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

Блог «Умные мелочи»

Архимед

Рубрика: (Истории успеха) | Автор: moderator | Дата: 04-07-2014

Метки: , , , ,

Все великие изобретения имеют своего автора. Другое дело, что мы не знаем и вряд ли когда-нибудь узнаем имена людей, открывших способ добывания огня, придумавших письменность, гончарный круг или металлический лемех. Слишком уж давно это было – тысячи и тысячи лет назад.

И все же науку и технику вершат люди. Не абстрактные люди, сообща, всем племенем, городом, нацией, а вполне конкретные личности. Из глубокой древности дошли до нас имена зодчих, механиков, философов. В некоторых случаях именем все и ограничивается. Мы, к примеру, не знаем подробностей биографии греческого изобретателя Ктесибия. Только время его жизни – около 2-1 столетия до нашей эры, и город, в котором Ктесибий жил и работал – Александрия. И, разумеется, сами изобретения – первый в мире поршневой двухцилиндровый насос, который, к слову, используется в противопожарном деле до сих пор, поплавковые водяные часы, водяной орган – гидравлос. Согласитесь, даже этого вполне достаточно, чтобы золотыми буквами вписать имя Ктесибия в историю человечества (что, собственно, и произошло)… Какими же буквами должно быть вписано имя Архимеда, если он не только изобрел множество полезных механизмов, открыл целый ряд математических и физических законов, но и стал отцом-основателем двух фундаментальных наук – теоретической механики и гидростатики?

Дошедшая до нашего времени биография Архимеда полна предположений и легенд, которых вокруг имени ученого не меньше, чем вокруг имен тиранов или полководцев. Убедительное свидетельство необыкновенной популярности Архимеда среди соотечественников – о ком попало народных легенд не слагают.  Неизвестна, к примеру, точная дата его рождения. Принято считать, что Архимед родился около 287 года до нашей эры на Сицилии в городе Сиракузы, а погиб в возрасте 75 лет в 212 году там же. Образование будущий основатель механики получил у своего отца – выдающегося ученого древности, математика и астронома Фидия (тезки того самого архитектора и скульптора Фидия, построившего двумя столетиями раньше афинский Акрополь).

Благодаря покровительству властей (правитель Сиракуз Гиерон II был родственником Архимеда), юному гению удалось продолжить образование в Александрии Египетской – в крупнейшем культурном и научном центре того времени. В Александрии Архимед познакомился с молодым Эратосфеном – астрономом, изобретателем високосной календарной поправки (добавления в календарь лишнего дня раз в четыре года), составителем первого звездного каталога, географом, впервые измерившим дугу меридиана, философом, литератором, музыкантом. Позже Эратосфен возглавил знаменитую Александрийскую библиотеку. А Архимед, вернувшись в Сиракузы, безвыездно жил в родном городе до самой своей гибели, также окруженной легендами.

Даже краткий список открытий и изобретений Архимеда настолько обширен, что возникает вопрос – как удалось обычному человеку сделать столько, сколько хватило бы на десяток жизней. До наших дней дошли тринадцать письменных трудов  Архимеда. Один из них – трактат «О шаре и цилиндре», в котором ученый вывел соотношение площади поверхности шара к площади его наибольшего сечения, как 4 к 1, и соотношение объема шара и описанного вокруг него цилиндра, как 2 к 3.

Одна из легенд повествует о том, что Архимед настолько любил именно этот труд, что завещал после смерти установить на своей могиле памятник с изображением вписанного в цилиндр шара и надписью расчета соотношения объемов. Через полтора столетия этот памятник описал Цицерон, хотя до наших дней надгробие не сохранилось.

Другие труды Архимеда были посвящены шару, эллипсу, параболоиду и гиперболоиду вращения, вычислению их объемов. Кроме того, Архимед исследовал спираль (трактат «О спиралях»), придумал метод вычисления числа «пи» (трактат «Измерение круга»), способ записи сверхбольших чисел (труд «Исчисление песчинок») и многое другое. Уже в наше время, в двадцатом столетии, были обнаружены две книги Архимеда – «Метод» и «Правильный семиугольник». Причем в «Методе» ученый описал целую систему доказательств математических открытий.

В физике Архимедом введено понятие центра тяжести, сформулированы основные принципы статики (например, закон рычага) и гидростатики. Именно с открытием в области гидростатики (помните – «на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости»?) связана самая забавная легенда. Якобы озарение посетило Архимеда в тот момент, когда он принимал ванну. Выскочив из купальни, ученый понесся по улицам Сиракуз с криком «Эврика!», даже не обратив внимания на то, что был совершенно без одежды. Доказательств истинности этого происшествия нет. Да и нужны ли они? Это анекдот, всего лишь — анекдот. Причем заметьте — добрый анекдот.  Соотечественники явно подтрунивали над гениальным ученым, но с любовью и гордостью.

Не менее впечатляющи достижения Архимеда в области механики. В молодые годы, во время пребывания Архимеда в Александрии, им был придуман водоподъемный механизм, названный его именем. Винт Архимеда – это винтовой вал, заключенный в трубу. Поверхность приводимого во вращение вала поднимала воду на высоту до 4 метров. Этот механизм широко применялся для осушения земель, залитых водами Нила.

Архимедом был построен первый в истории человечества планетарий. Он представлял собой сферу, на которую были нанесены изображения небесных тел, расположение которых в точности повторяло расположение звезд, Солнца, Луны и известных в то время планет Солнечной системы. После завоевания Сиракуз войском Марцелла планетарий был вывезен в столицу империи и использовался римлянами несколько столетий. Приоритет еще одного изобретения – гидравлического органа – Архимед делит с упомянутым выше Ктесибием. Доподлинно неизвестно, кто из них построил гидравлос. Архимедов орган описан в работах христианского писателя Тертуллиана, жившего на четыреста лет позже Архимеда. Но был ли этот инструмент создан именно Архимедом?

Еще одно изобретение Архимеда также относится к области астрономии. Древнегреческий ученый придумал прибор для определения видимого диаметра Солнца, измерил эту величину и описал методику вычисления углового размера светила в трактате «Псаммит»,

Наконец, Архимедом построено множество военных метательных машин. С их помощью Сиракузам удалось противостоять войскам римского полководца Марцелла в течение двух лет. Эти метательные орудия были описаны Плутархом. Легенды рассказывают о том, что Архимед придумал «солнечную пушку» – систему вогнутых зеркал, фокусирующую солнечные лучи на кораблях противника, отчего корабли воспламенялись. Но это невозможно даже теоретически.

Архимед погиб в момент падения родного города. Шла Вторая Пуническая война. Римляне осаждали Сиракузы, добиваясь полного господства в Средиземноморье. Римский военачальник Марцелл чтил талант Архимеда – результаты трудов великого ученого римские войска ощутили в буквальном смысле на себе. Был отдан приказ — во что бы то ни стало сохранить Архимеду жизнь. Но война всегда остается войной – что две с лишним тысячи лет назад, что сегодня. В ходе штурма Сиракуз Архимед был убит римским легионером.

За всю историю человечества ученых подобного масштаба было не так уж и много. К ним можно отнести Клавдия Птолемея, Леонардо да Винчи, нашего соотечественника Михаила Васильевича Ломоносова, одного из последних «гениев-универсалов» Томаса Алва Эдисона. По времени жизни Архимед был одним из первых. Сколько веков прошло – трудно даже вообразить, а мы до сих пор помним имя великого ученого. И не только помним, но и заучиваем наизусть открытые им физические и математические законы. И получаем за это  оценки (причем не всегда пятерки). В двадцать первом веке!

Сочетание изобретательского таланта и таланта предпринимателя

Рубрика: (Истории успеха) | Автор: moderator | Дата: 24-02-2014

Метки: , , , , ,

На примере Томаса Алвы Эдисона легко проследить взаимосвязь изобретательского таланта с данными предпринимателя. Дело в том, что Эдисон — фигура в этом плане едва ли ни идеальная. Творческие идеи, рождающиеся в его голове, постоянно пробуждали такие же идеи, касающиеся родственного таланта – таланта бизнесмена. И подчас то, когда он был предпринимателем, а когда изобретателем обнаружить не так уж и просто. Интересно, как он смотрел на мир, создавая, скажем, выключатели? Как предприниматель — поскольку выпуском занимался он сам? Или только как изобретатель – тогда выпуском выключателей мог заниматься и другой предприниматель?

Есть и другие вопросы, касающиеся его изобретений. Фонограф, лампа, множество электрических диковин. Кинематограф (тогда он назывался иначе), причем сразу звуковой. Да, мало ли? Любое его изобретение становилось промышленным продуктом. И любое приносило деньги. Не сразу — он обладал возможностью выстраивать ценообразование таким образом, чтобы цена на продукт находилась в доступной области. Но и не через десять лет — он знал, что продукты могут стариться и со временем теряют в цене. Налицо идеальное сочетание предпринимательского таланта и изобретательской жилки.

Любопытно, что свои физические недуги или, скажем так, недостатки он воспринимал, как продолжение своих же достоинств. К примеру, прогрессирующую глухоту Эдисон не воспринимал, как некое наказание. Нет, ничего подобного. Он относился к своей глухоте, как к доброму знаку, ниспосланному ему для работы. Мол, угоди я в тюрьму — найду, чем себя занять. При этом в тюрьму он, конечно, так никогда и не угодил, а занимался любимым делом всегда с таким увлечением, что забывал поесть и отдохнуть.

Интересно бы узнать, как он сам реагировал на свои изобретения. Как воспринял фонограф, которого не ждали ни в коем случае. Никто попросту не занимался фиксацией звука. Совершенно никто. А тут вдруг появилось совершенное и довольно простое устройство, способное работать и в качестве звукозаписывающего, и воспроизводящего. Получился своеобразный диктофон, инструмент для убыстрения записей. И, что примечательно, именно диктофон Эдисон и создавал, а вовсе не аппарат для записей музыкальных композиций.

Любопытно и то, как он реагировал на коммерческую и некоммерческую составляющие того или иного изобретения. Он же был предпринимателем? Значит, должен был понимать, что поиск материала для нити накаливания в лампе может занять большое время. И в это время прибыли ждать не приходится. Он потратил на поиски уйму времени и нашёл, нашёл материал для нити. Эти долгие поиски разорили бы любого, самого успешного бизнесмена. Только не его — отца электрической лампочки.

Вообще, отношение прямой выгоды и невыгоды занимает более всего. Он же не мог не видеть, что лампы при налаженном процессе производства сможет выпускать масса различных предпринимателей. Будут лампы получше — у тех предпринимателей, что строго соблюдают нормы выпуска электрических изделий. И будут лампы похуже — у тех, кто экспериментирует. Но это разделение неизбежно. И ему, отцу выпуска ламп, места в будущем вряд ли сыщется. И, тем не менее, Эдисон берётся за самостоятельный выпуск. Себе в убыток, постепенно снижая цены на продукцию. И всё равно остаётся в выигрыше, поскольку тот первый этап удешевления выпуска ламп нужно было пройти самому. Удивительно.

Многое в истории Томаса Эдисона поражает воображение. Вот, к примеру, первый исследовательский центр, открытый Эдисоном в 1876 году. Он назывался Менло-Парк и располагался в штате Нью-Йорк. Он прожил в Менло-Парке 11 лет и перебрался в Уэст-Ориндж, где прожил с 1887 года до конца жизни. Но вот что интересно — он провел в Менло-Парке лучшие годы своей жизни. И проработал там так, что ни у кого не возникает даже сомнений в эффективности потраченного Эдисоном времени. Но и в последующие годы он работал не меньше. Просто это был первый опыт, первые эксперименты по применению своих изобретательских идей и идей своих друзей. И это был первый в истории эксперимент — по созданию изобретательской фабрики. Удачный эксперимент.

У Эдисона есть и другие изобретения. Но это — по созданию изобретательской фирмы – едва ли ни выше, ни значимей, чем прочие изобретения. Только подумать — изобретения становятся источником дохода для серьёзных людей. И приносят стабильную прибыль, если трудиться, как следует. А Эдисон и не умел работать вполсилы. Труд он воспринимал только как абсолютное благо, дарующее человеку освобождение.

Менло-Парк

Значительное место в жизни Эдисона занимает противостояние с бывшим инженером, работавшим на него -  с Никола Тесла. И эта история показывает и недостатки Эдисона, и его преимущества. Не получивший достаточного образования, Эдисон с сомнением относился к образованным людям. Он считал, что инженер должен свободно владеть некими секретами своего творчества и не обязательно знать то, что знают люди с дипломами. Поэтому он часто устраивал необычные соревнования на сообразительность — чтобы его люди не заскучали. И беда была тому, кто вовремя не собрался. Расправа была скорой.

Тесла не участвовал в этих соревнованиях. Но именно ему пришлось полностью хлебнуть несправедливого отношения Эдисона к своей фигуре. Спор разгорелся вокруг тока постоянного, над которым всю жизнь работал Эдисон, и тока переменного, над которым трудился Тесла. Практика показывала, что приборы переменного тока на практике намного лучше, чем постоянного. И Эдисон это понимал. Но сделать с собой ничего не мог. В результате разгорелась война, тянущаяся более столетия и лишь недавно закончившаяся закрытием последней электростанции Эдисона. Вот такая история.

Но разговор о Тесле не должен приводить к раздаче итоговых оценок. Это были два изобретателя, которых можно считать достойными противниками друг друга. Достойными и одинаково сильными. Эдисон — человек опыта, непревзойдённой практики. И Тесла — артист, необыкновенный фокусник. Они были одинаково хороши…

И все же — кем был Томас Алва Эдисон? Изобретателем? Гением плодотворной идеи? Или предпринимателем? Человеком, способным осилить любую громаду, если она содержала в себе эту самую идею?

Ответа нет. Похоже, он был тем, кого люди выбрали своим волшебником. И дело было уже не в том, какие открытия совершены Эдисоном. Дело было в том, какое отношение вызывает у людей его деятельность. И здесь нужно осознать, что предпринимательство Эдисона, равно как и его изобретательская стезя, одинаково хорошо укладываются в этот имидж. Именно так и никак иначе. Изобретатель Томас Эдисон стал предпринимателем Томасом Эдисоном. И ничто его не изменит, равно как и предпринимательство Эдисона не сдаст позиций перед его изобретательством.

Вот так — двойственная позиция относительно одного человека… Нет, не человека. Гения.

Кассетный видеомагнитофон VHS

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 22-11-2013

Метки: , , , ,

У бытовых видеомагнитофонов достаточно протяжённая и драматичная история. Появившись в начале шестидесятых годов прошлого века, они долгое время выпускались небольшими партиями — главным образом из-за своей высокой стоимости. В результате к концу семидесятых годов сложились три конкурирующие системы видеозаписи, каждая из которых претендовала на кошельки массового потребителя. Все они были построены по единому принципу — запись электрического сигнала, содержащего видео и звуковую информацию, велась на широкую магнитную ленту вращающимися головками, установленными под углом к поверхности ленты (в отличие от профессиональной системы Ampex, где применялась поперечная запись). Магнитные дорожки располагались на рабочей поверхности магнитной ленты наклонно короткими чередующимися отрезками. По краю ленты располагалась сервисная дорожка, на которую записывалась вспомогательная информация, облегчающая синхронизацию вращения наклонно установленных видеоголовок и магнитных дорожек ленты.

Основная проблема состояла в том, что видеосигнал имеет огромную информационную ёмкость. Ширина высококачественного звукового сигнала, как мы знаем, составляет 20 килогерц (точнее, от 20 до 20000 Гц). С некоторым упрощением, например, в кассетных магнитофонах, можно обойтись и сигналом меньшего диапазона, скажем, в 18, 16 и даже 14 килогерц, сохранив при этом качество звучания на комфортном для прослушивания уровне. Но телевизионный сигнал имеет ширину в 6 мегагерц – в 30 раз больше, чем самый высококачественный аудиосигнал. Чтобы записать такой объём информации без искажений надо либо увеличивать скорость транспортировки ленты мимо записывающей/воспроизводящей магнитных головок, либо каким-то образом уплотнять информационный поток. Так возникла идея записывать видеосигнал короткими наклонными отрезками, увеличив длину рабочей поверхности магнитной ленты и снизив линейную скорость перемещения ленты мимо головок. (Мы несколько упростили описание, потому что уже знаем – идея поперечной записи пришла в голову сотруднику компании Ampex Чарльзу Гинзбургу, а наклонная запись, по сути, всего лишь развитие идеи американского инженера).

Одним из перспективных (как казалось в семидесятые годы) стандартов был U-matic, который был разработан в 1971 году и подразумевал использование кассет с магнитной лентой. Любопытно, что «ленточные» видеомагнитофоны (с открытыми бобинами, но были и кассетные) собственного стандарта в небольших количествах выпускались в СССР и даже не входили в число товаров повышенного спроса (поскольку не обеспечивали приемлемого качества видеозаписи и были слишком дороги – стоили, как хороший автомобиль).

Другим стандартом, едва ни ставшим самым популярным в области домашнего видео, был Betamax, разработанный корпорацией Sony. Аппаратура этого формата обеспечивала отличное качество картинки, но была слишком дорога, чтобы стать массовым товаром. В отличие от бытовых  видеомагнитофонов стандарта U-matic аппаратура формата Betamax не канула в небытие. Камкордеры (видеокамеры) и магнитофоны этого стандарта широко применялись на телевидении и только недавно были вытеснены цифровыми видеокамерами. Кстати, визуально камкордер Betamax легко отличить от прочих именно по размерам самих устройств и кассет – они заметно больше, чем привычные нам VHS.

Стандарт VHS – Video Home System – был предложен японской компанией JVC. Аппаратура этого формата по всем статьям проигрывала технике Betamax, хотя здесь использовались схожие по устройству кассеты с такой же магнитной лентой шириной 12,65 мм. Замечательной идеей разработчиков была мысль не стараться достичь телевизионного качества записанного сигнала, а приспособить к бытовой видеоаппаратуре сами стандарты качества. В отличие от стандартного видеосигнала ширина сигнала видеозаписи VHS уменьшена втрое – до 2 мегагерц. Соответственно информационная ёмкость видеосигнала втрое меньше – воспроизводимая картинка имеет всего 220 строк. Вроде бы непростительное, совершенно неприемлемое для потребителя снижение качества. Кому такая аппаратура нужна? Оказалось – всем.

Возникновение и бурное развитие стандарта VHS убедительно демонстрирует значение разумного компромисса. В конце семидесятых годов прошлого века, когда, собственно, и разрабатывался стандарт VHS, массовое телевидение ещё не вошло в эпоху повсеместного распространения кабельных сетей. Сигнал передавался по радиоволнам и неизбежно подвергался многочисленным искажениям. То есть принимаемая при помощи телеантенны картинка не могла быть тем эталоном, который бы не позволил потребителю разглядеть несовершенство бытовой видеозаписи. Видеофильмы VHS по техническому качеству изображения были немногим хуже обычной телевизионной трансляции. Да и не требовал никто от бытового магнитофона кристального изображения – достаточно было самой возможности просмотра кино дома.

Надо сказать, что с начала восьмидесятых годов, когда кассетные видеомагнитофоны стали выпускаться в огромном количестве, технология бытовой видеозаписи не стояла на месте. Ведущие мировые компании разработали и выпустили на рынок несколько разновидностей кассетного видеомагнитофона. Прежде всего, это упрощенные модели, которые продавались по сниженным ценам – видеопроигрыватели без тракта видеозаписи и, соответственно, без встроенного тюнера, и видеомагнитофоны с трактом записи, но тоже без тюнера (так называемые «пишущие плееры»). Это сделало видеоаппаратуру доступной большему количеству потенциальных потребителей. Затем были предприняты шаги по улучшению качества видеозаписи. Появился стандарт S-VHS (то есть Super VHS), в котором была увеличена ширина записываемого видеосигнала и за счет этого расширено количество строк (с 220 до 400), введён звуковой стереотракт, реализованы режимы длительной и сверхдлительной видеозаписи (за счет снижения скорости протяжки ленты мимо вращающегося блока видеоголовок и ценой существенного снижения качества записи). До начала эпохи DVD стандарт S-VHS не уступал по популярности обычному VHS, а подавляющее большинство готовых видеозаписей продавалось именно в этом формате. Аппаратура VHS и S-VHS по формату записей совместима, видеофильмы S-VHS можно смотреть на видеомагнитофонах VHS с соответствующей потерей качества, разумеется. Затем появилась компактная модификация VHS для применения в бытовых видеокамерах VHS-C (то есть Compact), эта аппаратура выпускалась до недавнего времени и тоже была вытеснена цифровыми камкордерами.

Вертолёт Сикорского

Рубрика: (Истории успеха) | Автор: moderator | Дата: 12-11-2013

Метки: , , , ,

Судьба великого русского авиаконструктора Игоря Ивановича Сикорского это история таланта и упорства, смелости и трудолюбия. Сикорский – ещё один русский эмигрант, который подобно Сарнову и Зворыкину, Понятову и Рахманинову подарил свой гений принявшей его Америке.

Игорь Иванович родился 25 мая 1889 года в Киеве в семье врачей. В возрасте 12 лет (эту историю приводят все биографы Сикорского, очень уж она примечательна) мальчик построил модель вертолёта с двигателем в виде резинового жгута. Позже он построил большую двухвинтовую модель, которая поднималась на несколько метров над землёй. Идея вертолёта не оставляла Сикорского с отрочества, но до её реализации предстояло пройти долгий путь и прожить целую жизнь.

В 1903 году Сикорский поступил в Российскую военно-морскую академию в Петербурге. Но в 1906 году отправился продолжать образование в Париж. Через год он вернулся в Россию и окончил обучение в Политехническом институте в Киеве.

Летом 1908 года семья Сикорских отправилась в путешествие по Германии и Франции. Молодой Сикорский бредил авиацией. Находясь в Германии, он рисовал чертежи будущих вертолётов, проводил расчёты несущего винта. Здесь же в Европе состоялась его встреча с легендарными братьями Райт, которая во многом определила его судьбу, как авиаконструктора. В том же году, благодаря финансовой поддержке сестры, Сикорский снова отправляется в Париж. Он намерен строить свой вертолёт, но французские пионеры авиации в идею Сикорского не поверили. Слишком фантастично выглядела его машина, которая якобы могла с места вертикально подниматься в воздух. Не добившись успеха, Игорь Иванович вернулся в Киев. В его багаже был мотоциклетный двигатель «Анзани» мощностью в 25 лошадиных сил. И в 1909 году Сикорский приступил к постройке первого вертолёта с двумя соосными несущими винтами, вращающимися в противоположном направлении.

Ни первая, ни вторая (в 1910 году) попытки создать вертолёт не удались. Машины не летали, и это несколько охладило пыл молодого конструктора. И Сикорский переключился на конструирование самолётов. Он снова посетил Францию, осмотрел первые аэропланы. Затем вернулся в Россию и построил две весьма любопытные модели аэросаней, а затем подряд три самолёта-биплана серии «S». В воздух поднялся только «S-3» — в мае 1911 года, но это уже был настоящий самолёт, а не беспомощная модель. В том же 1911 году Сикорскому была выдана лицензия на изобретение (под номером 64) от Российского Императорского Аэроклуба. В сентябре 1911 года самолёт Сикорского «S-5» соревнуется с иностранными аэропланами на воинских учениях под Киевом, причём, оказывается самым быстрым. Следующая модель «S-6» стала в судьбе Сикорского поворотной. Это был самолёт со 100-сильным двигателем «Аргус», который поднялся в воздух в ноябре 1911 года. Качества машины настолько впечатлили присутствующих на испытаниях чиновников, что в 1912 году молодой конструктор был назначен главным инженером авиастроительного отделения «Русско-Балтийского автозавода», того самого, что выпускал великолепные автомобили «Руссобалт» (один из них можно увидеть в Политехническом музее в Москве – очень красивая машина).

Игорь Иванович Сикорский

В том же году усовершенствованный «S-6-B» выиграл заказ русской армии и пошёл в серию. А Игорь Сикорский получил задание на разработку большого самолёта. 13 мая 1913 года в воздух поднялся первый в мире четырёхмоторный бомбардировщик «S-21». В декабре 1913 года был выпущен немного усовершенствованный вариант «S-22», получивший название «Илья Муромец». В течение долгого времени «Илья Муромец»  удерживал титул самого большого самолёта в мире. В годы Первой мировой войны Сикорский построил в общей сложности 75 четырёхмоторных тяжёлых бомбардировщиков. Но… но в 1917 году грянула революция.

В 1918 году Сикорский в очередной раз вернулся в Париж. Затем – горький путь русской эмиграции первой волны. Пароход, Атлантика и – 30 марта 1919 года Игорь Сикорский ступил на землю Нью-Йорка. Началась его вторая жизнь. Талантливый русский авиаконструктор стал великим американским авиаконструктором.

Правда, несколько лет Сикорский перебивался случайными заработками – служил авиаинженером в Дайтоне, читал лекции в Нью-Йорке, учительствовал… В 1923 году Сикорский и несколько его товарищей по эмиграции (бывших белых офицеров) основали новую компанию «Сикорски аэроинжиниринг». Средств хватило на небольшое помещение, на этом деньги закончились. Помощь пришла от русского эмигранта, композитора и пианиста Сергея Рахманинова, который принялся активно пропагандировать достижения Сикорского (а они были несомненны) и выкупил 5 процентов акций нового предприятия, вложив, таким образом, в первое американское предприятие Сикорского деньги. Позже, в 1928 году, компания Сикорского влилась в корпорацию «Юнайтед эйркрафт» (сам Игорь Иванович был назначен генеральным конструктором и прослужил в корпорации до 1957 года), но главные трудности были уже позади – Игорь Сикорский был признан в качестве авиаконструктора и больше не нуждался. Наступило время плодотворной работы.

В Америке Сикорский создаёт множество великолепных самолётов – двухмоторный цельнометаллический «S-29А», первый самолёт-амфибию «S-34», который дал импульс к созданию целого ряда амфибий Сикорского. В 1927 году на самолёте «S-37» первый беспосадочный перелёт через Атлантику совершил Чарльз Линдберг, пролетев 5800 километров за 33 часа 30 минут. Сразу после этого знаменитый двухмоторный самолёт был куплен американской службой дальних пассажирских авиаперевозок. Восьмиместная амфибия «S-36» в 1928 году была куплена компанией «Пан Америкен», а «S-38» был закуплен уже десятком авиакомпанией и даже вооружёнными силами США. Этот же самолёт в 1929 году Линдберг использовал для организации почтовой воздушной линии между США и Панамой.

Одна за другой компания Сикорского выпускала отличные самолёты. Но в 1931 году Игорь Иванович снова вернулся к старой идее создания вертолёта. В этом году он разработал и запатентовал вторую кинематическую схему вертолёта – с основным несущим и маленьким боковым винтом. Таким образом, обе схемы, применяющиеся сегодня в вертолётостроении, были разработаны Сикорским.

Опытами Игоря Ивановича заинтересовались американские компании (в частности «Юнайтед Эйркрафт»). Начались работы по строительству летающей модели. И 14 сентября 1939 года, после долгих лет кропотливой работы, в воздух поднялся первый в мире вертолёт «VS-300». По правде говоря, эта машина мало походила на вертолёт. Стальная труба, несущий и боковой винты, открытая кабина пилота. На первых испытаниях вертолёт смог только оторваться от земли, но это был уже успех. Первый вертолёт преследовали многочисленные крушения (без жертв – Сикорский сам испытывал свои вертолёты и поднимался совсем невысоко). Но уже к лету 1940 года «VS-300» продержался в воздухе 15 минут. А в мае 1942 года была выпущена первая серийная машина «XR-4», которая сразу была взята на вооружение воздушными силами США. В 1944 году этот вертолёт продемонстрировал всем, что значит вертикальный взлёт. В условиях снежного бурана на «XR-4» была доставлена партия крови из Нью-Йорка в Сэнди Хук, Нью-Джерси. В этой крови нуждались раненные моряки, пострадавшие от взрыва на морском судне. А в ноябре 1945 года другой вертолёт Сикорского «S-51» спас моряков, терпящих бедствие в море, сняв их с тонущей баржи. Машины Сикорского применялись и в ходе Второй мировой войны – в спасательных операциях.

С этого и началась эпоха всеобщего распространения вертолётов. Сегодня эти машины применяются в качестве патрульных и пассажирских машин, их используют санитарная и морская авиация. Военный вертолёт – «летающий танк» — грозное и почти непобедимое оружие. А тяжёлые грузоподъёмные машины применяются на транспортных линиях и на строительстве крупных зданий.

Сикорского не стало в октябре 1972 года. Заслугой Игоря Ивановича является разработка сложнейших механизмов изменения угла атаки лопастей несущих винтов (самый сложный узел в вертолёте), детальная отработка всех механических узлов вертолёта и его системы управления. Сегодня можно с полным на то основанием сказать, что все вертолёты мира, где бы и кем бы они ни выпускались, являются прямыми потомками летающих машин Игоря Сикорского.

Большие интегральные микросхемы и микропроцессоры

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 04-11-2013

Метки: , , , , ,

Вернёмся к истории компании Intel. В 1968 году Роберт Нойс и Гордон Мур основали новую компанию по разработке и производству микросхем. За плечами Нойса был опыт по созданию первой микросхемы (разработанной им независимо от признанного изобретателя Джека Килби), технологии создания проводников в самой микросхеме методом напыления и годы работы в высокотехнологичной компании Fairchild Semiconductor. Трое основателей (позже к Нойсу и Муру присоединился Эндрю Гроув) знали, что будут делать. Был и начальный капитал – Артур Рок, давший деньги на создание Fairchild Semiconductor, выделил Нойсу 2,3 миллиона долларов на новое дело, хотя бизнес-план, представленный на одной машинописной страничке, был весьма расплывчатым.

Вот полный текст этого любопытного документа.

«Компания будет участвовать в исследованиях, разработке, изготовлении и продаже интегрированных электронных структур, чтобы удовлетворять потребность промышленности в электронных системах. Они будут включать в себя полупроводниковые устройства в тонкой и толстой оболочке и другие компоненты твердого тела, используемые в гибридных и монолитных интегрированных структурах.

Разнообразие процессов будет установлено на лабораторном и производственном уровнях. Они включают: выращивание кристаллов, разрезание, напуск, полировку, диффузию твердого тела, фотолитографическое маскирование и гравирование, вакуумное напыление, покрытие оболочкой, сборку, упаковку, тестирование. А также разработку и изготовление специальных технологий, и испытание оборудования, требующегося для выполнения указанных процессов.

Изделия могут включать диоды, транзисторы, устройства с полевым эффектом, фоточувствительные элементы, лучеиспускающие устройства, интегральные схемы и подсистемы, обычно характеризующиеся фразой «масштабируемая интеграция с запаздыванием». Основными пользователями этих продуктов, как ожидается, будут производители передовых электронных систем для коммуникации, радаров, контроля и обработки данных. Ожидается, что большинство этих клиентов будут расположены за пределами Калифорнии».

Кто бы рискнул своими деньгами под эту заявку? Но Рок рискнул. Вероятно, сработал авторитет Нойса, «широко известного в узких кругах». Но… какое же имя должно быть у новой компании? (Помните – как вы судно назовёте, так оно и поплывёт?)

Вариантов было несколько, в том числе и те, которыми названы сегодня действующие компьютерные фирмы, вроде CalComp, EsTek, DisTek и CompTek. Больше всего создателям новой компании понравилось имя Intel – от слов «интегрированная электроника». Но оказалось, что это название уже принадлежит системе мотелей (придорожных гостиниц). Пришлось это имя выкупать.

В 1969 году Intel начала выпуск микросхем электронной памяти. Но годовой доход составил всего 2672 доллара (на микросхемы памяти был слишком небольшой спрос – эпоха всеобщей компьютеризации только-только зарождалась). Компаньоны стали искать выгодные заказы. И нашли один из них в Японии, в фирме Busicom, выпускающей электронные калькуляторы. Руководство Busicom заказало американцам двенадцать специализированных микросхем, которые должны были устанавливаться в японские калькуляторы. Поскольку средств у новой компании было немного и для столь масштабных разработок явно недостаточно, инженер Intel Тед Хофф предложил вместо дюжины микросхем спроектировать одну, объединяющую все заказанные функции. Заказчики согласились. А разработкой большой микросхемы занялась группа инженеров под руководством 28-летнего Федерико Фиджина.

Да, мы специально повторяем эту историю, поскольку создание первого в мире микропроцессора стало настоящей революцией, перевернувшей всю отрасль компьютерной индустрии. В 1971 году, после девяти месяцев кропотливой работы, микросхема получившая индекс 4004, была готова. Правда, объединить в одном корпусе функции всех 12 микросхем не удалось, калькулятор содержал всё-таки микросхемы четырёх типов (кроме, собственно, процессора в том калькуляторе были микросхемы оперативной и постоянной памяти, а также интерфейса). Но один чип из этого набора, тот самый 4004-й,  был универсальным.

Его возможности поразили самих разработчиков. В небольшом пластмассовом корпусе заключалась мощь того самого первого в мире электронного компьютера ENIAC, весившего 35 тонн. Перспективы изобретения (а это было именно изобретение) казались вполне очевидными. И руководители Intel начали переговоры с японцами о выкупе прав на микропроцессор. В результате Busicom получила 60 тысяч долларов (и продолжила производство калькуляторов, которым занимается до сих пор), а Intel принялись искать покупателей на новое изделие.

Изобретение Intel не осталось незамеченным. В начале 70-х на рынок были выпущены электронные часы с цифровой индикацией, в которых работали процессоры 4004, в магазинах офисной техники продавались цифровые калькуляторы – настоящие маленькие компьютеры, многократно облегчающие рутинные вычисления. Разработкой микропроцессоров занялся такой известный производитель электронной техники, как компания Motorola. Не стояла на месте и сама Intel,  выпустившая следующую модель микропроцессора – 8008. Этот первый восьмиразрядный процессор (первый был четырёхразрядным, что и отражалось в его индексе), стал основой первых прототипов персональных компьютеров и множества цифровых устройств – финансовых и инженерных калькуляторов, тайп-процессоров (первых электронных записных книжек), электронных пишущих машин, первых телевизионных игровых приставок и другой техники.

Настоящим компьютерным «сердцем» стал процессор серии 8080. На его основе в США выпускались 8-разрядные персональные компьютеры, хотя в первом персональном компьютере, созданном Стивом Джобсом и Стивом Возняком, основателями компании Apple, использовался процессор от Motorola. Это произошло в апреле 1976 года, когда Возняк собрал первую машину, получившую название «Apple I». И в дальнейшем компания Apple Computer использовала в своих машинах процессоры Motorola, а процессоры Intel стали применяться в первых IBM PC, появившихся в 1982 году.

Мы не будем вникать в технические детали устройства микропроцессоров и отслеживать этапы их совершенствования. Нам важен исторический факт, рубеж, который открыл новую технологическую эпоху и, в конце концов, изменил всю нашу жизнь. Однако, стоит рассказать об открытии одного из основателей компании Intel Гордона Мура. Ещё в 1965 году, готовясь к презентации, Мур заметил, что каждая новая микросхема электронной памяти имеет вдвое большую ёмкость по сравнению с предшествующей моделью, а срок разработки и выпуска микросхемы нового поколения не превышает 20 месяцев. Эта эмпирическая закономерность экспоненциального роста числа транзисторов в микросхемах получила название «закона Мура». Он продолжает действовать по сегодняшний день. И в результате прогресс в компьютерных технологиях идёт такими темпами, которые попросту невозможны ни в одной другой области.

В наше время корпорация Intel является крупнейшим в мире разработчиком и производителем микропроцессоров для персональных компьютеров. Более чем 95 процентов ПК во всём мире используют процессоры Intel. Не устояла даже Apple Computer, которая на тридцатом году своего существования тоже перевела выпускаемые ею компьютеры «Макинтош» на процессоры Intel. Но рынок микропроцессоров не ограничивается выпуском чипов для персональных компьютеров. Он намного шире. И места на нём хватает для множества других производителей.

Перечислим только технику, в которой применяются микропроцессоры. Карманные компьютеры, цифровые проигрыватели файлов МР3 (МР3 плееры), плееры DVD, видеомагнитофоны (и цифровые, и аналоговые). Бортовые компьютеры автомобилей, самолётов, кораблей и малых судов. Эхолоты (большие и малые) и велокомпьютеры (небольшие устройства для вычисления скорости движения, времени, проведённого в пути, пройденного расстояния и так далее). Навигационные приёмники GPS и сотовые телефоны. Наручные электронные часы и электронные записные книжки. Печи СВЧ, стиральные машины, холодильники и кондиционеры. Контроллеры станков с числовым программным управлением, системы охранной сигнализации, видеонаблюдения. Музыкальные центры, цифровые диктофоны, цифровые и плёночные фотоаппараты… Достаточно? Микропроцессоры используются даже в кухонных вытяжках, нагревателях воздуха и утюгах. В кухонных плитах и духовках. В портативных радиостанциях и приборах для ведения метеонаблюдений. Трудно найти область техники, в которой бы не применялись микропроцессоры. Ну, разве что ручной инструмент. Хотя… видели ли вы инструменты, которые используют в автомобильной промышленности при конвейерной сборке узлов и при регулировках механизмов? Здесь тоже применяются микропроцессоры – для измерения зазоров, момента затяжки резьбовых соединений, проверки компрессии в цилиндрах двигателя, установки углов схода и развала колёс.

И всё это началось тогда, в далёком 1968 году, когда двое учёных решили создать собственную компанию, ещё не зная, чем же это, собственно, обернётся.

Исследования планет Солнечной системы

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 31-10-2013

Метки: , , ,

Начиная с конца 50-х годов ХХ века, ракеты-носители не только выводили на околоземную орбиту искусственные спутники самого различного назначения и доставляли на орбиту экипажи космических кораблей, но и использовались для запуска автоматических межпланетных станций для изучения планет солнечной системы.

Одним из самых примечательных искусственных спутников нашей планеты можно считать космический телескоп «Хаббл». Это обычный оптический телескоп-рефрактор с диаметром зеркала 2,4 метра, изображение с которого передается на Землю по телевизионному каналу. «Хаббл» запущен американцами в апреле 1990 года. При выводе на орбиту американским космическим челноком, главное зеркало телескопа было деформировано. В 1993 году космический челнок состыковался с «Хабблом» для того, чтобы астронавты смогли установить на телескоп корректирующую оптику. С тех пор «Хаббл» работает бесперебойно и радует ученых великолепными снимками объектов дальнего космоса. Главное достоинство космического телескопа в том, что ему не мешает атмосферная дымка. Поэтому «Хаббл» на сегодня может считаться самым мощным телескопом в мире. Хотя на земле работают рефракторы с 10-метровыми зеркалами, обладающие большей степенью увеличения, но до безупречного качества изображения «Хаббла» им очень далеко. Раз в три года космический телескоп посещает корабль-челнок, который проводит ремонтные работы.

«Хаббл» не единственный инструмент для изучения космических объектов. Кроме него с начала 60-х годов прошлого столетия используются автоматические зонды, запускавшиеся к Луне, планетам Солнечной системы, к астероидам и кометам. Каждый из таких спутников несет на борту исследовательскую аппаратуру, собирающую и передающую на Землю информацию о поверхности изучаемой планеты. Вот лишь некоторые из этих удивительных аппаратов.

В 1962 году американский аппарат «Маринер 2» пролетел рядом с Венерой. До этого полёта учёные не оставляли надежды на то, что поверхность Венеры может быть пригодна для жизни. Было ясно, что на Венере жарко. Но – насколько именно? Может ли там быть жидкая вода (предполагалось существование огромного  океана), один из компонентов, необходимых для возникновения жизни? Как велика температура на поверхности, из чего состоят венерианские облака?

Аппарат «Маринер 2»

Фотографии и измерения, полученные с «Маринера 2» поставили крест на оптимистических ожиданиях. Климат Венеры оказался крайне «недружественным» и совершенно несовместим с известными нам формами жизни (включая и предваряющие саму жизнь, вроде протобелковых молекул). После «Маринера 2» на Венеру были отправлены десятки орбитальных, атмосферных и посадочных зондов. Теперь мы знаем, что поверхность планеты имеет температуру выше точки плавления свинца, из-за чего кора находится в пластичном состоянии. То есть, на Венере нет ни кратеров, ни гор, ни каких-либо иных стабильных долговременных формирований. Чрезвычайно плотная атмосфера планеты состоит из горячего углекислого газа, а в ней плавают облака из серной кислоты. Получается крайне враждебный для нас, землян, мир, в котором нет места жизни.

В 1965 году, автоматическая станция «Маринер 4» достигла Марса.

1971 год, «Маринер 9» был выведен на низкую орбиту Марса и передал на Землю тысячи высококачественных снимков поверхности планеты.

1971 год, зонд «Марс 3» опустился на поверхность Марса.

Сегодня Марс изучен лучше любой другой планеты Солнечной системы, не считая, конечно, Луны, на которой побывали 12 астронавтов в составе 6 лунных экспедиций. Но начинались исследования именно с этих первых автоматических зондов.

Первые же данные поразили учёных и развеяли некоторые сомнения. В частности, никаких каналов на поверхности планеты нет. Наблюдаемые в прошлом каналы, скорее всего, обусловлены несовершенством оптики телескопов и помехами атмосферы Земли. Снимки, сделанные «Маринером 4» показали, что поверхность планеты густо покрыта кратерами, как и поверхность Луны. На фотографиях, переданных «Маринером 6» и «Маринером 7», учёные увидели образования, похожие на русла рек, которые могли быть оставлены потоками воды. «Маринер 9» снял гигантские древние вулканы (ныне бездействующие)… Реки, значит вода, вулканы и вода, значит… жизнь?! Только сейчас, после длительного обследования поверхности Марса двумя самоходными зондами, мы знаем, что воды в свободном виде на Марсе, нет. Нет и жизни… Но до сих пор не знаем, была ли вода и была ли жизнь. Надежда на это остаётся, хотя и очень небольшая. Если на Марсе была хотя бы примитивная жизнь, на поверхности должны были остаться осадочные породы, следы этой жизни. Таких следов пока не обнаружено. Но сама планета предстаёт очень интересным миром с любопытным прошлым и своей геологической историей.

Сопоставление данных по исследованию Венеры и Марса позволили учёным создать картину эволюции этих планет, которая не совпадает с картиной возникновения и развития Земли. То же, в принципе, произошло и с Луной. Теперь мы знаем, что Луна не реликтовая планета (то есть не образовавшаяся при помощи отрыва части Земного шара, а образовавшаяся самостоятельно). А это означает, что у каждой из ближайшей к нам планет собственная история формирования.

Станция «Пионер 10»

1973 год, межпланетная автоматическая станция «Пионер 10» достигла Юпитера. Полученные с Юпитера данные также весьма удивили исследователей. Тёмные полосы и светлые зоны между ними, а также пятна, видимые с Земли в телескопы, оказались многочисленными вихрями в атмосфере Юпитера. Но природа открытого ещё в 1955 году мощного радиоизлучения гигантской планеты осталась неизученной. Вокруг планеты было открыто тонкое кольцо.

1974 год, зонд «Маринер 10» пролетел рядом с Венерой и Меркурием. Фотографии Меркурия, полученные с «Маринера 10», который трижды облетел ближайшую к Солнцу планету нашей системы, показали, что эта планета покрыта кратерами, похожими на лунные. «Меркурий 10» сумел сфотографировать более половины поверхности Меркурия.

1975 год, «Пионер 11» прошел вблизи Сатурна. Ещё в пятидесятые годы на спутнике Сатурна Титане была обнаружена атмосфера (астрономом Койпером), что вызывало особый интерес к этой огромной планете и её спутникам. «Пионер 11» показал, что колец у Сатурна огромное количество. Некоторые из них, возможно, закручены в спираль (современные исследования показали, что это не так). Новейшие данные (со станции «Кассини», уже в нашем столетии) получены и с Титана, спутника Сатурна. Оказалось, что поверхность планеты имеет желеобразную консистенцию, а облака изливают в атмосферу метановые дожди. Более того, зонд, опустившийся на эту малую планету, передал на Землю звуки ветра – «голос» планеты Титан.

1975 год, «Венера 9» и «Венера 10» передали на землю фотографии с поверхности Венеры.

1976 год, «Викинг 1» и «Викинг 2» совершают посадку на Марс.

Исследования ближнего и дальнего космоса продолжаются. Сегодня мы знаем, что ледяные спутники всех больших планет, которые при наблюдении в телескоп выглядят светлыми точками, оказались весьма любопытными объектами с собственной историей. На некоторых их них космические зонды обнаружили активные геологические процессы — на спутнике Юпитера Ио действующие вулканы, извергающие серу, а на спутнике Нептуна Тритоне гейзеры, извергающие жидкий азот.

Станция «Галилео»

1986 году множество автоматических станций были направлены на комету Галлея, благодаря чему было изучено ядро этой кометы. А в начале 90-х годов автоматическая станция «Галилео» по пути к Юпитеру, к которому она летела в течение 2 лет, приблизилась к двум астероидам, а затем сбросила в атмосферу Юпитера зонд, благодаря которому стало понятно её строение. На Юпитере на большой высоте с огромной скоростью дуют постоянные ветры, что, вероятно, и приводит к образованию стабильных атмосферных вихрей, которые видны на большом расстоянии.

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.

Спутниковая связь и космическая метеорология

Рубрика: (Как рождались технологии) | Автор: moderator | Дата: 28-10-2013

Метки: , , , , ,

История знает множество случаев, когда талантливые писатели-фантасты предсказывали научные открытия и изобретения. Но чтобы писатель стал автором идеи, захватившей впоследствии умы учёных? Такого вроде бы не было… Или было? Один такой случай (на самом деле гораздо больше) известен достаточно широко. В 1954 году английский писатель-фантаст Артур Чарльз Кларк (годы жизни 1917-2008) написал письмо доктору Гарри Векслеру, руководителю отдела научных исследований американского метеорологического бюро, и предложил использовать искусственные спутники Земли для долговременного прогноза погоды. Это предложение способствовало появлению нового направления в метеорологии — космической метеорологии. А доктор Векслер стал горячим сторонником использования ракет и спутников для ведения метеонаблюдений из космоса.

Почему именно 1954 год? В космосе ещё не было ни одного искусственного спутника, но американская и мировая научно-популярная периодика уже пестрела статьями о космосе. В воздухе в буквальном смысле веяло близким расцветом космической эры. Это вызывало энтузиазм не только у просвещённой публики, но и в среде вполне серьёзных учёных. Главный вопрос – как можно использовать будущие спутники с практической стороны? Исследование космического излучения и верхних слоёв атмосферы – да, это очень важно, однако быстрой практической выгоды не подразумевает. Между тем даже у самых мощных мировых держав, в число которых, безусловно, входили и Соединённые Штаты Америки, хватало других забот, кроме развития теоретической науки. А космические программы требовали колоссальных финансовых вложений.

Артур Кларк

В печати с популярными статьями выступали и вполне авторитетные учёные, вроде Вернера фон Брауна, отца американской астронавтики и конструктора первых немецких и американских ракет. Большой интерес вызывали фантастические произведения самого Кларка и художника Чарльза Броунстелла. Под их влиянием космические исследования (которые к тому времени ещё не начались) разделились на три больших направления. Первое – научное, особенно так называемая внеатмосферная астрономия. Второе – военное, подразумевающее использование спутников для разведывательной деятельности, наблюдения за военными объектами недружественных стран. Наконец, третье – гражданское, в которое входят спутники связи, метеорологии, навигации. Эти спутники могут выполнять и военные задачи, поскольку обычно финансируются государством (затраты на космические программы очень велики, не любая частная компания, тем более научная организация, способны их выдержать), но всё же основное предназначение гражданское.

В Советском Союзе работы по освоению космоса всегда оставались засекреченными и проводились в рамках, скорее, военных, чем научных программ (гражданских лиц в космических центрах было немного, в основном военные чины). А США ситуация складывалась иначе. В конце 1957 – начале 1958 годов в США состоялись слушания Конгресса для выяснения причин отставания Америки от СССР в области космических исследований. Поводом стал запуск первого искусственного спутника Земли, который произвёл в Америке эффект разорвавшейся бомбы. Никто просто не ожидал, что разрушенная войной страна способна так быстро восстановиться и опередить экономически более развитую сверхдержаву на таком трудоёмком направлении. Проанализировав ситуацию, президент Эйзенхауэр пришел к выводу, что военные и гражданские космические разработки плохо совмещаются, а поэтому программы невоенного характера следует выделить из компетенции вооружённых сил США. И, взяв за основу национальный консультативного комитет по аэронавтике, работающий в США с 1918 года, создать новую организацию — Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Официально деятельность НАСА официально началась 1 октября 1958 года.

Следует признать, это было важное решение. После уже упомянутой речи 25 мая 1961 года следующего после Эйзенхауэра американского президента Кеннеди, во время которой он объявил о начале лунной программы, НАСА развернула бурную деятельность. Это был серьёзный соперник советским конструкторам и учёным Сергея Павловича Королёва. В 60-е годы НАСА приступило к проектированию и постройке космического корабля «Аполлон» и ракеты-носителя «Сатурн-5», которым и предстояло доставить астронавтов на Луну. В те же годы НАСА приступило к исследованиям Луны, а также планет Венеры и Марса с помощью автоматических межпланетных станций, к разработке искусственных спутников Земли для проведения исследований Солнца и звезд в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра. Начались запуски экспериментальных метеорологических и связных искусственных спутников.

«Аполлон 11»

На этом этапе преимущество в исследованиях ещё долго оставалось за СССР. Но после смерти Королёва темпы работ постепенно снизились. Поворотным моментом стал день 16 июля 1969 года, когда стартовал космический корабль «Аполлон 11», который доставил на Луну американскую команду астронавтов. Лунная гонка была выиграна американцами.

В начале 70-х годов для НАСА начались трудные времена. Лунная программа была завершена, а с ней урезано и финансирование. Амбициозным планам учёных, среди которых была и высадка человека на Марс, не суждено было осуществиться. Деятельность НАСА была урезана до разработки «космического челнока» — космического корабля многоразового использования «Шаттл», который совершил первый полёт в космос в 1981 году. Самое же крупное сокращение программ НАСА произошло в 1995 году, когда космический бюджет был доведён до уровня 1961 года.

Мы взяли ради примера историю НАСА, но советские космические программы прошли, практически, тот же путь. Как только политическое руководство страны утрачивало интерес к гражданским космическим исследованиям, научные программы сокращались, финансирование урезалось. И это не могло не сказаться на темпах освоения космоса.

Но всё же за первые десятилетия космической эпохи сделать удалось очень многое. В рамках научных программ исследования планет Солнечной системы были запущены автоматические станции к Луне, Венере, Марсу и другим планетам. Удалось создать работающую систему метеорологических наблюдений с использованием искусственных спутников Земли. Сегодня метеопрогнозы, которые мы ежедневно видим по телевидению и слушаем по радио, составляются мощными компьютерами на основании данных, полученных с орбитальных спутников. Эта мощная система позволяет с большой точностью делать краткосрочные и с приемлемой точностью долгосрочные прогнозы изменений погоды в любой точке планеты.

Ещё в 1965 году в СССР была создана постоянно действующая спутниковая система связи «Орбита». В эту систему вошли наземные приёмо-передающие станции и три искусственных спутника Земли – «Молния», «Радуга», «Горизонт – с установленными на них антеннами ретрансляторов. Эта система позволила обеспечить высококачественной связью в ультракоротковолновом диапазоне самые отдалённые районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Эта же система использовалась для трансляции программ московского телевидения.

«Орбита» работает по тому же принципу, что и все современные спутники связи. Радиосигнал, который в диапазоне ультракоротких волн распространяется только прямолинейно и в зоне прямой видимости передаётся с наземного передатчика на орбиту, отражается от пассивной антенны спутника (то есть ретранслятору не требуется энергия для усиления и передачи сигнала) и возвращается на Землю под углом – фокусируясь на антенне другой наземной станции, которая из-за шарообразности Земли находится вне зоны видимости первого передатчика. Ретранслирующие спутники находятся на гелиостационарных орбитах, то есть скорость их вращения совпадает со скоростью вращения Земли, поэтому для наземного наблюдателя они неподвижны. Система получается долговечная, надёжная и хорошо работающая.

Спутники связи работают в системах телевизионной и радиотрансляции (спутниковое ТВ), в системах спутниковой телефонии и в системе глобального позиционирования GPS. Эта система – Global Positioning System — очень интересная и вполне доступная любому человеку технология, позволяющая определить свои координаты, проложить маршрут движения, отметить его на карте, узнать скорость передвижения и многое другое.

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.

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