(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Военные самолёты-невидимки

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 14-11-2013

Метки: , ,

Эта небольшая заметка посвящена всего двум моделям военных самолётов, выпускающихся в США. Ни дат, ни цифр мы приводить не станем, поскольку эти самолёты стоят на вооружении американских военно-воздушных сил, а связанные с ними разработки засекречены. Речь идёт о самом дорогом в мире бомбардировщике B-2 Sprint и истребителе-бомбардировщике F-117A. Сравнительно небольшие по размерам, нетрадиционной клиновидной формы, летающие на дозвуковых скоростях, эти самолёты совершенны и являются средоточием современных технологий.

Почему «невидимки»? Строго говоря, эти самолёты не невидимы – их можно увидеть даже невооружённым глазом, если, конечно, эти самолёты летят на большой высоте. Но визуальное обнаружение в современной войне ничего не даёт. Если самолёт виден, то его уже не достать ни ракетой, ни зенитным орудием. Любая система противовоздушной обороны для обнаружения самолётов противника использует радары. А любой самолёт отражает своими металлическими поверхностями крыльев и фюзеляжа электромагнитные волны, излучаемые антенной радара. Кроме того, в системах ПВО используются зенитные ракеты с автоматическим наведением на цель по тепловому излучению двигателя. Вырывающиеся из сопел турбореактивных двигателей струи отработавшего газа имеют большую температуру. Тепловые датчики ракеты улавливают это излучение и корректируют курс её полёта. Поскольку скорость ракеты очень велика, а система управления очень чувствительна, уйти от поражения весьма непросто. Но американские самолёты-невидимки для зенитных ракет неуязвимы.

Единственный случай, когда самолёт-невидимка F-117A был сбит силами ПВО, случился в Югославии в 1999 году в ходе Косовского конфликта. Но и в этом случае самолёт был сбит не столько потому, что был обнаружен радарами сербской противовоздушной обороны, сколько из-за того, что летел на небольшой высоте и не смог увернуться от зенитной ракеты.

«Невидимость» самолётов обеспечена целым комплексом технологий, подробности которых, конечно, пока неизвестны. В этот комплекс входит и стреловидная форма самолёта, и необычная система управления (хвостовое оперение, практически, отсутствует). В результате самолёт пронизывает толщу воздуха, не оставляя за собой турбулентного потока. Особым образом сконструированы воздухозаборные и выхлопные окна двигателей. Вероятно, и сами двигатели имеют особую конструкцию, снижающую температуру отработанных газов. Кроме того, все поверхности самолётов имеют особой покрытие, поглощающее радарные импульсы. Применение самолётов-невидимок в военных действиях в Югославии в 1999 году выявило и недостатки этого секретного покрытия, которое оказалось подвержено воздействию сырости. В плохую погоду эти самолёты частично теряют свои свойства (чем, возможно, и объясняется удача сербских зенитчиков, что нисколько не умаляет их военного искусства).

Конечно, о полной «невидимости» и речи быть не может. Комплекс мер лишь снижает вероятность раннего обнаружения самолётов радарами ПВО и увеличивает шансы на выживание в зоне поражения зенитными ракетами. Но всё же оба самолёта считаются едва ли ни самыми совершенными на сегодняшний день – с учётом возможных военных применений (то есть машины эти далеко не универсальны).

Что же это за самолёты? Дальний бомбардировщик B-2 Sprint стал самым дорогим самолётом в истории. Его стоимость составляет 2,2 миллиарда долларов. Управляется самолёт экипажем из 2 человек. Бомбардировщик B-2 летает с дозвуковой скоростью, но обладает, практически, неограниченной дальностью полёта. Он способен облететь Землю всего с одной дозаправкой в воздухе. В ходе упомянутого военного конфликта эти самолёты взлетали с авиабазы в Миссури, наносили удары по Сербии и Косово, а затем возвращались на свою базу.

Второй самолёт F-117A считается истребителем, но на самом деле это бомбардировщик, вооружённый две тысячекилограммовые бомбы с лазерным наведением на цель. Самолёт имеет небольшие размеры, управляется одним пилотом и тоже летает на дозвуковой скорости. Обычно F-117A применяется в начале боевых действия для нанесения точечных ударов с воздуха по наиболее важным и наиболее труднодоступным военным объектам противника. Этот самолёт не может взлетать и приземляться на авианосцы, но тоже обладает неограниченной дальностью полёта, поскольку допускает дозаправку в воздухе.

Количество дальних бомбардировщиков B-2 Sprint неизвестно (оно невелико, если учитывать заоблачную стоимость каждого самолёта). Но точно известно, что в начале войны в Персидском заливе (против Ирака) в боевых вылетах принимало участие 1900 военных самолётов сил коалиции, 36 из которых были марки F-117A.

Вот и всё, что мы знаем об этих необычных самолётах. Более детальная информация для широкого доступа скрыта, но всё же кое-что можно найти в технических или военных периодических изданиях. Нам же остаётся философски сказать – эти бы знания, технологии и деньги, да в мирных целях… Впрочем, любые военные разработки ведутся, прежде всего, во имя мира. Это один из парадоксов устройства человеческого сообщества, который с развитием истории становится всё более поразительным.

Расцвет и закат сверхзвуковой пассажирской авиации

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 13-11-2013

Метки: , , , ,

Эпоха сверхзвуковой пассажирской авиации началась 28 ноября 1962 года, когда Великобритания и Франция подписали договор о совместной работе над созданием скоростного авиалайнера. У европейских авиастроителей было несколько задач. Первая – сократить время дальних перелётов за счёт увеличения скорости полёта, и тем самым сделать пассажирские авиаперевозки более привлекательными. Сверхзвуковая скорость позволяет сократить время перелёта через Атлантику или Тихий океан (из Европы в Америку или Австралию) более чем на треть. Вместо восьми часов трансатлантический перелёт занимал бы около шести или даже четырёх часов. Вторая задача – закрепиться на рынке пассажирских авиалайнеров, который почти целиком был занят американскими компаниями (особенно европейцев беспокоил «Боинг», который всё чаще закупался авиакомпаниями в качестве основного пассажирского самолёта для дальних рейсов). Наконец, сверхзвуковая авиация представлялась естественным путём развития пассажирской авиации вообще. Рост скорости, рост дальности – всё это должно было и упростить, и удешевить эксплуатацию самолётов, и увеличить количество рейсов.

Но сбылось далеко не все ожидания. Да, полёты стали занимать меньше времени, но затраты на разработку и строительство сверхзвуковых самолётов так и не окупились, а эксплуатация «Конкордов», мы говорим, прежде всего, об этих самолётах, приносила слишком мало прибыли компаниям-владельцам.

Но вернёмся к истории. Одновременно с европейским консорциумом за разработку сверхзвукового лайнера взялись американские и советские конструкторы. Результаты этого соревнования были весьма различны. Европейцы, в конце концов, преуспели, причём, советский лайнер «Ту-144» на два месяца  опередил появление первого «Конкорда». А вот у американцев так ничего и не получилось. Проект «USA Supersonic» компании «Боинг», на который было затрачено 400 миллионов долларов, дошёл до стадии создания деревянной модели и в 1971 году был закрыт, как бесперспективный. Забегая вперёд, заметим, что во многом специалисты «Боинга» оказались правы.

В СССР создание сверхзвукового лайнера началось на год позже европейцев. Над проектом работало КБ Андрея Николаевича Туполева (годы жизни 1888-1972). Главным конструктором самолёта стал сын Андрея Николаевича Алексей Андреевич Туполев. Испытания опытных моделей в аэродинамической трубе позволили выбрать оптимальную форму крыльев и фюзеляжа самолёта. При этом французские и английские конструкторы пришли к тем же самым формам, что и советские специалисты. Но поскольку «Конкорд» считался более совершенным творением, о «Ту-144» всегда говорили, как об аналоге европейского лайнера, намекая на копирование его советскими конструкторами. Была ли здесь доля истины, сегодня сказать трудно. Однако факт остаётся фактом, первым в воздух поднялся «Ту-144». Это произошло 31 декабря 1968 года, спустя пять лет после начала проекта. Европейский «Конкорд» совершил свой первый полёт лишь в начале 1969 года.

Дело шло к коммерческому использованию нового советского самолёта на внутренних и международных линиях. Но 3 июня 1973 года произошла катастрофа, унесшая жизнь экипажа самолёта и подорвавшая репутацию сверхзвукового лайнера. Трагические события разворачивались на международном авиасалоне в парижском предместье Ле-Бурже. «Ту-144» совершал демонстрационный полёт. Истинные причины катастрофы установлены так и не были, но наиболее вероятной версией (по мнению специалистов) является та, в которой виновником стал пилот французского истребителя «Мираж», совершавшего сопровождение «Ту-144». В определённый момент истребитель пересёк курс лайнера и командир советского самолёта, пытаясь избежать столкновения, ввёл огромный самолёт в пике, из которого «Ту-144» уже не вышел. Лайнер рухнул на окраину селения Гусенвиль и взорвался. Погибли восемь членов экипажа и девять жителей Гусенвиля. Ещё 60 человек получили ранения.

Путь на международные линии нашему самолёту был закрыт, не сложилось и с внутренними рейсами. Но причиной была не только катастрофа 1973 года, но и некоторые особенности эксплуатации самолёте. Дело в том, что сверхзвуковой самолёт, преодолевающий звуковой барьер, издаёт весьма ощутимый хлопок. Но самолёт, который мог приземляться не на любом аэродроме, летал из Москвы в города Средней Азии (в частности, в Алма-Ату). И момент преодоления звукового барьера приходился на густонаселённые районы. Использовать самолёт на дозвуковых скоростях было экономически не выгодно. Точку в истории самолёта поставила вторая катастрофа, во время которой самолёт удалось посадить, но двое членов экипажа погибли в ходе эвакуации с лайнера. «Ту-144» был выведен из коммерческой эксплуатации в 1977 году. После этого он ещё некоторое время использовался в качестве летающей лаборатории, но на пассажирских линиях уже не использовался никогда.

Детищу французской компании «Аэроспасьяль» и английской «Бритиш эйркрафт корпорейшн» — сверхзвуковому лайнеру «Конкорд» — повезло больше. Это был отличный комфортабельный самолёт, оснащённый четырьмя турбореактивными двигателями «Олимпус-593», изготовленных компании «Роллс-Ройс». Самолёт летал с крейсерской скоростью в 1300 километров в час, перевозил от 100 до 144 пассажиров (в зависимости от модификации). В начале 1969 года начались испытания новой машины. В ходе 45-го полёта лайнер преодолел звуковой барьер. А в августе 1995 года, после многолетней эксплуатации, на «Конкорде» был поставлен рекорд скорости облёта Земли. Нашу планету этот самолёт облетел за 31 час 29 минут и 49 секунд.

В 1976 году начались коммерческие полёты «Конкорда». Всего было построено двадцать самолётов, тринадцать из которых до 2000 года эксплуатировались на коммерческих авиалиниях — семь в Англии и шесть во Франции. Полёт на «Конкорде» обходился пассажирам в 3,5 тысячи долларов и оказался весьма дорогим удовольствием. По экономическим причинам авиакомпаниям пришлось свернуть все рейсы, оставив только один – ежедневный из Парижа в Нью-Йорк.

25 июля 2000 года самолёт «Конкорд» бортовой номер BTSC-3 должен был совершить чартерный рейс из Парижа в Нью-Йорк. На борту находились 113 человек, включая и членов экипажа. Этот рейс зафрахтовала немецкая туристическая фирма «Петер Дайлман» для доставки в Нью-Йорк группы граждан Германии, которых в Америке ожидал двухнедельный круиз. Так что 96 человек, поднявшихся в тот день на борт «Конкорда», были немецкими туристами.

За полчаса до взлёта командиру экипажа, опытному пилоту, налетавшему на этом самолёте более 10 тысяч часов, сообщили, что неисправна реверсная заслонка одного из двигателей. В принципе, ничего страшного не было, самолёт вполне мог совершить рейс и без этой детали. Но командир, зная, что самолёт загружен по максимуму, потребовал проведения ремонта. Аэродромные специалисты в спешке заменили заслонку. И в 16 часов 42 минуты по местному времени «Конкорд» начал взлёт. Уже разгоняя самолёт, командир получил сообщение от диспетчера, что один из двигателей объят пламенем. Но точка возврата была уже пройдена. Оставалось только взлететь и приземлиться в Ле-Бурже, находившемся всего в десятке километров. Но через две минуты объятый пламенем лайнер рухнул на гостиницу, расположенную на окраине городка Гонес в трёх километрах к юго-западу от аэропорта. В последние секунды жизни пилоты увели самолёт от центра населённого пункта, избежав гибели людей на земле. Но все, кто находился на борту «Конкорда», погибли. По чудовищному совпадению эта катастрофа произошла в нескольких километрах от Гусенвиля, где погиб советский «Ту-144»… Причиной катастрофы было признано повреждение покрышки шасси, которое и привело к повреждению топливного бака и возгоранию горючего.

Так погиб самый старый из «Конкордов», самолёт, считавшийся очень надёжным (у «Конкордов» до этой катастрофы была репутация самых надёжных самолетов в мире) и имевший по принятой у французских пилотов традиции собственное имя – «Танго Сьерра Чарли» (по буквам бортового номера). Свой первый полёт он совершил 31 января 1975 года. На этом самолёте в мае 1989 года римский папа Иоанн Павел II совершил перелёт с французского острова Реюньон в столицу Замбии город Лусаку.

Последний «Конкорд» поднялся в небо в 2003 году. На этом история этих скоростных лайнеров завершилась. Перевезя по воздуху более 3 миллионов человек, потерпев лишь одну (но какую!) катастрофу, эти самолёты не принесли большой прибыли своим владельцам. Быстрые, но не экономичные, не очень удобные по сравнению с современными «аэробусами» (в салоне «Конкорда» было несколько тесно) и дорогие для пассажиров, эти самолёты остались легендой ушедшего столетия. Придут ли им на смену другие сверхзвуковые пассажирские лайнеры? Кто знает… Разработки в этом направлении ведутся, но ни одна авиастроительная компания мира пока не объявляет о желании построить подобный самолёт. Возможно, когда-нибудь это всё же случиться.

Первые шаги по Луне

Рубрика: (Истории успеха) | Автор: moderator | Дата: 29-10-2013

Метки: , , , ,

Этого события ждали несколько лет. В него верили и не верили. Столь фантастичной выглядела задача, поставленная перед учёными, конструкторами и астронавтами – «совершить посадку на Луну и вернуться на Землю». И всё-таки 16 июля 1969 года в 13 часов 32 минуты по Гринвичу с мыса Канаверал во Флориде стартовал космический корабль «Аполлон 11». На борту был экипаж из трёх человек – Нила Армстронга, командира корабля, Майкла Коллинза, пилота командного модуля, и Эдвина Олдрина, пилота лунного модуля. 20 июля в 20 часов 17 секунд 42 секунды по Гринвичу лунный модуль, на борту которого находились Армстронг и Олдрин, прилунился в области Моря Спокойствия. 21 июля в 2 часа 56 минут 20 секунд человек впервые ступил на поверхность другой планеты. Этим человеком был Нейл Армстронг.

Весть о первых шагах человека по Луне облетела весь мир. Новость эта была настолько удивительной, что в лунный полёт некоторые скептики не верят до сих пор. У нас не было даже электронных часов, не говоря о персональных компьютерах или оптических методах записи цифровой информации. Уровень технологий вроде бы не позволял совершить столь сложное и опасное путешествие. Но именно – «вроде бы». Посадка на Луну исторический факт. И не просто посадка, а шесть лунных экспедиций, в ходе которых на Землю доставлено 380 кг лунного грунта.

Сразу возникает вопрос – почему именно американцы? Почему не мы? Ответ на этот вопрос достаточно сложен. Причина и в том, что на свете уже не было Сергея Павловича Королёва, человека необыкновенной энергии и «пробивной силы». Проживи он ещё года три, неизвестно кто бы шагнул на Луну первым. Но не стоит сбрасывать со счетов и огромный экономический потенциал Соединённых Штатов. На лунную программу США было выделено 25 миллиардов долларов – невообразимая по тем временам сумма. А в СССР на лунные исследования было выделено всего 4 миллиарда. Но и эти деньги легли тяжёлым бременем на экономику нашей страны. Практического значения высадка человека на Луну не представляла – исследования попросту бы не окупились. Но не будем забывать значение научное и политическое. Посадка на Луну дала мощный толчок самым смелым проектам. Именно в то далёкое время возникла идея пилотируемого полёта на Марс и запуск автоматических зондов к Марсу, Венере и более отдалённым планетам Солнечной системы.

Лунная программа США началась с запусков космических кораблей серии «Аполлон» с целью отработки выхода на окололунную орбиту и приёмов дальних полётов, сближения с нашим естественным спутником, изучения лунной поверхности. В этой серии были и ужасные катастрофы (гибель «Аполлона 1»), и драматические моменты (авария «Аполлона 13»). Датой отсчета можно считать почти 11-суточный полет корабля «Аполлон 7» (по-английски «Apollo 7»), стартовавшего 11 октября 1968 года с экипажем в составе Уолтера Ширра, Донна Эйсела и Уолтера Каннингэма. Это был первый трёхместный американский корабль. А сам полёт примечателен тем, что во время него велась прямая телепередача из космоса.

Следующий шаг – полёт «Аполлона 8» 21 декабря 1968 года (длительность 6 суток 3 часа). На борту корабля были Фрэнк Борман, Джеймс Ловелл и Уильям Андерс. Корабль впервые был выведен на окололунную орбиту, и на Землю была передана телевизионная картинка видов лунной поверхности. Кроме того, в ходе полёта была испытана ракета-носитель «Сатурн 5», которая затем применялась для вывода на орбиту лунных кораблей серии «Аполлон».

3 марта 1969 года состоялся 10-суточный полёт «Аполлона 9» под управлением Джеймса Макдивитта, Дэвида Скотта и Рассела Швейкарта. В ходе полёта прошли испытания на околоземной орбите лунного модуля, а Рассел Швейкарт в течение 56 минут испытывал лунный скафандр, выйдя в открытый космос.

Последний «предлунный полёт» состоялся 18 мая 1969 года. Это был 8 суточный полёт «Аполлона 10». На борту корабля находились Томас Стаффорд, Джон Янг и Юджин Сернан. В этом полёте лунный модуль испытывался уже на окололунной орбите. И корабль совершил снижение к поверхности Луны на расстояние в 15 километров.

До высадки на Луну оставался один шаг. Им и стал полёт «Аполлона 11», в ходе которого американские астронавты провели на Луне 21 час 36 минут… Но это был далеко не единственный полет на Луну! Шесть последующих экспедиций не всегда были удачными, но тем значимей подвиг американских астронавтов.

«Аполлон 12» вылетел к Луне 14 ноября 1969 года. На борту были Чарльз Конрад, Ричард Гордон и Алан Бин. На Луну высадились Конрад и Бин, которые пробыли на планете 31 час 31 минуту, из которых в течение 465 минут (два выхода) находились вне корабля.

Настоящей драмой обернулся полёт следующей лунной экспедиции – «Аполлона 13». 11 апреля 1970 года Джеймс Ловелл, Джон Суиджерт и Фред Хейс направились к Луне, но уже приблизившись к естественному спутнику Земли, пережили взрыв кислородного баллона на борту корабля. Высадка была отменена, но встал вопрос – как спасти экипаж. На повреждённом корабле астронавты вернулись на орбиту Земли и благополучно приземлились. Это был первый в истории случай спасения экипажа после серьёзной аварии в космосе.

Алан Шепард, Стюарт Руса и Эдгар Митчелл

31 января 1971 года после длительной паузы, потребовавшейся НАСА для изучения и устранения причин аварии, случившейся в ходе предыдущей экспедиции, в космос отправился «Аполлон 14». На борту находились Алан Шепард, Стюарт Руса и Эдгар Митчелл. 33 часа и 31 минуту Шепард и Митчелл находились на Луне, в том числе в течение 563 минут вне корабля – во время двух выходов на поверхность планеты.

Весьма любопытен стал полёт «Аполлона 15» с Дэвидом Скоттом, Элфридом Уорденом и Джеймсом Ирвином на борту. На луну высадились Скотт и Ирвин (один член экипажа всегда оставался на орбитальной части корабля, осуществляя координацию действий и подстраховывая двоих членов команды, спускавшихся на поверхность планеты), пробыли на Луне 66 часов 55 минут, вышли из лунного модуля три раза – в общей сложности время их пребывания вне модуля составило 18 часов 35 минут. Но самое удивительное было в том, что во время полёта астронавт Уорден совершил выход в открытый космос в течение 38 минут, находясь вне околоземной орбиты, то есть в дальнем космосе. А Скотт и Ирвин испытали «луномобиль» — электромобиль, сконструированный специально для поездок астронавтов по Луне.

16 апреля 1972 года корабль «Аполлон 16» доставил на Луну пятую экспедицию в составе Джона Янга, Томаса Маттингли и Чарльза Дьюка. Полёт длился чуть более 11 суток. Янг и Дьюк высадились на Луну, трижды выходили на поверхность планеты, проведя вне лунного модуля 20 часов 14 минут. Общее время, проведённое астронавтами на планете – 71 час 2 минуты.

Последняя в истории пилотируемая экспедиция на Луну, шестая по счёту, стартовала 7 декабря 1972 года на корабле «Аполлон 17». Корабль пилотировали Юджин Сернан, Рональд Эванс и Харрисон Шмит. На Луну высадились Сернан и Шмит, пробыв на планете 74 часа 59 минут, в том числе 22 часа 4 минуты вне лунного модуля в результате трёх выходов на лунную поверхность.

На этом американская лунная программа завершилась.

Высадка людей на Луну имела огромное научное значение. Луна, хоть и наш ближайший сосед, но всё же совершенно иной и до сих пор не до конца познанный мир. Примечателен такой факт – когда первая экспедиция вернулась на Землю, членов экипажа поместили на 21-дневный карантин, чтобы… не перенести на Землю лунные микроорганизмы! Впрочем, очень скоро учёные убедились, что жизни на Луне нет. И карантин был прерван до установленного срока.

Лунный грунт, доставленный астронавтами на Землю, стал отличным материалом для понимания происхождения Луны. (Между прочим, этот грунт доступен всем исследователям, которые предоставят НАСА веские обоснования своих изысканий). В частности, выяснилось, что лунные породы старше земных. Следовательно, Луна имеет внеземное происхождение. Это не часть нашей планеты, оторвавшаяся от неё в результате гигантской катастрофы на ранних стадиях формирования нашей планеты. Кроме того, на Луне были установлены отражатели для лазерных лучей, которые используются до сих пор для изучения ближайшей от нас планеты (луч лазера направляется с Земли на Луну, затем отражается – лазерный луч имеет очень небольшое рассеяние, всего 7 километров на поверхности Луны – и улавливается наземными станциями). В ходе этих измерений выяснилось, что Луна отдаляется от нас на 2,5 см в год.

Полетит ли когда-либо человек на Луну? Да, разумеется. Американцы уже заявили, что намерены создать на Луне постоянную промежуточную станцию (обитаемую) для запусков экспедиций к Марсу. Кроме того, Луна может стать и источником редких минералов (селена), применяемых в современной промышленности и энергетике. Пока практическая сторона использования лунных баз остаётся под вопросом. Но время расставит всё по своим местам. Совсем недавно нам казалось, что исследования Марса и Сатурна тоже не имеют практического значения. Но сегодня мы (любой пользователь персонального компьютера, пользующийся подключением к Интернету) можем послушать «голос» спутника Сатурна – малой планеты Титан. Разве это не стоит усилий лучших учёных мира?

Голос чудовищно далёкого от нас мира, в котором никто из нас не сможет никогда побывать… Сказка, ставшая былью.

Портативный транзисторный радиоприёмник

Рубрика: (Истории успеха) | Автор: moderator | Дата: 23-10-2013

Метки: , , , , ,

В конце декабря 1954 года, под самое Рождество, американская компания Regency выпустила первый в мире транзисторный радиоприёмник TR-1. Этот невзрачный по нынешним меркам и громоздкий аппарат с выходной мощностью всего в 10 милливатт (как у современных вкладных наушников) открыл целую эпоху, которую можно назвать эпохой полупроводниковой бытовой электроники. Более того, с этого радиоприёмника (хоть и косвенным образом) началось восхождение к славе другой великой компании – корпорации Sony. Об этой во многом необычной истории и будет наш рассказ.

Компания, которой к концу ХХ века предстояло стать крупнейшей электронной корпорацией мира, была основана в Токио 7 мая 1946 года двумя инженерами – Ибукой Масари, бывшим директором японской фирмы Japan Precision Instruments Company, и Акио Моритой, отец которого обеспечивал финансирование новой компании. Только что основанная фирма получила название Tokyo Telecommunication Engineering Corporation – в японском варианте «Токио цугин когё кабусики кайса». К Морите, которому в 1946 году исполнилось всего 25 лет, мы будем возвращаться неоднократно – слишком велик вклад этого человека в развитие технологий ХХ века, чтобы обойти вниманием личные заслуги и достижения сотрудников основанной им компании. Но тогда это был молодой физик, два года назад окончивший Императорский университет Осаки, полный планов и надежд. Человек очень талантливый — и как изобретатель, и как организатор. Кстати, на его долю пришлись именно организационные проблемы новой компании, а технической частью занялся Ибука Масари (кстати, этот союз двух незаурядных людей продлился полвека).

Молодая компания разместилась в разрушенном здании токийского ресторана, а её штат составлял всего 20 наёмных работников. Поначалу оба «отца-основателя» не имели ни малейшего понятия, что именно они будут выпускать (вроде бы даже подумывали торговать пирожками). Начали со всякой электротехнической мелочи – вольтметров, резонаторов, электрогрелок. Первый крупный заказ поступил от японской радиостанции NHK – на микшерский пульт, устройство для смешивания звука от разных источников. Здесь Морита впервые увидел американский магнитофон Wilcox Gay, в котором применялась не проволока, а магнитная лента. Тут же созрело решение выпустить такой же аппарат. И в 1950 году, спустя несколько лет, потраченных на технические эксперименты (прежде всего, с магнитной лентой), появился первый японский магнитофон марки G. Но аппарат получился громоздким, его вес составлял 35 кг, и очень дорогим. Сумма в 170 тысяч йен превышала среднюю месячную зарплату японцев в… 17 раз! Долго не удавалось отыскать ни одного покупателя. Наконец, поступил заказ от Верховного суда Японии – на 20 магнитофонов.

В марте 1951 года вышла следующая модель магнитофона, получившая индекс H, предназначенная для домашнего использования. Вес аппарата удалось снизить до 13 килограммов, а на корпусе появилась ручка для переноски. Выпуск следующей модели с индексом Р окончательно вывел компанию на рынок бытовой электроники.

приёмник «TR-52»

Но настоящий прорыв состоялся позже. Увлечённые идеей создания транзисторного радиоприёмника, сотрудники компании штудировали справочники по полупроводниковым транзисторам и разрабатывали схемы будущих аппаратов. Морита съездил в США, где в 1953 году купил за 25 тысяч долларов у компании Western Electric патент на транзистор. Морита знал, что в Америке вот-вот выйдет свой транзисторный радиоприёмник. Он хотел быть первым и поэтому очень торопился. Но этот этап японцы проиграли. Первый японский транзисторный радиоприёмник был выпущен только спустя шесть месяцев — в 1955 году. Первой моделью стал приёмник «TR-52». Во многом экспериментальный, этот приёмник на прилавки магазинов так и не попал. Но следующая модель «TR-55» была выпущена именно для продажи и сразу же стала популярной (несмотря на высокую стоимость).

Спустя два года, в марте 1957 года, компания выпустила первый в мире портативный транзисторный радиоприёмник «TR-63» с питанием от сменных сухих элементов. По задумке конструкторов этот приёмник должен был умещаться в кармане мужской рубашки, но он там… не умещался. Морита пошёл на хитрость и заказал партию рубашек с увеличенным нагрудным карманом. Этот приёмник продавался в Японии за 13800 йен, что равнялось средней месячной зарплате по стране. Пришлось применять рекламные ухищрения, чтобы повысить интерес сограждан к новой электронной «игрушке». Однако одним японским рынком дело не ограничилось. Компании удалось выпустить самый маленький радиоприёмник в мире, который наверняка был бы популярен и в США, на самом богатом и перспективном рынке в то время… Но как продавать приёмник, если название компании и по-японски выглядит очень громоздким? Правда, к концу пятидесятых японцы сократили название до удобоваримого (для жителя Японии, конечно) «Токио Цушин когё» или просто  «Тоцуко» — сократив слова. Но для Америки не годилось и это короткое название. И Морита углубляется в лингвистику, обложившись словарями. В результате родилось слово «Sony», как производное от латинского sonus или «звук». Так появилась корпорация «Sony Corporation», одна из величайших электронных компаний мира.

Судьба первого транзисторного радиоприёмника изобиловала самыми неожиданными препятствиями. К примеру, одна партия приёмников, поставленная в США, не выдержала жары. Пластмасса, из которой были сделаны корпуса, расплавилась. И специалисты Sony вынуждены были искать новые материалы, заодно усвоив урок. Но компания быстро росла. А продукция Sony очень скоро развеяла устойчивое мнение, что в Японии делают только некачественные товары. Сегодня, в третьем тысячелетии, спустя полвека с момента выхода первого карманного транзисторного радиоприёмника, марка «сделано в Японии» (made in Japan) является гарантией высочайшего качества. Но эту репутацию в 1957 году ещё надо было заработать… Кстати, первый карманный приёмник был настолько популярен, что скоро его стали называть просто «транзистор». Именно тогда и образовалось это упрощенное название целого класса бытовой электронной аппаратуры.

Карманный радиоприёмник Sony дал не только толчок развитию целой отрасли – электронные компании наперебой ринулись осваивать этот рынок – но и привело к ряду социальных последствий. Давайте задумаемся – чем был радиоприёмник в то время. Источником информации? Да, несомненно. Но не для всех. Стационарные ламповые модели стоили дорого и были по карману далеко не каждому покупателю. Кроме того, эти приёмники можно было слушать только в помещении или в автомобиле – если у слушателя был личный автомобиль и радио в нём. Ещё хуже дело обстояло в государствах с тоталитарными режимами. В СССР радиоприёмников выпускалось очень немного. Основная ставка была сделана на систему проводного радиовещания (кстати, уникальную, не существующую более нигде в мире). Радиоприёмник считался предметом роскоши, символом благополучия, но не только. До начала 60-х годов прошлого века купленный радиоприёмник (если его удавалось раздобыть) следовало зарегистрировать в органах государственной безопасности – словно государство заранее подозревало «радиофицированного» гражданина в шпионаже. Появление маленького и недорогого транзисторного радиоприёмника сделало эти меры излишними.

В начале 60-х годов в СССР разворачивается массовое производство транзисторных радиоприёмников. Первенцем стал выпущенный в 1961 году государственным электротехническим заводом «ВЭФ» (Рига) переносной транзисторный радиоприёмник «Спидола», который был очень популярен и в нашей стране, и за рубежом. Радио зазвучало не только в квартирах хорошо зарабатывающих граждан, в кабинетах чиновников и в салонах немногочисленных легковых автомобилей (подавляющее большинство советских граждан слушали проводные репродукторы), но и в студенческих общежитиях, в домах простых тружеников – везде, где только можно было приобрести «транзистор». Люди получили доступ к свободной и разносторонней информации, а в результате получили и возможность оценивать, анализировать, делать свои выводы, вне зависимости от государственной пропаганды.

А в западных странах широчайшее распространение транзисторных радиоприёмников привело к бурному расцвету ультракоротковолновых радиостанций (диапазона FM), прежде всего, музыкальных и развлекательных. И в наше время немногочисленные любители старой радиоаппаратуры (хотя бы те же коллекционеры старых ламповых радиоприёмников, о которых мы уже говорили) с грустью говорят, что радиопередачи в коротковолновом диапазоне уже далеко не те, что были в 50-е и 60-е годы прошлого века. Действительно, не те… Но и мир уже далеко не тот.

Роторный двигатель Феликса Ванкеля

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 22-10-2013

Метки: , , , ,

Поговорим об одном поразительном изобретении, которое в 50-е годы прошлого века обещало перевернуть всю мировую автомобильную промышленность… да так и не перевернуло. Речь о роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания или РПД. Его создал выдающийся немецкий конструктор Феликс Ванкель. В истории создания двигателей внутреннего сгорания имя Ванкеля стоит рядом с именами Николауса Отто и Рудольфа Дизеля.

Феликс Ванкель родился 13 августа 1902 года в немецком городке Лар (земля Баден-Вюртемберг) в семье лесничего Рудольфа Ванкеля и Марты Хайдлауф. Он очень рано осиротел – отец Феликса погиб во время Первой мировой войны. Матери трудно было одной поднять сына, и Феликс Ванкель, едва отучившись в гимназии, стал искать работу. В 1921 году юноша устроился в издательство, но вскоре был уволен. Пытаясь выжить, молодой Ванкель открыл в Гейдельберге небольшое дело – механическую мастерскую, которая просуществовала совсем недолго. В 1927 году к Ванкелю приходит идея роторно-поршневого двигателя. Позже он рассказывал, что РПД ему приснился – как Менделееву приснилась таблица химических элементов. Как бы там ни было, с этого момента и до конца жизни Ванкель постоянно занимался своим изобретением.

В 1929 году Ванкель получил первый патент – на двигатель «с вращающимися поршнями» (работающий по первой схеме), предъявив в бюро чертежи 1927 года. Но работающей модели ещё не существовало. Ванкель пришёл к выводу, что проект нового двигателя несовершенен. Следующая заявка на патент двигателя, уже с вращающимся ротором (работающий по второй схеме РПД Ванкеля), была подана в 1933 году, но патент получен только спустя три года. В 1934 году Ванкель построил первую работающую модель своего мотора, по первой предложенной им схеме.

В 1936 году Феликс Ванкель переселился в Линдау. Здесь он работал над золотниковым механизмом и уплотнениями своего первого двигателя. Но… его лаборатория основана на деньги, выделенные Адольфом Гитлером. Ещё в 1924 году молодой Ванкель вступил в фашистскую партию – НСДАП (а в 1932 даже полгода просидел в тюрьме), хотя спустя 8 лет вышел из её рядов. Тем не менее, до самого разгрома фашизма Ванкель работал в берлинской компании DFL, конструируя авиационные моторы для «Люфтваффе».

Сотрудничество с Гитлером, членство в фашистской партии, поражение  Германии – в результате всего этого лаборатория Ванкеля была уничтожена, сам он оказался под арестом и около года провёл в тюрьме. Только в 1951 году изобретатель смог восстановить свою лабораторию. Он предлагал свой двигатель (которого ещё не существовало в металле) разным фирмам, но нашёл единомышленника только в автомобильной компании NSU – в лице Вальтера Фройде. В феврале 1957 года Ванкель изготовил первый работающий на метаноле роторно-поршневой двигатель DKM-54 с рабочим объёмом в 125 кубических сантиметров. Это был мотор, построенный по первой схеме – «с вращающимися поршнями». В апреле того же года он запустил этот двигатель на бензине, разогнав его до 9 тысяч оборотов в минуту и добившись мощности в 15 лошадиных сил. Наибольшую мощность — 29 лошадиных сил — DKM-54 показал на скорости в 17 тысяч оборотов в минуту.

Первый роторный двигатель, построенный по второй схеме (запатентованной в 1936 году), заработал 7 июля 1958 года. Но понадобилось ещё семь лет доработок, чтобы выпустить первый в мире автомобиль с роторным двигателем — NSU Spider-54 с мотором KKM-502, выпускавшийся с 1964 по 1967 годы. В 1957 году Феликс Ванкель вместе со своим партнером Эрнстом Хютценлаубом основал собственную компанию, которая существует до сих пор. Позже Ванкель создал научно-исследовательский институт в Линдау. Свой путь немецкий изобретатель закончил 9 октября 1988 года.

Есть некая ирония судьбы в том, что главной любовью всей жизни Феликса Ванкеля был роторно-поршневой двигатель первой конструкции (той, «что с вращающимися поршнями», серии DKM), а серийно выпускались только РПД, соответствующие второй, более поздней, схеме (серии KKM). Ванкель недолюбливал KKM из-за высокого уровня вибраций, вынуждающего применять специальные противовесы, и трудностей с уплотнениями ротора. Но конструкция при этом получалась удивительно простой. Собственно, двигатели второй схемы, с вращающимся в картере треугольным ротором и планетарной передачей вращающего момента на вал, мы и называем «двигателями Ванкеля». Именно они выпущены в количестве более двух миллионов экземпляров. Именно они устанавливались на автомобилях NSU и Mazda, на тяжёлых мотоциклах и даже на советских автомобилях ВАЗ (правда, в небольших количествах). Они до сих пор выпускаются в немалом количестве, например, в виде авиамодельных моторов.

Попытаемся описать принцип работы РПД словами. Представьте себе плоский по боковым сторонам треугольный ротор с покатыми гранями (словно кругляш огурца). Его грани заострены, а в них располагаются подпружиненные пластинки – аналоги уплотнительных поршневых колец обычного двигателя внутреннего сгорания. Этот ротор вращается в полости картера (корпуса) двигателя, образованной двумя накладывающимися друг на друга окружностями. Получается нечто вроде овала. Стенки картера плоские, как и боковые стенки ротора. Внутри ротора большое кругло отверстие с зубьями, которые перекатываются по зубьям установленного в центре полости картера приводного вала двигателя. Ротор обегает зубья вала, последовательно прилегая к внутренним стенкам картера, образуя три полости переменного объёма. В этих полостях и протекает рабочий цикл мотора. В расширяющуюся полость под воздействием разрежения через впускное отверстие в картере поступает топливовоздушная смесь, затем впускное отверстие перекрывается ротором (его заострённой гранью), рабочая смесь сжимается, зажигается искровой свечой. Происходит вспышка, расширяющиеся газы давят на стенку ротора, проворачивая его на шестерёнчатом валу. Ротор (его грань) достигает выпускного отверстия в картере, отработавшие газы выбрасываются, ротор достигает впускного отверстия, и — цикл повторяется.

Добавим – если ротор один, двигатель называется односекционным. Если два – двухсекционным. И так далее. Увлечение секций приводит не только к росту мощности, но и уравновешивает работу двигателя.

Если взглянуть на схему РПД, сразу становится ясно – это очень простой двигатель, в котором вращающихся деталей в несколько раз меньше, чем в обычном поршневом моторе. Двигатель Ванкеля такой же мощности, что и поршневой, имеет втрое меньшие размеры. Недостатков тоже хватает. Главный из них, который и препятствуют широкому распространению роторного двигателя – плоские уплотняющие пластинки на рёбрах ротора (и не только на рёбрах – надо предотвратить прорыв газов и по боковым плоскостям ротора, в зазоре между боковыми стенками картера). Три упругих поршневых кольца обычного двигателя, установленные разрезами в разные стороны, представляют собой эффективное лабиринтное уплотнение, препятствующее прорыву расширяющихся горячих газов. А плоская пластинка для достижения такого же эффекта должна снабжаться прижимными пружинками, иметь точно обработанные грани. Прибавьте к этому деформацию горячего металла, вибрации, ударные нагрузки. Получается почти невыполнимая инженерная задача… Другие недостатки – необходимость добавления масла в топливо (как в двухтактных двигателях) и, как результат, повышенный выброс в атмосферу вредных газов, малый диапазон рабочих оборотов (требуются многоступенчатые коробки передач), чувствительность к низким температурам (холодный мотор при неосторожном увеличении оборотов попросту заклинивает).

Большинства перечисленных недостатков лишён РПД построенный по первой схеме Ванкеля (серия DKM). Там три поршня установлены под углом в 120 градусов друг к другу. Поршни давят на ротор поочерёдно, а он обегает зубья шестерни приводного вала. Здесь уже можно применить эффективные кольцевые уплотнения, но… преимущества такого РПД неочевидны. Он мало в чём выигрывает у обычного двигателя классической конструкции, оставаясь больше поршневым, чем роторным.

Да, двигатель Ванкеля (причём, оба варианта) не изменил расклад сил в мировом двигателестроении. Однако, исследования в этой области продолжаются. И на рынок время от времени выходят новые модели автомобилей с РПД. Внимание конструкторов и потребителей привлекает очень высокая мощность и компактность этих моторов. И, конечно, простота, которая, правда, в данном случае не является синонимом высокой надёжности.

Первые искусственные спутники Земли

Рубрика: (Истории успеха) | Автор: moderator | Дата: 21-10-2013

Метки: , , , ,

Весной 1946 года, когда в СССР полным ходом уже шли работы по созданию собственной ядерной бомбы, встал вопрос – как эту бомбу доставить на территорию предполагаемого противника. Самым могущественным противником в то время считались Соединённые Штаты Америки, уже обладавшие ядерным арсеналом. Но в Америке основная ставка была сделана на доставку бомбы посредством авиации, тяжёлых высотных бомбардировщиков. Базы в Западной Европе позволяли доставить бомбу в любую точку европейской части СССР. У нашей же страны такой возможности не было. Бомбардировщикам предстояло преодолеть территории враждебных стран и Атлантический океан. О какой-либо оперативности говорить не приходилось. И было принято решение – развернуть работы по созданию ракет, которые могли бы доставить ядерные заряды на большие расстояния.

Да, снова развитие технологий зависело от воли военных и политиков. Снова война стала катализатором технического прогресса. Стремление выжить в противостоянии двух политических систем ценой уничтожения противника – вот чему мы обязаны космическими полётами и исследованиями космоса.

Той же весной 1946 года, в мае, советским руководством было принято постановление о развитии ракетостроения в СССР, в соответствии с которым в советской оккупационной зоне (в Германии) был создан институт Нордхаузен. Здесь под руководством Сергея Павловича Королева (годы жизни 1906-1966), опытного к тому времени строителя ракетопланов, была изучена немецкая ракета «Фау-2» конструкции Вернера фон Брауна (годы жизни 1912-1977), применявшаяся немцами в обстрелах Лондона. На основе этой ракеты был составлен проект аналогичной ракеты «А-4», и подготовлены предложения по созданию ракет с большей дальностью. Кроме того, в Нордхаузене были построены специальные железнодорожные составы со стартовыми платформами, с которых предполагалось запускать первые ракеты до создания стационарного полигона.

Ракета «А-4»

Ракета «А-4», собранная из трофейных деталей, стала первой советской ракетой, успешно прошедшей лётные испытания. Вскоре Королёв с сотрудниками подготовили проект ракеты «Р-1», которая полностью воспроизводила «А-4», но с использованием отечественных технологий и материалов. Затем Сергей Павлович был назначен одним из главных конструкторов НИИ-88, расположенного в подмосковном Калининграде (сегодня город Королёв), одного из множества исследовательских институтов, занимавшегося разработкой военной техники. Позже этот институт был переименован в особое конструкторское бюро – ОКБ-1.

Ракета «Р-1» имела впечатляющую по тем временам дальность полёта – около 300 километров. Но уже в 1948 году группа конструкторов под руководством Королёва создала ракету «Р-2» с дальностью полёта до 600 километров. Эту ракету уже можно было принимать на вооружение (в качестве оружия для решения тактических задач – отсюда и название – тактическая ракета), поскольку она могла достигать военных баз американцев, располагавшихся на территории Западной Европы.

Но первая стратегическая ракета (то есть ракета, которая может применяться для решения стратегических, глобальных военных задач) дальнего действия, имевшая действительно большую дальность полёта – это испытанная 2 февраля 1956 года на полигоне в Семипалатинске ракета «Р-5М». Эта ракета могла пролететь до 1200 километров.

В 1954 году были развёрнуты работы над новым типом ракет – межконтинентальных баллистических «Р-7». Идея состояла в том, что эта ракета поднимается в верхние слои атмосферы, достигает ближнего космоса, где её не смогут достать силы ПВО противника, затем входит в атмосферу и приземляется на территории противника. Этот тип ракет уже мог применяться для доставки ядерного оружия большой мощности… Но у Королёва на «Р-7» были и другие планы. В мае 1954 года он направил министру вооружений Устинову записку, в которой предложил использовать «Р-7» для вывода на орбиту искусственного спутника Земли. Более того, в этом документе Сергей Павлович изложил всю будущую космическую программу освоения космоса, вплоть до полёта на Луну.

Но предложения Королёва у чиновников интереса не вызвали. Их в первую очередь интересовало оружие, а не научные исследования, не имевшие, как казалось тогда, практического значения. И Королёв, не прекращавший свои попытки достучаться до правительства СССР, начал разработку спутника собственными силами. Разрешение было получено только от нового руководителя страны Хрущёва, который в январе посетил ОКБ-1 и был впечатлён работами конструкторов. Было поставлено одно условие – сначала провести успешные испытания межконтинентальной баллистической ракеты, чтобы закончить все работы по её созданию, и только потом заниматься спутником.

Первый спутник должен был весить 1400 килограммов и нести на борту комплекс измерительной аппаратуры для изучения ионосферы и космического излучения. Однако из Америки пришли известия о готовящемся там запуске первого мини-спутника. И Королёв принял решение ускорить работы. Был подготовлен простейший спутник небольших размеров, на борту которого был установлен только радиопередатчик для отслеживания его полёта.

Ракета «Р-7»

21 августа 1957 года испытания «Р-7» были завершены. В этот день состоялся второй успешный запуск баллистической ракеты, о чём спустя шесть дней сообщило телеграфное агентство Советского Союза (ТАСС). А 4 октября 1957 года планету облетела весть – на орбиту Земли выведен первый искусственный спутник, который так и назывался  — «Спутник-1».

Ракета сработала так, как и было задумано. Спустя 314,5 секунд полёта спутник отделился от ракетоносителя и начал орбитальный полёт. Радиолюбители всех стран услышали его «голос» — сигналы, звучавшие как «бип-бип-бип». Это был открытый сигнал, который транслировался всеми радиостанциями планеты. Спутник летел над территорией США, которые только что объявили о создании самой совершенной системы воздушной обороны. Но даже теоретически достать этот спутник тогда никто не мог.

Сам аппарат получился очень простым. Металлическая сфера диметром всего 58 см, составленная из двух полусфер с резиновой прокладкой между ними и стянутая 36 болтами. Вес спутника – 83,6 кг. Две пары антенн длиной 2,4 и 2,9 метра. Разница объясняется тем, что на борту были установлены два автономных радиопередатчика с элементами питания, настроенные на две разные частоты.

Две недели спутник передавал на землю радиосигналы. В этом был и научный смысл – до этого полёта люди могли изучать ионосферу только по отражённым радиосигналам, а о физике прохождения радиоволн извне можно было только догадываться. Но и после истощения батарей спутник продолжал орбитальный полёт. Он закончил своё существование через 92 дня, совершив 1400 витков над Землёй. При этом перигей его орбиты (наименьшая высота над землёй) во время полёта составил 228 километров, а апогей (наибольшая высота) 947 километров.

3 ноября 1957 года на околоземную орбиту был выведен второй советский спутник. На его борту была установлена аппаратура для изучения космического излучения, но, главное, было первое живое существо, совершившее космический полёт – собака Лайка. Полёт длился 10 дней и дал ответы на многие вопросы учёных.

А первый американский искусственный спутник «Эксплорер-1» был запущен только 1 февраля 1958 года (причём, только со второй попытки – первый спутник вместе с ракетой-носителем взорвался при старте). Он весил в десять раз меньше, чем «Спутник-1», и не нёс на борту никакой научной аппаратуры. Гораздо позже, 26 ноября 1965 года, к космическим державам присоединилась и Франция, которая в этот день запустила в космос собственный искусственный спутник Земли.

Так началась космическая эра.

Атомные суда

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 18-10-2013

Метки: , , , ,

1 ноября 1939 года на стол президента США Рузвельта лёг доклад учёного-физика научно-исследовательской лаборатории Военно-морских сил США Р. Ганна. В нём говорилось:  «При расщеплении атомов урана выделяется огромное количество тепла. Если управлять цепной реакцией таким образом, что она будет развиваться постепенно, ее, можно использовать, как постоянный источник энергии для подводных лодок, что позволит обходиться без больших аккумуляторных батарей». Рузвельт обратился за консультацией к учёным военных ведомств Америки, но получил ответ – бесперспективно. Первоочередной задачей Рузвельт считал создание атомной бомбы. И доктор Ганн, просивший выделить средства на разработку атомного реактора, который бы годился в качестве силовой установки подводной лодки, получил отказ.

Но в ноябре 1944 года, опираясь на успехи учёных, работавших над «Манхэттенским проектом» и, в частности, построенный 2 декабря 1942 года Энрико Ферми (годы жизни 1901-1954) первый в мире реактор, в котором шла управляемая ядерная реакция, представители военного флота США убедили членов комитета по разработке рекомендаций по послевоенному развитию атомной энергетики в необходимости строительства атомных подводных лодок. В декабре 1945 года была составлена программа по строительству атомного подводного флота США. В 1948 году был разработан проект перовой атомной силовой установки для подводной лодки, а в июне 1952 года на верфи в Гротоне (США) была заложена первая в мире атомная подводная лодка, на строительство которой было затрачено почти два года. 21 января 1954 года атомоход был спущен на воду, а 18 января, после целого года доделок, корабль вышел в первый испытательный поход. В эфире прозвучала радиограмма, переданная капитаном лодки открытым текстом – «идём под атомным двигателем». Корабль получил название «Наутилус» — как первая подводная лодка конструкции Фултона (построенная в 1800 году), и фантастический подводный корабль капитана Немо, описанный Жюлем Верном.

Идея использовать атомный реактор в качестве источника энергии для двигателей кораблей оказалась чрезвычайно удачной именно для подводного флота. Силовая установка корабля устроена примерно так же, как и атомный реактор электростанции – по двухконтурной схеме. При этом вырабатываемая генератором энергия используется для привода ходовых электродвигателей, заряда резервного аккумулятора и обеспечения регенерационной воздушной установки, удаляющей из воздуха углекислый газ. Более того, этой энергии хватает для электролитического разложения воды и извлечения из неё кислорода. Обычно этот процесс очень энергоёмок и потому невыгоден. Но при расходовании одного килограмма ядерного топлива выделяется столько же энергии, сколько при сжигании… двух миллионов килограммов солярки! При таком запасе энергии подводная лодка имеет, практически, неисчерпаемый запас жизнеобеспечения экипажа и подводного хода. Ядерному топливу не нужен окислитель – кислород воздуха. А небольшого запаса топлива хватает очень надолго. К примеру, «Наутилус» на 450 граммах урана в месяц мог пройти в подводном положении 25 тысячи миль (более 46 тысяч километров) со скоростью в 20 узлов (37 километров в час) в подводном и 23 узла (42,5 километра в час) в надводном положении. И время плавания атомной подводной лодки зависело только от запаса продовольствия, исправности регенерационной установки и от физических возможностей команды «Наутилуса».

Однако, заметим, что первая лодка год стояла у причала, пока её доделывали. Какие возникли проблемы? Атомная силовая установка оказалась слишком тяжёлой. Чтобы обеспечить защиту экипажа от радиоактивного излучения, пришлось применять сложную многослойную оболочку из свинца и стали. В результате с лодки пришлось снять значительную часть вооружения. Удельная масса силовой установки получилась очень большой – 80 кг на один киловатт мощности, а вес атомной силовой установки составил 85 процентов веса самой лодки.

В 1957 году в США была построена вторая атомная подводная лодка «Сивулф». В паросиловой установке в качестве теплоносителя был применён жидкий натрий, что позволило сделать её компактной и мощной. Но вскоре оказалось, что жидкий металл очень агрессивен и разъедает оболочку первого контура. Появились опасные утечки радиоактивного натрия. И в 1959 году «Сивулф» поставили на прикол, чтобы заменить силовую установку на ту, что применялась и на «Наутилусе». А от жидкого натрия решено было отказаться вовсе. Отныне в первом контуре атомного реактора применялась всё та же вода.

Атомная подводная лодка «Ленинский комсомол»

После успехов американского атомного подводного флота наша страна оказалась в положении догоняющей державы. Но в начале 50-х годов советскими учёными был разработан атомный реактор, пригодный для установки на подводной лодке. А к концу десятилетия появилась и первая советская атомная подводная лодка – «Ленинский комсомол». В июне 1962 года эта лодка пересекла в подводном положении Северный Ледовитый океан и всплыла на Сварном полюсе планеты.  А в феврале-марте 1966 года «Ленинский комсомол» вместе с группой советских атомных подводных лодок совершила подводное кругосветное плавание без всплытия на поверхность, преодолев около 23 тысяч миль.

Следом за атомными подводными лодками появились и атомные надводные суда. Первым был ледокол «Ленин», построенный в СССР в 1959 году.

Следует заметить, что ледоколы суда специализированные. Они предназначены для прокладки водного пути в покрытом льдом море. Ледокол обычно ведёт за собой целый караван обычных грузовых судов. Отличие ледокола – в особо прочном корпусе, снабжённым специальным утолщением в носу, выдерживающим удары об лёд, и большой массе, которой корабль и раскалывает льдины. Атомный реактор позволяет оснастить ледоколы очень мощными силовыми установками, превращая специализированное судно в настоящий морской «вездеход». Появившиеся в более поздние годы ХХ века ледокольные атомоходы «Арктика» (построен в 1975 году), «Сибирь» (1977 год) и «Россия» (год постройки 1986) являются крупнейшими в мире надводными кораблями с атомными реакторами.

Ледокол «Ленин»

Почему атомные реакторы не применяются в военном надводном флоте и на гражданском флоте общего назначения (на торговых или рыболовецких судах)? С военными кораблями всё ясно. При разрушении атомного реактора в ходе боевого столкновения последствия могут быть столь ужасными, что не потребуется и атомной бомбы. Сам военный корабль превращается в подобие «грязной» бомбы с радиоактивной начинкой и будет представлять угрозу своим же кораблям. Кроме того, избыточной энергетической оснащённости, как подводной лодке, надводному кораблю не требуется.

Ну, а с гражданским флотом ситуация и схожая, и в чём-то отличная. Рыболовецкому, грузовому или торговому судну (не говоря уже о пассажирском лайнере) атомный реактор совершенно ни к чему. Но если бы он был, то зону плавания пришлось бы ограничить Северным полушарием планеты. Дело в том, что Южное полушарие по международным соглашениям для захода атомоходов закрыто. Даже когда возникают опасные ситуации у берегов Антарктиды, туда для освобождения застрявших во льдах судов и эвакуации полярников направляются не атомоходы, а обычные ледоколы с дизельными силовыми установками.

Реактивная авиация

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 15-10-2013

Метки: , , , ,

К началу Второй мировой войны и особенно в разгар сражений конструкторы военной техники  столкнулись с одной трудноразрешимой проблемой. Эта война была во многом войной моторов, в котором победу одерживал не только умелый, но и хорошо вооружённый солдат. В воздушных схватках преимущество было за более скоростным самолётом, а маневренность отходила на второй план. Высокие скорости позволяли лётчику легко отрываться от преследования и, развернувшись, атаковать самому. Кроме того, высокая скорость набора высоты обеспечивала наилучшую защиту от зенитных орудий врага. На большой высоте зенитные снаряды не представляли большой угрозы скоростным самолётам, а быстрое изменение высоты практически исключало прицельную стрельбу наземных орудий.

Но высокая скорость требует большой мощности двигателя. Закономерность здесь следующая – чтобы повысить скорость самолёта вдвое, мощность двигателя надо увеличить в восемь раз. Но рост мощности поршневого мотора неизбежно связан с увеличением его размеров и веса. На практике для удвоения скорости самолёта с двигателем внутреннего сгорания требуется увеличить мощность мотора в 15-20 раз, чтобы компенсировать возросший вес и размеры двигателя. Ясно, что в реальности подобная задача невыполнима. Конструкторы угодили в технологический тупик. У лучших истребителей Второй мировой войны мощность двигателя составляла 2500-3000 лошадиных сил, а максимальная скорость – около 800 километров в час. Дальнейшее увеличение скорости без принципиальных изменений конструкции самолёта было попросту невозможно. Единственный выход – применение реактивного двигателя.

Фридрих Артурович Цандер

Одним из первых идею применения реактивного двигателя на самолёте в 1920 году высказал Фридрих Артурович Цандер, впоследствии создатель первых советских ракет. В 1933 году, 13 августа, Цандер и его сотрудники группы испытали ракетоплан «ГИРД Р-1» с жидкостным реактивным двигателем ОР-2. Испытания были провалены – на 5 секунде испытаний двигатель прогорел.

Более успешными оказались эксперименты с реактивными двигателями в Германии, где это проблемой занималась целая группа конструкторов — Валье, Зенгер, Опель и Штаммер. Пороховые реактивные двигатели устанавливались на автомобиль, велосипед, дрезину и самолет. В 1928 году были установлены и первые рекорды. Реактивный автомобиль немцев достиг скорости в 100 километров в час, а железнодорожная дрезина разогналась до 300 километров в час. В июне 1928 года в воздух поднялся первый  мире самолёт с реактивным двигателем. Простой пороховой двигатель поднял самолёт на высоту в 30 метров. Полёт длился всего минуту, за которую самолёт пролетел полтора километра. В 1929 году немецкие конструкторы повторили эксперимент. На этот раз самолёт разогнался до скорости в 150 километров в час, более чем вдвое увеличив первый результат.

Сделаем небольшое отступление, чтобы вспомнить, как устроены реактивные двигатели. Самым простым и самым древним по времени изобретения является пороховой двигатель. В нём твёрдое топливо располагается в самой камере сгорания и при горении выделяет кислород, который и расходует. В авиации этот тип двигателя применялся довольно широко в качестве ускорителя. Пороховые двигатели устанавливались под крыльями. В нужный момент лётчик включал зажигание пороховых ракет и увеличивал скорость самолёта примерно на 50 километров в час, что давало преимущество при уходе от врага или, наоборот, в погоне за вражеским самолётом. Простейшим жидкостным реактивным двигателем является прямоточный реактивный мотор. В камеру сгорания впрыскивается топливо – керосин или спирт, а окислителем служит атмосферный воздух, захватываемый соплом двигателя. Этот тип реактивного двигателя позволяет достичь высоких скоростей, но у него есть целый ряд недостатков. Во-первых, он работает только на скорости, поскольку ему нужен набегающий поток воздуха. Значит, стартовать с земли самолёт с прямоточным двигателем неспособен. Нужна либо вспомогательная силовая установка (например, поршневой двигатель с винтом), либо транспортировка самолёта за другим самолётом. Второй недостаток – очень низкая экономичность. На скоростях меньше 2000 километров в час коэффициент полезного действия прямоточного двигателя очень мал, топливо буквально выбрасывается в атмосферу, не совершая полезной работы. И лишь при достижении порогового значения коэффициент полезного действия возрастает и приближается к кпд поршневого двигателя с винтовым движителем. Самым же совершенным авиационным реактивным двигателем является турбореактивный двигатель. Это разновидность прямоточного мотора, в сопле которого перед камерой сгорания установлен лопастной компрессор, создающий давления воздуха, а позади камеры сгорания – лопатки турбины, приводящей в действие этот компрессор. Разновидность турбореактивного двигателя  — турбовинтовой мотор. Здесь турбина не только приводит во вращение лопатки компрессора, но и вращает воздушный винт, который и создаёт тягу. Но серийный турбореактивный двигатель появился на самолётах только в самом конце Второй мировой войны.

В 1939 году в СССР прошли первые испытания прямоточных реактивных двигателей, которые были установлены на истребителе «И-15» конструкции Николая Николаевича Поликарпова (годы жизни 1892-1944). Реактивные двигатели работали, как вспомогательные ускорители. Но 25 января 1940 года этот же самолёт совершил второй полёт. Поднявшись на небольшую высоту, лётчик-испытатель Логинов включил реактивные двигатели и в несколько кругов совершил облёт аэродрома. Летом того же года эти двигатели были установлены на биплане «И-153», увеличив максимальную скорость на 50 километров в час.

В марте 1940 года в воздух поднялся реактивный самолёт конструкции Королёва и Душкина (создатель двигателя). Это был планер, который отбуксировали самолётом на высоту в 2 километра, а затем лётчик-испытатель Фёдоров отцепил буксир и включил жидкостный реактивный двигатель (ЖРД). Этот двигатель был сконструирован по ракетному принципу, в его камеру сгорания впрыскивалось жидкое топливо и окислитель. Испытания закончились благополучно. Израсходовав запас топлива, лётчик спланировал на полосу аэродрома и приземлился. В истории этот полёт остался, как первое успешное испытание жидкостного реактивного двигателя, который позже станет главным двигателем в области космонавтики.

Но жидкостный реактивный двигатель использовался и в авиации. Уже во время войны 15 мая 1942 года прошли успешные испытания небольшого реактивного самолёта с ЖРД. Это был прототип истребителя, вооружённый двумя пушками и оснащённый радиосвязью. Конструкторское бюро Поликарпова в те же годы спроектировало реактивный самолёт «Малютка» с РЖД, а КБ Михаила Клавдиевича Тихонравова (годы жизни 1900-1974), в будущем создателя космической техники, выпустило военный реактивный самолёт марки «302».

В Германии с 1944 года серийно выпускался истребитель с РЖД – «МЕ-163». В боевых действиях эта машина впервые приняла участие во время высадки союзников во Франции в 1944 году. Для своего времени «МЕ-163» был очень необычной машиной. Стреловидное крыло, отсутствие горизонтального хвостового оперения – рули высоты располагались на крыльях и выполняли функции элеронов. Самолёт не имел шасси. Было только убирающееся хвостовое колесо, а под фюзеляж при взлёте устанавливалась колёсная тележка. После взлёта тележка оставалась на земле, а самолёт приземлялся на стальной лыже длиной около 1,8 метра и шириной 16 см. Фюзеляж «МЕ-163» отличался очень хорошим аэродинамическим качеством, он был очень гладким, «зализанным». Горючее заполняло внутренние полости крыльев, а баки с окислителем устанавливались в фюзеляже. Максимальная скорость достигала 825 километров в час у земли и 900 километров в час на высоте в 4012 километров, а продолжительность полёта при непрерывной работе двигателя не превышала 8 минут (расход топлива за это время составлял 2 тонны – половину веса самого самолёта). Лётчики старались выключать мотор, используя планирующий полёт, и, таким образом, увеличивали продолжительность полёта до 20 минут. Любопытная подробность – этот самолёт всё же имел в передней части фюзеляжа небольшой пропеллер. Это был ветряк, соединённый с генератором, питающим электрооборудование самолёта.

Первый полёт самолёта с турбореактивным двигателем состоялся в Англии в мае 1941 года. Это был «Глостер Е-28/39». А самым удачным серийным самолётом с турбореактивным двигателем можно считать двухмоторный немецкий истребитель «МЕ-262», который, как и «МЕ-163», хода войны изменить уже не мог.

Качественный скачок в области реактивной авиации был совершён уже после Второй мировой войны, когда на вооружении ведущих мировых держав поступили новейшие реактивные самолёты. Одним из лучших военных реактивных самолётов начала 50-х годов был наш «МиГ-15».

Атомная бомба

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 14-10-2013

Метки: , , , , ,

Начало самому страшному в истории человечества оружию было положено теорией относительности Альберта Эйнштейна, в частности, выведенной им в 1905 году формулой соотношения энергии и массы – E=mc2 (где E — количество энергии, m — масса, а с – скорость света). То есть в любом веществе содержится огромное количество энергии. Популярно такое сравнение: если высвободить энергию, содержащуюся в 1 кг вещества, то её количество равнялось бы энергии взрыва 22 миллионов тонн тротила.

Эта теоретическая максима так и осталась бы на бумаге, но… Но в 1938 году немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрассман (лауреаты Нобелевской премии 1944 года) разбили атом урана на две равные части путём бомбардировки его нейронами, зафиксировав при этом выделение энергии. Их английский коллега Отто Роберт Фриш объяснил природу этого явления. В начале следующего 1939 года французский физик Фредерик Жолио-Кюри открыл механизм цепной реакции. Согласно теории Жолио-Кюри деление ядра атома урана сопровождается выбросом энергии, которая воздействует на соседние ядра. Начинается цепная реакция, которая приводит к распаду соседних ядер атомов урана и сопровождается выбросом огромного количества энергии. То есть действие цепной реакции подобно действию взрывчатого вещества. Собственно, это открытие и стало толчком к разработке ядерного оружия.

В 1939 году Эйнштейн обращается с письмом к президенту США Рузвельту. Эйнштейн располагает сведениями, что в Германии ведутся работы по очистке урана-235, что, по мнению учёного, свидетельствует о работах по созданию ядерного оружия. Допустить этого нельзя – в руках безумца Гитлера атомная бомба похоронит всю цивилизацию… Если интуиция гениального физика не подвела, то в фактах он несколько ошибся. Немцы в 1939 году были очень далеки от создания нового оружия. Их целью была «грязная бомба», то есть обычная бомба, в результате взрыва которой местность заражается радиоактивностью. Но этих подробностей ни Эйнштейн, ни американцы не знали. И Рузвельт даёт команду развернуть широкомасштабный и очень дорогостоящий план исследований и практических работ по созданию ядерной бомбы, получивший название «Манхэттенский проект». Во главе проекта встал генерал Лесли Гроувс, команду учёных возглавил физик Роберт Оппенгеймер (годы жизни 1904-1967).

Специально для «Манхэттенского проекта» в сентябре 1940 года в Бельгии было тайно закуплено большое количество урановой руды – дефицитнейшего ископаемого, являющегося источником радиоактивного урана. В штате Теннеси в городе Ок-Ридже были построены завод по очистке этой руды и газовая центрифуга по отделению лёгкого урана-235 от тяжёлого урана-238. Наконец, в 1942 году в пустынной местности штата Нью-Мексико, в Лос-Аламосе, был создан американский исследовательский ядерный центр. Американцам удалось собрать коллектив выдающихся учёных современности. Достаточно сказать, что под началом Роберта Оппенгеймера трудились 12 лауреатов Нобелевской премии. Мощным толчком были разработки английской ядерной программы, которые Великобритания добровольно передала США, опасаясь, что немецкие бомбардировщики уничтожат исследовательский центр, а экономика Англии не выдержит огромных затрат на эти изыскания. Следует заметить, что и США, чья экономика в меньшей степени пострадала от Второй мировой войны, а территория, за исключением Гавайских островов, не подвергалась вторжениям и бомбардировкам, ядерный проект дался ценой огромным затрат. С 1939 по 1945 год на создание атомной бомбы было потрачено около 2 миллиардов долларов – невообразимые по тому времени деньги, сравнимые с бюджетом огромной страны. Впрочем, в самом начале, в 1942 году, на проект было выделено всего… 6 тысяч долларов. Никто и представить не мог, сколько средств потребуется для выполнения столь грандиозной задачи.

16 июля 1945 года на плато в горах Джемеза, что на севере штата Нью-Мексико, на полигоне Аламогордо была установлена вышка, на которой закрепили первую в мире атомную бомбу. Рано утром, на восходе солнца, был отслужен молебен во спасение. Никто из учёных не знал, не приведёт ли взрыв атомной бомбы к всеобщей цепной реакции, в результате которой распадётся всё вещество Вселенной или, во всяком случае, наша планета. Первый взрыв мог бы стать и последним взрывом, настоящим «концом света». Но ни опровергнуть, ни подтвердить эти предположения тогда никто не мог.

В 5 часов 29 минут и 45 секунд по местному времени над вышкой  вспыхнуло рукотворное солнце. Затем над землёй поднялся гриб дыма высотой около 9 километров. Над землёй пронеслась чудовищной силы ударная волна. Все строения на месте взрыва испарились. Песок расплавился и превратился в зелёное радиоактивное стекло. Присутствующие при испытаниях учёные и военные были потрясены…

Дальнейшие события требуют пояснений. 12 апреля 1945 года, незадолго до победы над немецким фашизмом 32-й президент США Франклин Делано Рузвельт, по распоряжению которого и были начаты работы в рамках «Манхэттенского проекта», скончался. Его пост занял бывший вице-президент Гарри Трумэн, человек, не обладавший качествами своего предшественника – осторожностью, дальновидностью и, возможно, мудростью. К августу 1945 года Вторая мировая война подошла к концу. Сопротивление Японии было сломлено, но Трумэн решил убить двух зайцев – поставить в конце войны с Японией эффектную точку и заодно продемонстрировать миру чудовищную силу атомной бомбы. И 33-й президент Соединённых Штатов Америки принял решение сбросить атомные бомбы на японские города. Одновременно американские вооружённые силы должны были нанести удар на море и земле. Наступление было намечено на 10 августа.

Ещё в 1944 году, незадолго до завершения работ над атомной бомбой, в Америке был создан специальный полк тяжёлых высотных бомбардировщиков Б-29 («летающих крепостей»). Лётчики полка под командованием полковника Тиббетса приступили к тренировочным полётам, проходившим на максимальной для этих самолётов высоте в 10-13 километров.

Для атомной бомбардировки были выбраны города, которые не подвергались обычным налётам – Хиросима, Нагасаки, Конкура и Ниигата. При этом учитывалась и заселённость городов, и рельеф местности.

5 августа 1945 года одна из двух готовых атомных бомб – 2722-килограммовый «Малыш», заряженный обогащённым ураном-235 – была загружена в бомбовый отсек Б-29, на борту которого было написано «Энола Гей» (имя матери командира самолёта). «Энола Гей» поднялась в воздух и в сопровождении второго бомбардировщика направились в сторону Хиросимы. Утром 6 августа самолёты достигли города. Они летели на огромной высоте и потому не вызвали у жителей города особого беспокойства – американцы к этому времени часто барражировали над японскими городами, не нанося ударов. К тому же в Хиросиме не было военных объектов, которые могли бы подвергнуться жестоким бомбардировкам.

Вскоре «Энола Гей» сбросила некий груз, плавно спускавшийся на парашюте. После этого оба самолёта повернули назад… На высоте 600 метров над городом вспыхнул ослепительный огненный шар, а затем поднялся многокилометровый ядерный гриб. В одно мгновенье было уничтожено 140 тысяч человек. Температура в эпицентре взрыва достигала 5 тысяч градусов по Цельсию – этой температуры неспособно выдержать ни одно живое существо. В радиусе 12 километров от эпицентра взрыва не осталось вообще ничего. Во всём городе из 90 тысяч зданий было уничтожено 62 тысячи домов.

9 августа 1945 года вторая бомба – 3175-килограммовый «Толстяк», заряженный 20 килограммами плутония-239 – была сброшена на Нагасаки. Количество человеческих жертв от этих двух взрывов достигло 300 тысяч человек. Ещё 200 тысяч пострадали от лучевого ожога и были травмированы ударной волной… Так состоялся самый бесчеловечный, самый чудовищный и самый позорный эксперимент над живыми людьми.

Что ощущали учёные, усилиями которых эти бомбы были сделаны? Альберт Эйнштейн считал виноватым, прежде всего, себя и, как мы уже говорили, до самой смерти испытывал муки совести. Роберт Оппенгеймер в 1953 году выступил против создания ещё более разрушительной водородной бомбы, был обвинён в нелояльности и навсегда отстранён от атомных разработок. Академик Андрей Дмитриевич Сахаров, «отец» советской водородной бомбы (и самой мощной бомбы, когда-либо взорванной на нашей планете) стал правозащитником, убеждённым противником насилия и совестью нашей нации.

Так кто же на самом деле виноват – учёные, чья цель докопаться до истины и открыть человечеству тайны мироздания, или политики, использующие их открытия в качестве смертоносного оружия?

Шариковая авторучка

Рубрика: (Человек пишущий) | Автор: moderator | Дата: 10-10-2013

Метки: , , , ,

История современных пишущих инструментов берёт начало в веке XIX. В 1803 году было изобретено стальное перо, которое получило всеобщее признание в 1830 году, а к концу столетия полностью вытеснило из употребления перо гусиное. При очевидных преимуществах, долговечности и стабильности (кончик гусиного пера быстро стачивается, и перо приходится затачивать – для этого и появились маленькие ножи, которые мы сегодня называем перочинными), есть у стального пера и один недостаток, с которым трудно мириться. Перо приходится постоянно окунать в чернильницу. Капли чернил на кончике пера хватает на одно или два слова. А при быстром письме поставить кляксу минутное дело.

Идея соединить стальное перо с резервуаром для чернил пришла в голову Леви Эдсону Уотерману, который в 1883 году создал первую автоматическую авторучку с пипеточным наборным механизмом и стальным пером. Эта первая в мире ручка с автоматической подачей чернил к перу называлась «Регулар». Изобретатель основал и фирму «Уотерман», которая до сих пор является крупнейшей и авторитетнейшей мировой компанией, выпускающей и авторучки, и инструменты для письма вообще.

В авторучке использован принцип капилляра. Жидкие чернила из резервуара под действием капиллярных сил стекают к основанию пера, а затем по специальным прорезям (которые работают тоже как капилляры) поступают к твёрдому, раздвоенному и закруглённому кончику пера. Перо сделано из стали и может быть покрыто серебром или золотом, кончик изготавливается из прочного металла. Корпус авторучки изготавливают из металла (стали или латуни, покрытых эмалью или полированных) или пластика. Небольшими сериями выпускаются авторучки из дерева, кости и других экзотических материалов. Но чаще всего элитные автоматические перьевые ручки изготовлены из акрила – полимера, получаемого из акриловой кислоты. Акрил очень долговечный материал, устойчивый к царапинам и в то же время поддающийся декоративной обработке.

Основные отличия между перьевыми авторучками, кроме материала, из которого изготовлены их корпуса (перо в любом случае стальное, покрыто оно золотом или нет), в механизме набора чернил. Самым простым является пипеточный наборный механизм, он же и самый старый по времени изобретения. Позже появился рычажный поршневой механизм. Он работал так же, как современный поршневой механизм, но шток поршня был соединён с рычагом, который при наборе чернил из бутылочки отклоняли вверх, перемещая поршень вниз и вытесняя из резервуара воздух, а затем вниз, поднимая поршень и заполняя за счёт разрежения резервуар авторучки чернилами. Сегодня эта система набора чернил не применяется. А поршень перемещается либо перемещением штока вручную (чаще всего) или при помощи винтовой передачи и вращающегося колпачка штока (реже, хотя именно такой механизм набора чернил имели более-менее дорогие советские авторучки).

Вернёмся к истории изобретения авторучки и заметим, что попытки создать авторучку предпринимались и до Уотермана. Просчёт изобретателей был в том, что они не могли сообразить – как чернила поступают к перу. По мере расхода чернил в резервуаре создаётся разрежение, которое препятствует подаче их к перу. Уотерман соединил резервуар с внешней атмосферой специальными воздушными протоками, и проблема была решена.

Ручки Утермана были хороши, но… сильно подтекали. Отрегулировать подачу чернил к перу не представлялось возможным, поэтому кляксы были обычным делом. Эту проблему решил другой американский изобретатель – Джордж Паркер. В 1894 году он основал одноимённую компанию (две самые старые компании, выпускающие авторучки – Waterman и Parker – едва ли ни самые знаменитые производители пишущих инструментов по сей день). Паркер изобрёл U-образный капилляр, который автоматически регулирует подачу чернил к перу. Таким образом, к началу ХХ веерка авторучка, как основной пишущий инструмент — помимо карандаша, конечно, полностью оформилась и быстро захватила этот крайне перспективный рынок. Пишем-то мы все, главный вопрос – чем именно.

Если мы вспомнили карандаш, то добавим, что первый механический карандаш (во всяком случае, один из первых) Parker Mechanical Pencil был выпущен в 1920 году. Идея, заложенная в конструкцию механического карандаша, заключается в том, чтобы устранить необходимость постоянного его затачивания. Изношенный кончик грифеля по мере необходимости выдвигается из корпуса карандаша. И ошибки в заточке деревянного карандаша, когда обламывается пишущий кончик, здесь исключены.

И всё же в современном мире подавляющее большинство людей пишет шариковой ручкой. Корни шариковой авторучки уходят в древность. Совсем недавно археологи обнаружили, что в Древнем Китае существовал прообраз шариковой ручки – тростниковая палочка, заполненная краской, в кончике которой был зажат керамический шарик. А в современной истории идея шарикового пишущего узла принадлежит американцу Джону Лоуду, который в 1888 году предложил шариковый маркер для мешков, в которых перевозили хлопок. Лоуд подал заявку в патентное бюро, но патента так и не получил. Идея американца осталась незамеченной.

Повторно прототип шариковой ручки изобрёл Ван Ройзенберг, который в 1916 году тоже подал заявку на патент и тоже не добился успеха. Причиной этих неудач можно считать недостаточную проработку конструкции ручки. Мало предложить шарик вместо пера, нужно еще придумать специальные вязкие чернила. Обычные чернила через шариковый узел попросту вытекали.

Современную шариковую авторучку сконструировали братья Ласло и Георг Биро, венгры по происхождению, взялись за конструкцию шариковой авторучки всерьез. После многочисленных экспериментов с шариками разной величины и красящими пастами различной консистенции в 1943 братья Ласло создали первую шариковую ручку – очень похожую на те, которыми мы пользуемся сегодня. На этот раз Ласло Биро удалось запатентовать свое изобретение, правда, только в Европе (что, в конце концов, обернулось неприятностями). Шариковой ручкой заинтересовались англичане и купили право на ее производство. Новые авторучки предназначались для военных летчиков. Известно же, что перьевая авторучка из-за вытекания чернил в условиях авиационных перегрузок для письма малопригодна. Сразу после Второй Мировой войны изобретение Биро попало в руки американских предпринимателей. Тут же было налажено массовое производство новых авторучек, причем, без соблюдения авторских прав их создателей.

Официальной датой рождения шариковой авторучки считается 29 октября 1945 года. Именно в этот день новые инструменты для письма появились в продаже в Нью-йоркском магазине Джимбела. Ажиотаж среди покупателей был настолько высок, что в первый же день было продано десять тысяч экземпляров. Ласло Биро, оставшийся к тому времени один и проживавший в Аргентине, не оформил международный патент (европейские патентные ограничения на территории США не действовали). И потому ничего за промышленное производство своего изобретения не получил. Впрочем, люди не забыли изобретателя. На протяжении двадцати лет после появления ручек в широкой продаже, ручку с шариковым пишущим узлом называли не иначе как «Биро».

Фломастер (и маркер) были изобретены в шестидесятые годы двадцатого века в Японии компанией «Tokyo Stationery Company». Фломастер имеет простую и очень технологичную конструкцию — это одноразовый пишущий инструмент, который не подлежит перезаправке. Самые дешевые фломастеры состоят всего из трех-четырех деталей. Это пластиковая трубка – она же корпус ручки (иногда с колпачком-заглушкой в торце). Пористый стержень, пропитанный красящим веществом. И главная деталь – фетровый наконечник, который и служит в качестве пера. Если в перьевой авторучке использован принцип капилляра, то во фломастере – фитиля. Жидкое красящее вещество (это не привычные нам чернила!) поступают по микроскопическим каналам пористого стержня к фетровому наконечнику. По мере расходования красителя, количество жидкости в стержне уменьшается. Но поскольку это фитиль, фетровый наконечник расходует краску до последней капли.

Капиллярные и гелевые авторучки – разновидности шариковых ручек. Капиллярная авторучка содержит жидкие чернила и пишет шариком. Чернила подаются к пишущему узлу по капиллярному каналу. В отличие от обычной шариковой ручки, у капиллярной зазор между шариком и корпусом узла намного меньше, штрих тоньше, но и ресурс невелик. А в гелевой ручке применена более жидкая паста, чем в обычной шариковой авторучке. В результате уменьшается сила давления на бумагу, и авторучка пишет легче, но тоже за счёт ресурса – запаса красящего вещества, который у гелевой авторучки существенно меньше.

Эксперименты в области пишущих инструментов не прекращаются и сегодня. Но одно можно сказать точно – перьевой авторучке забвение не грозит, поскольку письмо пером доставляет особое, ни с чем несравнимое удовольствие. Кроме того, перьевая авторучка – это настоящее инженерное сооружение. А шариковая – всего лишь трубка, в которую вставлен стержень. Если вставить одинаковые шариковые стержни в самую дешёвую и в самую дорогую авторучки, то различия будут минимальны. Цена самих ручек может отличаться в сотни и даже тысячи раз, хотя основные параметры, толщина штриха, мягкость хода, будут совершенно одинаковы.

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru