезде Альдебаран.

СОСТАВНОЙ ПОРШЕНЬ…

…для двигателя внутреннего сгорания (ДВС) предлагает Владимир Заботин из Нижнего Новгорода. «Поршень, — пишет Владимир, — состоит из двух подвижных частей, пространство между которыми заполнено рабочей средой. Изменение объема этой среды приводит к изменению высоты поршня, а значит, к изменению объема камеры сгорания. Это, в свою очередь, приводит к изменению степени сжатия находящейся в ней смеси топлива и воздуха».