Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2007 № 12

— Сэр, вот ваш счет за потребленную энергию. С вас восемь миллионов. Распишитесь вот здесь.

Бионика, вы, наверное, помните — это раздел науки, изучающей возможности использования в технике принципов, которыми одарила природа живые организмы. После первого всплеска в 70-е годы прошлого столетия бионика на некоторое время оставалась в тени, но сейчас в связи с развитием нанотехнологий, можно ждать новых достижений в этой области. Во всяком случае, группе исследователей из Австралийского национального университета совместно с сотрудниками НАСА, занимающимися созданием летательных аппаратов нового поколения, наконец-таки удалось раскрыть тайну полета пчелы. Более того, они сумели скопировать технику полета насекомого, создав робот-махолет. Как показали испытания, беспилотный «микролет», оснащенный современной видеоаппаратурой, можно использовать для сбора разведданных во время боевых действий.

А боевой робот размером не более шершня, созданный в Израиле, кроме разведки, способен неотступно преследовать цель в любых практически условиях и даже наносить точечные удары. На испытаниях такие «наношершни» уверенно обнаруживали тщательно замаскированные ракетные пусковые установки «террористов» и выводили их из строя.

В этом выпуске Патентного бюро мы расскажем о кислородном приборе для работы под водой Натальи Радецкойиз Москвы и о способе борьбы с лесными пожарами Александра Шестаковаиз г. Заринска Алтайского края.

ГДЕ БРАТЬ КИСЛОРОД ВОДОЛАЗУ?

Человеку, как известно, достаточно 100 граммов кислорода в час. Они содержатся в 360 л воздуха при атмосферном давлении. Если сжать воздух до давления 200 атмосфер, то весь этот немалый объем уменьшится до 1,8 л. Такими баллонами пользуются обычно любители подводного плавания. Боевые пловцы применяют специальные приборы, где кислород получается в результате химических реакций выдыхаемого человеком углекислого газа и особого вещества, например, гидрида лития.

Но не странно ли, размышляет восьмиклассница Наташа Радецкая из Москвы, мы применяем всевозможные ухищрения, а кислорода достаточно и в самой воде. Ведь каждый ее литр содержит почти 900 г кислорода! Правда, он химически связан с атомами водорода, но не беда! Если пропускать через воду постоянный ток, то на аноде будет выделяться кислород.

Вот и предлагает Наталья на этом принципе сделать небольшой аппарат, вырабатывающий для водолаза кислород прямо из воды. А энергию он получит от аккумулятора.

Идея кажется многообещающей. Однако прежде чем браться за ее осуществление, заглянем в справочники и сделаем несложные расчеты.

В промышленных установках для электролиза воды, согласно справочникам, расходуется 12 кВт/ч электроэнергии на каждый кубометр получаемого кислорода. Это значит, что для получения 100 г кислорода требуется около 0,9 кВт/ч. Откуда их взять под водой?

Обычные свинцовые аккумуляторы дают не более 0,036 кВт/ч на кг своего веса. Получается, что на час работы нужна батарея весом в 25 кг. Многовато! С таким грузом нырнешь — и не вынырнешь.

Можно применить аккумуляторы серебряно-цинковые, при этом вес батареи снизится до 5–6 кг. Но и это немало. Получается, что судьба изобретения всецело зависит от веса аккумуляторов, а они сегодня весьма тяжелы.

Кислородный прибор Натальи Радецкой. В красной коробочке на груди водолаза происходит электролиз воды. Кислород по шлангу направляется для дыхания, а ненужный для дыхания водород выбрасывается наружу. Электричество поступает от батареи на спине водолаза.

Однако… Откроем маленький секрет: в справочниках приводится величина расхода энергии не только на получение чистого газа, но еще и на дистилляцию воды, в которой содержатся различные соли. Это увеличивает расход энергии на 40–50 %.

Зная об этом, в электролизер своего кислородного прибора Наталья предлагает наливать на берегу уже дистиллированную воду. Аккумуляторы же будут соединяться с электролизером напрямую. Поэтому, как полагает Наташа, затраты энергии на получение кислорода в ее приборе могут быть почти вдвое ниже, чем в промышленности, а потому и вес батареи снизится до вполне приемлемых величин. Более того, кислородный прибор можно заключить в корпус из пенопласта, это сделает его под водой еще легче.

Учтем, что и сами аккумуляторы развиваются. Уже есть опытные образцы, вес которых в 1,5–2 раза меньше, чем у традиционных. Все это дает нам основание полагать, что электрохимическое устройство, получающее кислород для дыхания пловца из воды, вполне реально. Поэтому Экспертный совет и принял решение выдать на него Наталье Радецкой авторское свидетельство ПБ.

ДЛЯ СПАСЕНИЯ ЛЕСОВ

Лесные пожары порой принимают такие масштабы, что к борьбе с ними широко привлекается авиация. Специальные самолеты и вертолеты садятся на реке или на озере, быстро заправляются водой и выливают ее на горящий лес.

Если пожар происходит недалеко от водоема, то одна машина, совершая десятки рейсов, способна доставить сотни тонн воды за час. Но все-таки порой и этого мало: огонь захватывает новые территории, доставка воды затрудняется, и пожары бушуют месяцами.

Александр Шестаков из г. Заринска Алтайского края разработал под руководством своего учителя Сергея Павловича Лунина оригинальную систему тушения лесных пожаров для тех случаев, когда они происходят недалеко от реки, и назвал ее «противопожарным комплексом».

По существу, это система из множества вертолетов и дирижаблей, соединенных в единое целое при помощи легких мостовых ферм. По этим фермам проложены трубы для подачи воды. В начале такого водовода в реку или озеро вертолет опускает мощную насосную станцию, а основную заботу по удержанию в воздухе ферм и труб водовода берут на себя дирижабли. Такая система, как полагают ее авторы, сможет быстро подать к очагу пожара огромное количество воды. После этого мостовые фермы складываются гармошкой и отправляются на хранение либо перебрасываются на новое место.

В принципе противопожарный комплекс Александра мог бы оказаться полезен, но есть много причин, затрудняющих его создание.