Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2015 № 07

Чтобы достичь второй космической скорости (11 км/с), вес топлива, баков и корпуса ракеты на керосине и жидком кислороде должен составлять более 99 % ее стартового веса. Таким образом, на долю полезного груза приходится лишь сотая часть. Это связано с недостаточно большой скоростью истечения продуктов сгорания, около 3 400 м/с. Если же взять ЭРД со скоростью истечения 25–30 км/с, то вес полезной нагрузки может увеличиться в 20 раз! Для полета на Марс требуется скорость 30 км/с. И здесь без ЭРД не обойтись.

ЭРД конструкции В. П. Глушко.

Проект полета к Марсу на ЭРД, разработанный в 1969 году.

Тогда вопрос: почему же мы сегодня не гуляем по Марсу, коли необходимый для этого двигатель существовал еще в 1932 году? Причин много. Вот хотя бы некоторые. ЭРД способен работать только в пустоте космического пространства. В обычной лаборатории вытекающая из него струя испарившегося металла смешивалась с воздухом и теряла скорость. Так, что даже тягу двигателя нельзя было достоверно измерить. Лет через 20 подобные двигатели стали испытывать в специальных, очень дорогих вакуумных камерах.

Оказалось, что тяга подобных двигателей очень мала. Ее недостаточно даже для отрыва (только лишь двигателя!) от земли. Тогда зачем же они нужны? Они нужны для «неторопливого», длительного разгона в невесомости. Смотрите! Если на тело массой 1 кг длительно действует сила 0,01 н (1 г), то через 28 часов оно приобретет скорость артиллерийского снаряда — 1 км/с, через 32 дня — 8 км/с (это первая космическая скорость), через 4 месяца — 30 км/с (третья космическая скорость), позволяющую лететь на Марс или вообще покинуть Солнечную систему. При этом для того, чтобы за

4 месяца набрать скорость 30 км/с, двигатель должен потреблять мощность… 300 Вт. Не так много, в 3 раза меньше мощности утюга! Но у утюга есть розетка, а где взять розетку в космосе?

В качестве источника энергии для ракеты, оснащенной ЭРД, В. П. Глушко предложил использовать фотоэлементы. Ракета, оснащенная такими двигателями, самостоятельно выйти в космос не может. Для старта должен применяться другой двигатель. Но после выхода в космическое пространство «солнечная» ракета, оснащенная ЭРД, могла бы за несколько суток набрать такую скорость, которая недоступна для ракет любых других типов. Подобная схема полета на Марс ныне рассматривается в российском проекте высадки космонавтов на Красную планету.

КРУПНЕЙШИЙ В МИРЕспиральный эскалатор запустили японские инженеры. Такие эскалаторы встречаются довольно редко ввиду их сложности. А конструкция, возведенная в торговом центре New World Daimaru Department Store, вообще поражает воображение — дюжина изогнутых эскалаторов образует две огромные винтовые лестницы в центральном атриуме.

Японская компания Mitsubishi Electric является единственным в мире производителем спиральных эскалаторов. Ее инженеры впервые разработали спиральный эскалатор еще в 1985 году и с тех пор выполнили 103 заказа по всему миру, самым крупным из которых стал проект для Шанхая.

Плавность хода достигнута посредством специально разработанных цепей, которые могут реагировать на разные углы движения, а направляющие ступеней и поручней сделаны с применением специальных технологий для достижения оптимальной гибкости.

САМЫЙ БОЛЬШОЙ АВТОКЛАВв мире создан в Японии. Он предназначен для изготовления деталей пассажирских авиалайнеров. Изготовила это уникальное оборудование промышленная корпорация Kawasaki Heavy Industries Ltd.

Автоклав представляет собой печь цилиндрической формы длиной 30 и диаметром 9 м, которая позволяет проводить обработку деталей из композита при температуре в 190 °C и давлении в 270 килопаскалей.

Как ожидается, новый автоклав будет установлен на заводе в городе Ятоми (префектура Айти), где его используют для изготовления деталей авиалайнера Boeing-787 Dreamliner.

ВОЛЕЙБОЛЕН ИЗ СЕМЕЙСТВА БАКИБОЛЛОВ.Кристаллическая решетка таких материалов сформирована в виде полой сферы. Основным и самым распространенным бакиболлом является фуллерен С60 — молекула, состоящая из 60 атомов углерода, имеющая форму футбольного мяча, состоящего из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников.

Но, проводя исследования в этом направлении, ученые уже синтезировали молекулы фуллеренов, насчитывающие по 72, 76, 84 и даже 100 атомов углерода. А не так давно химики начали экспериментировать, заменяя в молекулах фуллеренов некоторые атомы углерода другими химическими элементами.

В итоге Джинг Ван из Хэбэйского университета (Китай) и несколько его коллег создали пока теоретическую модель еще одного экзотического представителя семейства бакиболлов. Используя методы компьютерного моделирования, китайские ученые построили модель молекулы фуллерена, состоящей из 60 атомов углерода и 20 атомов скандия, и определили некоторые из ее основных свойств.

Эта молекула состоит из 6 однотипных обособленных областей, состоящих из 8 атомов скандия и 10 атомов углерода, соединенных друг с другом по образцу, который используется для сшивки волейбольных мячей. Отсюда новое вещество и получило свое название — волейболен (Volleyballene).

Расчеты указывают на то, что волейболен является самой устойчивой из молекул веществ, имеющих химическую формулу Sc 20C 60. Он должен сохранять свою форму и стабильность вплоть до температуры в 727 °C.

Теперь ученые принялись за подготовку методов синтеза таких молекул. Они надеются, что волейболену найдется применение в самых разных областях науки и техники.

ПОРТРЕТ КОРАБЛЯс точки зрения птицы — так охарактеризовал свой новый цикл фотографий американский фотограф Джеффри Мильштейн. Он 14 лет снимал летящие самолеты с земли, а теперь решил заняться прямо противоположным делом: его новый проект состоит из фотографий кораблей, сделанных с воздуха. Фотограф попытался запечатлеть каждую деталь гигантских пассажирских лайнеров — поля для гольфа, танцполы, баскетбольные площадки и разнообразные бассейны.

ПОЛУЧЕН ЛУЧ ЗВУКА?Ученые из Мэриленда (США) продемонстрировали возможность управления многочастотным режимом работы акустического лазера, пишет журнал Physical Review Letters.

Сазер — акустический лазер — представляет собой усилитель звуковых колебаний определенной частоты.

Принцип работы сазера напоминает работу лазера. Изменение частоты фотонов сопровождается генерацией фононов. Направленные пучки фононов от акустических лазеров могут найти применение как переключатели в некоторых электрических схемах и для исследования трехмерной структуры твердых тел.