Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2003 № 01

Сколько угля, различных руд, природного камня за многие века добыто на земле, не скажет никто. Специалисты осторожно называют — несколько сотен кубических километров! Представляете?

А ведь уголь, руду и камень брали не только с поверхности, но по большей части извлекали из земных недр. И как следствие своей хозяйственной деятельности оставили там шахты, штреки и стволы, пронизывающие толщу на многие сотни километров. Под тяжестью грунта вышележащие слои постепенно оседают. Почти без последствий это происходит в малообжитых местах. Другое дело — в городах, под крупными промышленными предприятиями или стратегическими объектами.

По мнению Леонида Пискуна из Гукова, выход один. Надо заполнить рукотворные пустоты твердой массой. И на этот счет у юного изобретателя есть необычное решение.

Гуково — город, расположенный в Ростовской области, в недрах которого десятки лет добывают уголь. Просадка грунта нередко приводит в этих местах к разрушению жилых домов и промышленных зданий. Вот и предлагает Леонид, не откладывая на потом, уже сегодня начать заполнять пустоты промышленными и бытовыми отходами. Но это еще не все.

За счет ускоренного разложения органических продуктов будет производиться их обеззараживание, выделяться метан.

Впрочем, расскажем обо всей этой необычной технологии подробнее.

В штольню заброшенной угольной шахты или иной горной выработки закладывается трубопровод с перфорированными стенками. Затем с помощью шахтного подъемно-транспортного оборудования, начиная с дальнего конца, в штрек последовательно загоняют твердые промышленные и бытовые отходы. При закладке твердых отходов в них предусматривают горизонтальные продухи для свободной циркуляции воздуха. А бытовыми отходами полости заполняют так, чтобы сверху оставалось свободное пространство.

По завершению всех подготовительных работ через перфорированный трубопровод в штрек закачивают жидкие бытовые отходы. Они способствуют биологическому разложению органики бытовых и промышленных отходов. Метан, получающийся в процессе разложения, отсасывают насосами наверх и подают в горелки парового котла. Вырабатываемое тепло направляют в город. Чтобы ускорить разложение отходов, некоторую часть тепла можно направить обратно в штрек.

Если заброшена не только шахта, но и шахтерский поселок и ни метан, ни тепло никому не нужны, выходы из штолен на поверхность закупоривают, предварительно закачав в горную выработку какой-либо полимерный пенообразующий состав. Пена обволакивает отходы и застывает. Это исключит заражение грунтовых вод продуктами разложения.

Какие же выгоды сулит предложение юного изобретателя? Их несколько. Хранение коммунальных и промышленных отходов будет протекать без вредных выбросов в окружающую среду и без необходимости создания защитных зон. Получаемое тепло можно использовать в зимнее время для отопления домов, крупных тепличных хозяйств. Освободятся значительные площади, используемые ныне под свалки, мусороперерабатывающие предприятия и станции очистки канализационных стоков.

Выпуск ПБ подготовили В.РОТОВи В.ГУБАНОВ

Долгое время роль принтера выполняла электрическая пишущая машинка. Изобретатели потратили немало остроумия, чтобы заставить ее печатать достаточно быстро и разными шрифтами. Но проблемы оставались. Письмо некоторых стран состоит из сотен и тысяч знаков, например, для Китая или Японии создать пишущую машинку вообще невозможно.

Помогло появившееся у компьютера «умение» быстро и ловко рисовать: задачу по выведению всех видов информации на бумагу возложили на рисующие устройства. Мы как бы вернулись на новом уровне в эпоху рукописных книг. Только пишет их теперь компьютер. Как?

Есть несколько способов переноса изображения на бумагу. Первый, самый простой, — матричная печать. В головке принтера стоят якоря которых соединены с подвижными иголками. Когда на электромагнит подается импульс тока, иголка выдвигается, прижимает красящую ленту к бумаге, и на ней появляется точка. Из этих точек и формируется изображение. Такой принцип печати позволяет получать любые знаки, вплоть до иероглифов. Однако качество изображения невысокое.

Во всех отношениях матричные принтеры отстали от устройств, основанных на других принципах — лазерных и струйных принтеров. Они тоже строят изображение по точкам, но точки эти очень невелики. На одном квадратном дюйме (25,4x25,4мм) горою укладывается 300 строк по 300 точек в строке.

Начнем со струйной печати. Она существует в двух вариантах технологии: термо- и пьезоэлектрическая. В термотехнологии (рис. 1) резистор, получив импульс тока, мгновенно нагревает до кипения чернила, находящиеся в небольшой камере.

Образуется пузырек пара, который выбрасывает из сопла крохотную каплю чернил. После разрушения пузырька и выброса капли силы поверхностного натяжения жидкости втягивают в сопло новую порцию чернил. Головки принтеров, работающих на этом принципе, делают так же, как и резисторы микросхем. Именно поэтому их стоимость очень низка.

Но они не рассчитаны на долгий срок службы. Сколько миллионов точек печатает эта головка, столько миллионов раз происходит нагрев и охлаждение термоэлемента. Частые смены температуры приводят к разрушению резистора и всех окружающих элементов. Поэтому головку делают частью картриджа. При выходе ее из строя заменяют весь картридж. Но в последнее время термотехнологию, хотя она и дешева, применяют все реже.

В пьезотехнологии микрокапля вылетает из сопла под действием удара пьезоэлемента. « Piezo » в переводе с греческого — «давлю, сжимаю». Есть вещества, пьезоэлектрики, которые сжимаются под действием приложенного к ним электрического напряжения. Их здесь и используют (рис. 2).

В головках струйных принтеров стоят очень тонкие трубочки, изготовленные из таких материалов. При подаче электрического импульса они могут сжиматься и разжиматься, прокачивая чернила.

Пьезоэлектрическая печатающая головка — это не микросхема, а элемент точной механики, детальки которого сопоставимы по размерам с подковками, которыми Левша подковал блоху. Стоимость этой головки может составлять треть стоимости принтера. Отремонтировать ее нельзя, можно только заменить. Но при правильной эксплуатации она служит годами.